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直流電源范文第1篇

關(guān)鍵詞:直流電源 直流屏 模塊化 安裝調(diào)試 故障處理

直流電源系統(tǒng)是保證各類變電站、水力、火力發(fā)電廠正常、安全運行的電源設(shè)備,也是其它使用直流設(shè)備用戶的直流電源,是電力系統(tǒng)的重要組成部分,為信號設(shè)備、繼電保護、自動裝置、合閘操作提供直流電源,并在外部交流故障的情況下,繼續(xù)提供直流電源,是繼電保護、自動裝置和斷路器等設(shè)備正確動作的基本保證。直流電源系統(tǒng)的重要性不言而喻,它的可靠性、安全性直接影響到電力系統(tǒng)供電的可靠性、安全性,其穩(wěn)定運行對防止系統(tǒng)破壞、事故擴大和設(shè)備嚴重損壞至關(guān)重要。

1.直流電源系統(tǒng)

由蓄電池組構(gòu)成的變電所操作直流電源系統(tǒng)獨立于交流動力電源系統(tǒng)之外,不受交流電源系統(tǒng)故障的影響,有很高的可靠性,因為整個蓄電池組故障而造成停止供電的可能性極小,就可靠性而言,還沒有其他電源裝置可以替代。直流屏整體結(jié)構(gòu)主要由蓄電池部分、充電模塊單元、監(jiān)控部分等構(gòu)成。按照輸入輸出的順序,直流電源系統(tǒng)可以細分為如下幾個部分:交流配電單元(包括交流輸入、自動切換、C/D級防雷系統(tǒng)、交流信號檢測)、AC/DC整流模塊、蓄電池輸入及其配電單元、電壓調(diào)節(jié)單元、直流饋出配電單元、絕緣監(jiān)測儀、電池巡檢儀、監(jiān)控單元、配電監(jiān)控單元(包括交流配電、直流配電),此外還有部分特殊功能組件。

1.1交流配電單元。交流電源輸入分為手動控制和自動控制兩種輸入方式。兩路輸入時基本上都是采用自動切換方式,使用交流自動切換控制盒并輔以部分元器件就可以組成實現(xiàn)自動切換電路,實現(xiàn)系統(tǒng)兩路交流電源的自動切換輸入。

1.2直流充電母線。交流電源通過各配電輸出開關(guān)向相應(yīng)的整流器供電,整流器輸出直流電源與蓄電池并聯(lián)輸出形成充電母線。

1.3 直流饋出母線。直流饋出母線有單母線和單母線分段兩種形式,具體設(shè)計和生產(chǎn)需要依據(jù)實際的技術(shù)要求進行詳細設(shè)計。

2.直流電源系統(tǒng)模塊

直流屏主要由以下三部分構(gòu)成:

2.1蓄電池模塊。蓄電池模塊功能主要是在交流電源斷電時能夠?qū)崟r地提供二次電路所需的直流供電。

2.1.1硅鏈調(diào)壓。硅鏈調(diào)壓裝置原理是在合閘母線上串入硅堆,利用硅堆壓降降低輸出電壓。

2.2充電模塊。充電模塊功能主要有兩個:一是交流整流,即將交流電源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電源;二是穩(wěn)壓穩(wěn)流,即實時地給蓄電池充電,以確保蓄電池隨時處于可供電狀態(tài)。

2.2.1一體化插座。充電模塊采用輸入輸出一體化插座,可熱插拔,因此模塊安裝維護極為方便。

2.3監(jiān)控模塊。監(jiān)控系統(tǒng)包括充電模塊內(nèi)部的監(jiān)控電路、監(jiān)控模塊、配電監(jiān)控、絕緣監(jiān)測儀、電池巡檢儀等模塊,該系統(tǒng)是直流屏的控制核心,其主要負責(zé)監(jiān)控交流及電池狀態(tài)等眾多的物理量,并且控制充電模塊部分智能的對電池進行充電。能夠?qū)崟r測量、處理、控制、存儲和報告系統(tǒng)所有事件,同時對分布式電源系統(tǒng)及其組成設(shè)備進行遙測、遙信、遙控、遙調(diào),能夠?qū)崟r監(jiān)視系統(tǒng)和設(shè)備運行情況,記錄和處理相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.安裝調(diào)試

系統(tǒng)接線完畢、調(diào)試通電前檢查及絕緣測試完成后,就可以進行系統(tǒng)通電調(diào)試。為確保調(diào)試時,設(shè)備和人身的安全,必須細心謹慎,遵循“測量―操作―測量”的調(diào)試方法,嚴格按照調(diào)試步驟進行。

3.1交流配電部分。把柜內(nèi)市電的三相交流空氣開關(guān)、各個充電模塊的空氣開關(guān)都打在斷開的位置,監(jiān)控模塊的開關(guān)(在監(jiān)控模塊背面)也打在“OFF”的位置,斷開所有負載。合上外部的交流配電開關(guān),將用戶引入電源開關(guān)接通,測量對應(yīng)交流輸入空開的引入端,應(yīng)該有正常的380V交流電壓(線電壓),且每相電壓差值相對較小。正常則可將對應(yīng)交流輸入空開合閘。如果是兩路交流輸入自動切換的系統(tǒng),應(yīng)該作交流自動切換檢查。

3.2充電模塊。交流配電部分正常工作后,可作充電模塊的通電調(diào)試:將模塊1控制開關(guān)合上。檢查模塊的輸出電壓和輸出電流。依次按順序合上其它2個模塊的控制開關(guān)。檢查各個充電模塊的輸出電壓是否一致,最大不應(yīng)超過1V。

3.3直流配電。充電模塊部分正常工作后,接著作直流配電部分的通電調(diào)試:依次合上控制回路的各個輸出控制開關(guān),檢查相應(yīng)的輸出端子電壓和對應(yīng)指示燈。依次合上合閘回路的各個輸出控制開關(guān),檢查相應(yīng)的輸出端子電壓和對應(yīng)指示燈。

3.4系統(tǒng)監(jiān)控。直流配電部分正常工作后,可作系統(tǒng)監(jiān)控部分(包括配電監(jiān)控和監(jiān)控模塊)的通電調(diào)試。

3.5負載的接入?？蛇m當(dāng)?shù)亟尤胍恍┴撦d,讓系統(tǒng)工作在輕載,或半載,或重載狀態(tài),進行均流調(diào)節(jié)。

3.6電池的接入。在上述調(diào)試步驟正確完成無故障或故障排除后,可以實行對電池的接入。

4.故障處理

在安裝和調(diào)試過程中,監(jiān)控模塊發(fā)生告警的現(xiàn)象屬于該過程中正?，F(xiàn)象。掌握了通用的故障處理流程,就能根據(jù)故障現(xiàn)象查找故障根源,進行分析,從而排除故障。通用的故障處理流程如下:開始――讀取監(jiān)控模塊告警信息――分析告警信息所在的單元類型――根據(jù)模塊類型查找分析實際運行參數(shù)和監(jiān)控參數(shù),尋找問題根源――對故障根源逐級排查,直到找到故障根源部件――更換故障部件或者重新設(shè)置參數(shù)――結(jié)束。

直流電源系統(tǒng)是變電站的一個重要組成部分, 對變電站的正常運行起著重要的作用,安裝調(diào)試的好壞直接影響著變電站的可靠性,所以在變電站設(shè)計和安裝調(diào)試中,要根據(jù)變電站的實際情況進行選擇, 選擇最合理的方案并進行相應(yīng)的暗轉(zhuǎn)調(diào)試工作,才能保證直流電源發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

參考文獻:

[1] 能源部西北電力設(shè)計院,電力工程電氣設(shè)計手冊

[2] 沈慶,淺析變電站直流系統(tǒng)饋電線路故障及解決方法,科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2009.35

直流電源范文第2篇

關(guān)鍵詞：晶閘管; 觸發(fā)脈沖; 單片機控制; 直流電源

中圖分類號：TN86-34文獻標識碼：A

文章編號：1004-373X(2011)01-0157-03

DC Power Supply Control System of Multi MCU

XU Chun-yan1, DAI Ming-xin2, ZHANG Hu1

(1.Department of Automation, Wuchang Branch, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430064,China;

2.College of Electrical and Electronic Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074,China)

Abstract： A DC power supply control system is introduced, which takes the MCU-controlled thyristor trigger pulse as its core and realizes the synchronous trigger pulse signal, phase shift signal, drive signal and over-voltage/over-current protection. DC power supply output voltage and output current are adjusted through the keyboard controller, and the actual value is displayed by LED. The control segment realized determination of the phase sequence of the three-phase AC power supply, synchronization ofpulseformation, detection of open circuit, calculation of pulse code, sampling data, soft-start, proportional control，and so on.

Keywords： thyristor; trigger pulse; MCU control; DC power supply

0 引 言

多單片機直流電源控制板包括A/D采集與轉(zhuǎn)換、測量、顯示、同步、自動相序判定、移相觸發(fā)、過流/過壓保護、缺相檢測等部分 ，與整流變壓器，蓄電池，儀表等部件一起構(gòu)成成套裝置。裝置有充電、穩(wěn)流、穩(wěn)壓等工作方式，可供發(fā)電廠，變電站，醫(yī)院，工廠等部門用作控制，操作或照明的直流電源。多單片機電源控制系統(tǒng)硬件電路簡單清晰，數(shù)字觸發(fā)脈沖精度高，系統(tǒng)調(diào)節(jié)速度快、性能指標和可靠性高。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 整流變壓器及主電路

整流變壓器及主電路的電路如圖1所示。多單片機直流電源控制系統(tǒng)的變流主電路是三相橋式全控整流電路，整流變壓器一次側(cè)控制保護器件有繼電器、控制開關(guān)、熔斷器、電源指示燈等，一次側(cè)接380 V交流電源。變壓器二次側(cè)作為三相橋式全控整流電路供電電源，主電路中有六個晶閘管，該電路中晶閘管的觸發(fā)脈沖電路必須滿足以下條件：

圖1 整流變壓器及主電路

(1) 觸發(fā)脈沖必須與主回路電源同步并有一定的移相范圍；

(2) 觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，以保證被觸發(fā)的晶閘管可靠導(dǎo)通；

(3) 觸發(fā)脈沖的前沿應(yīng)盡量陡并具有足夠的功率。

1.2 電源控制板硬件框圖

直流電源控制板由四片51系列單片機組成，分別為GMS97C52,GMS97C51和兩片AT89C2051。GMS97系列單片機由韓國LG公司生產(chǎn)，與TntelMCS-51系列單片機兼容，且具有低功耗、價格便宜、OTP(One Time Programmable)等特點。電源控制板硬件框圖如圖2所示。

圖2 電源控制板硬件框圖

四塊單片機功能簡介如下：

(1) U18((AT89C2051)用于接收交流電壓，形成矩形同步脈沖，送U20轉(zhuǎn)發(fā)移相脈沖；同時用于判別相序、檢測斷線功能。

(2) U20(GMS97C52)用于A/D采集測量，將采集到的測量值進行數(shù)字濾波后與整定值比較，根據(jù)偏差值修改控制量，從而達到調(diào)整電流電壓的目的。同時將人機聯(lián)系的輸入值、修改電壓、電流的整定值存儲于E2PROM，顯示參數(shù)和故障信息。

(3) U19(GMS97C51)是供遠控或成組用，接收遠方控制信息并傳輸給U20(GMS97C52)，同時處理由U20輸入的報警信息。

(4) U23(AT89C2051), 接收移相脈沖，調(diào)整其寬度，輸出雙窄脈沖觸發(fā)晶閘管。

2 硬件設(shè)計

2.1 同步脈沖形成電路

在三相橋式全控整流電路中，控制角是對應(yīng)的線電壓過零點，從全控橋整流電路4#，6#，2#晶閘管的K端子分別取得abc三相相電壓接入電路K2-c,K6-b,K4-a端子，如圖3所示。該電路將兩相電壓接入光電耦合器U32，U32的4腳輸出信號的負跳變時刻即為各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時刻，即在此時刻，配合中斷，從而實現(xiàn)同步。另外，因為三相電源相位互差120°，可以分析出，無論電源進線接入的順序如何，相序關(guān)系只有正序和負序兩種，在軟件中可對其進一步判別并對應(yīng)發(fā)出正確的六路觸發(fā)脈沖信號。

2.2 驅(qū)動電路

圖4電路中RV6,RV12,C+12起分流作用，能提高觸發(fā)電路的抗干擾能力，U6為輸出級功放晶體管，對來自單片機的觸發(fā)脈沖進行功率放大，T8是脈沖變壓器，L7指示晶閘管工作情況，CF6和RL7能提高晶閘管抗干擾能力，降低門極輸入阻抗。

圖3 同步脈沖形成電路原理圖

圖4 脈沖控制單元與觸發(fā)電路

2.3 電流電壓采樣電路

在圖5電路中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器選用的是TI公司12位逐次逼近式芯片TLC2543，其帶有采樣保持,串行┤態(tài)輸出等功能，在儀器儀表中有較為廣泛的應(yīng)用。電流采樣電路應(yīng)用了真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD736，簡化了軟件設(shè)計。主電路輸出的電流電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機U20，單片機再根據(jù)偏差值修改控制量以及實現(xiàn)過壓過流保護、故障判斷等功能。

2.4 看門狗電路

控制板上設(shè)置了帶有看門狗定時器的up監(jiān)控電路，即采用了MAX813L芯片,如圖6所示。監(jiān)控電路工作時，若在1.6 s內(nèi)未檢測到其工作，它將持續(xù)發(fā)復(fù)位信號，直到程序恢復(fù)正常。

3 軟件設(shè)計

3.1 同步配合的實現(xiàn)

首先根據(jù)三相同步電壓信號向單片機提供中斷信號，在單片機響應(yīng)中斷以后，根據(jù)三相全控橋整流電路對觸發(fā)脈沖的要求來出觸發(fā)脈沖。每當(dāng)?shù)絘，b相的換相點時，如圖3(a)所示，a相與b相之間的相電壓比較會產(chǎn)生一下降沿信號給U18單片機的外部中斷1引腳(INT1)，通過中斷服務(wù)事件產(chǎn)生一個同步脈沖，同步脈沖送U20(AT89C52)，波形圖如圖7所示。

圖5 電流電壓采樣電路

圖6 看門狗電路

3.2 觸發(fā)脈沖移相及脈寬控制

該系統(tǒng)是通過改變單片機片內(nèi)定時/計數(shù)器的計數(shù)值達到改變觸發(fā)角,從而改變直流電壓和直流電流的大小。

圖7 同步脈沖波形圖

U18單片機產(chǎn)生的同步脈沖送到U20單片機，U20單片機通過將測量值與整定值進行比較，比例調(diào)節(jié)，使得測量值等于整定值，同時產(chǎn)生移相脈沖給U23的外部中斷1(INT1)，響應(yīng)外部中斷1后，P1口就開始輸出┑諞桓霆編碼脈沖，同時定時，對應(yīng)每60°發(fā)一個編碼脈沖，一直到最后一個編碼脈沖發(fā)送完成，再返回等待外部中斷1(INT1)的下一中斷請求，即上層機發(fā)送移相同步脈沖給U23單片機。脈沖編碼中采用雙脈沖編碼，實現(xiàn)雙脈沖觸發(fā)。在此過程中，T0作計數(shù)器用，計數(shù)滿N次則發(fā)觸發(fā)脈沖。N的計算方法如下：

已知：電源頻率f=50 Hz，晶振頻率F=8 MHz，定時為60°，則：

N=1/f×1/61/F×12=F72f

根據(jù)N值以及定時/計數(shù)器的工作模式，可以計算出定時/計數(shù)器的初值。

3.3 比例控制調(diào)節(jié)程序

為使輸出電壓/電流值和整定值吻合，在軟件控制中，使控制量正比于整定值與測量值之間的偏差，從而使實際輸出值不斷跟隨整定值，最終達到一致。另外，在該子程序中，系統(tǒng)啟動后，在5 s之內(nèi)，調(diào)節(jié)子程序只允許控制量以一個單位為步長，步進增加，這樣可以防止電壓上升過快，從而實現(xiàn)軟啟動。

控制量正比于測量值與整定值的偏差，理論上采用PID算法，調(diào)節(jié)用離散差分方程表達式如下：

ΔU=KP［(en－en－1)+(T/TI)en+

(TD/T)(en－2*en－1+en－2)］

式中:en,en－1,en－2分別為第n次，n-1次和n-2次電壓的偏差值；KP,TI,TD分別為比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)，T為采用周期。

4 結(jié) 語

該直流電源控制板在設(shè)計中具有以下幾大突出特點：

(1) 采用中斷功能 ： 四片51系列單片機，每片有4個中斷源，如同步、移相、相序判別及缺相等信號的傳遞均利用中斷功能，從而明顯提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度和可靠性 。

(2) A/D的分辨率為12位，定時器的最小計數(shù)間隔為1.5 μs，小擾動時電壓電流精度可達5‰ 。

(3) 具有電源相序自動識別、缺相自動檢測、故障報警及狀態(tài)顯示等功能。

(4) 多單片機控制設(shè)計，使單片機功能單一，提高了調(diào)節(jié)速度及系統(tǒng)性能的可靠性。

參 考 文 獻

［1］李群芳.單片微型計算機與接口技術(shù)［M］.北京：電子工業(yè)出版社,2008.

［2］王兆安,劉進軍.電力電子技術(shù)［M］.5版.北京：機械工業(yè)出版社,2009.

［3］馮廣義,張光,李宏.相序自適應(yīng)全數(shù)字智能化晶閘管觸發(fā)器［J］.電力電子技術(shù)，2003,37(5):82-83.

［4］吳建忠.直流電源系統(tǒng)監(jiān)控裝置的研制［J］.計算機應(yīng)用，2003,29(10):10-12.

［5］王瑾.單片機控制的數(shù)字觸發(fā)器［J］.工業(yè)科技，2004,33(5):61-62.

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［7］杜江,杜太行.晶閘管交流調(diào)壓電路數(shù)字觸發(fā)系統(tǒng)的研究［J］.低壓電器,2006(8):28-31.

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［9］謝運祥,歐陽森.電力電子單片機控制技術(shù)［M］.北京:機械工業(yè)出版社,2007.

直流電源范文第3篇

關(guān)鍵詞：智能變電站；優(yōu)化設(shè)計；直流電源系統(tǒng)；可靠節(jié)能

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

引 言

伴隨現(xiàn)階段我國智能變電站的逐漸推廣， 對于站用交直流電源系統(tǒng)的使用要求和標準也在逐步升高， 相較于原有比較獨立、分散以及耗能的站用式交直流電源系統(tǒng)而言，其已經(jīng)不能夠滿足智能變電站的發(fā)展要求。 與此同時，站用式的交直流電源系統(tǒng)已經(jīng)逐漸發(fā)展成交直流一體化電源系統(tǒng)， 為智能變電站提供一個穩(wěn)定、高質(zhì)量、智能化、集成化的電源運行系統(tǒng)，其是變電站運行的安全、可靠保障，同時還是推動并堅強我國智能電網(wǎng)建設(shè)工程的基礎(chǔ)。 智能變電站應(yīng)用的一體化交直流電源中，直流電源部分是該系統(tǒng)的核心，目前智能化變電站的建設(shè)工程已大范圍開展， 逐步優(yōu)化智能變電站的直流電源系統(tǒng)非常重要。

1 直流電源系統(tǒng)概述

1.1 直流電源系統(tǒng)的主要特點

直流電源系統(tǒng)是變電站二次設(shè)備中最為重要的組成部分，其為繼電保護、自動化設(shè)備、設(shè)備自動控制等提供了必要的工作能源，特別是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障、交流電源不能可靠發(fā)揮作用時其可以提供臨時的工作能源。 我國多數(shù)變電站中大多采用了這種直流電源系統(tǒng)的供電方式。 對于電力系統(tǒng)中的操作電源的根本要求，是具有確保電力系統(tǒng)的供電安全、可靠度， 具備一定程度的蓄電容量以確保電力系統(tǒng)的正常運行以及故障供電，同時確保其使用壽命達到設(shè)計壽命，組建與維護工作較為方便、經(jīng)濟，最為顯著的優(yōu)點是直流電源系統(tǒng)的占地面積比較小而結(jié)構(gòu)緊湊。

1.2 直流系統(tǒng)改造的根本目的以及必要性

我國變電站內(nèi)部的繼電保護裝置、 自動化設(shè)備、 信號設(shè)備、事故照明設(shè)備以及電氣裝置的遠程操作，通常多采取直流電源系統(tǒng)的供電方式， 這種直流電源供電方式的輸出質(zhì)量以及可靠性均會直接地關(guān)系到后期變電站運行的安全性以及供電可靠性。 變電站內(nèi)部的直流電源系統(tǒng)一般被人們稱為變電站運行的“心臟”，顯而易見其在變電站運行中是怎樣的重要。伴隨我國電力系統(tǒng)以及電力工業(yè)的快速發(fā)展， 為確保電網(wǎng)運行的安全性、經(jīng)濟性，并且最終還能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的全面自動化操作， 從而對其電力控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵性設(shè)備―――直流電源系統(tǒng)的要求和標準也越來越高。

2 智能變電站中的直流電源系統(tǒng)

2.1 直流電源系統(tǒng)中蓄電池組的根本作用直流電源系統(tǒng)的負荷包括了變電站中運行二次設(shè)備的經(jīng)常性負荷、故障性負荷以及沖擊性負荷三種。 智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)中，繼電保護、自動裝置的所有操作電源，通信及其它用直流負荷正常情況下均由充電裝置提供， 蓄電池處于熱備用，當(dāng)負荷的需求超過充電裝置的額定輸出時，將由蓄電池補給； 電力專用逆變電源后端的負荷由站用交流電源提供，逆變在熱備用狀態(tài)。 當(dāng)站用交流全停時，蓄電池被繼電保護、事故照明、自動裝置、通信、監(jiān)控等所有交直流負荷共享。 因此，蓄電池組是直流電源系統(tǒng)在非正常運行情況下能源供應(yīng)的核心。 這種蓄電池組的基本要求：①蓄電池組由 108 只單體標稱電壓 2V 的閥控式密封鉛酸蓄電池構(gòu)成，蓄電池使用壽命不低于 10 年，宜采用進口安全閥；②蓄電池容量按不小于 2h 事故放電時間考慮，具體工程應(yīng)根據(jù)變電站規(guī)模、直流負荷和直流系統(tǒng)運行方式， 對蓄電池容量以及充電裝置容量進行計算確定； ③500kV 變電站每套蓄電池配置一套蓄電池巡檢儀，220kV 及以下變電站宜配置一套蓄電池巡檢儀。

2.2 變電站中直流供電系統(tǒng)的接線方式

（1）220kV 及以上變電站設(shè)置兩套直流系統(tǒng)，采用兩段單母線接線方式，兩段直流母線之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)設(shè)備。 110kV 及以下變電站設(shè)置一套直流系統(tǒng)，采用單母線接線方式。

（2）二次設(shè)備室或繼電器小室的測控、保護、故障錄波、自動裝置等設(shè)備采用輻射式供電方式。 35kV 及以下開關(guān)柜頂直流網(wǎng)絡(luò)采用母線分段方式供電。

（3）雙重化配置的兩套保護及其相關(guān)設(shè)備（電子式互感器、合并單元、智能終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、跳閘線圈等）的直流電源應(yīng)一一對應(yīng)。

（4）用于提供斷路器彈簧儲能、隔離刀閘分合的動力電源，可以采用母線供電并設(shè)聯(lián)絡(luò)（分段）開關(guān)的方式。 在正常情況下，通過聯(lián)絡(luò)（分段）開關(guān)把電源母線完全按段分開，使每個分段母線能夠形成一個獨立的單元并且可以獨立取電。

3 智能變電站的直流電源系統(tǒng)優(yōu)化方案

3.1 直流電源系統(tǒng)的設(shè)備優(yōu)化

3.1.1 對直流電源的蓄電池組進行優(yōu)化

直流電源的蓄電池組，是直流電源系統(tǒng)的關(guān)鍵性組件。 智能變電站由于采用交直流一體化電源，相比常規(guī)變電站，除直流負荷外還要負擔(dān)一部分逆變負荷， 蓄電池組在交流失電情

況下其承受的沖擊負荷更大。 因此，在蓄電池選型時要重點考察其大電流放電能力，并從容量上考慮適當(dāng)提高一個等級。 必要時蓄電池組按規(guī)定的事故放電電流放電 1h 后， 疊加 8I 10的沖擊電流，進行 10 次沖擊放電。 沖擊放電時間為 500ms，兩次之間間隔時間為 2s，在 10 次沖擊放電的時間內(nèi)，直流（動力）母線上的電壓不得低于直流標稱電壓的 90%。對于設(shè)備較多的 110kV 變電站，應(yīng)考慮按雙電（蓄電池組）、雙充（充電裝置）配置。 通信蓄電池宜按單獨配置。3.1.2 對直流電源蓄電池輔助設(shè)備進行優(yōu)化目前蓄電池組配置的常規(guī)巡檢裝置能夠監(jiān)測每只蓄電池端電壓，但對于發(fā)現(xiàn)蓄電池內(nèi)阻增大無能為力，只能依靠人工對蓄電池檢測內(nèi)阻或進行整組充放電試驗才能現(xiàn)。 應(yīng)重視對蓄電池巡檢裝置的選型， 必須包含在線檢測蓄電池內(nèi)阻的功能。 這樣，利用智能變電站豐富的數(shù)據(jù)交換和通信網(wǎng)絡(luò)，維護人員在遠程就能查看蓄電池內(nèi)阻情況， 甚至于提供自動報警功能，有助于避免直流蓄電池開路事故發(fā)生，提高一體化交直流電源的智能化水平。

3.2 直流系統(tǒng)接線的優(yōu)化改進

改進智能變電站的直流電源供電系統(tǒng)， 其中多數(shù)是對該蓄電池組首先進行供電，并且該蓄電池組通常為單套，因此在對蓄電池組進行維護工作時， 通常還將會影響電力系統(tǒng)的可靠性與安全性。 可考慮在站內(nèi)直流電源系統(tǒng)設(shè)置外接備用蓄電池組接口，并增加蓄電池組并列隔離措施，在需對運行蓄電池組維護時臨時接入備用蓄電池組替換其投入工作， 同時也可做為長時間事故狀態(tài)下應(yīng)急蓄電池組接入使用。

3.3 直流系統(tǒng)負載的優(yōu)化

按照國網(wǎng)公司智能變電站設(shè)計規(guī)范，220kV 及以上站配置兩組蓄電池，110kV 及以下站配置一組蓄電池。 在選擇要由直流電源系統(tǒng)供電的設(shè)備時，要盡量限制其負荷需求，優(yōu)先選

用低能耗設(shè)備，譬如事故照明燈具可選用 LED 燈具，減輕事故狀態(tài)下直流蓄電池的負載，有效延長蓄電池組的供電時間，也滿足了智能化變電站環(huán)保節(jié)能的要求。

4 結(jié)束語

智能變電站的交直流一體化電源運用， 對直流電源系統(tǒng)提出了更高的要求，應(yīng)從優(yōu)化設(shè)備配置、改進系統(tǒng)功能等方面提高直流電源系統(tǒng)后期運行的安全性、可靠性，提高維護便利

性，為智能變電站全面實現(xiàn)智能化的運行奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻

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直流電源范文第4篇

關(guān)鍵詞 后臺電源；直流供電；應(yīng)用

中圖分類號 TD611 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)081-0180-01

吉安供電公司變電運行分公司所轄的變電站共有33座，其中220kV變電站有5座，為了保證后臺監(jiān)控供電的可靠，都加裝了一套或二套逆變器電源。當(dāng)系統(tǒng)220伏交流處于正常時，經(jīng)過逆變器內(nèi)的旁路開關(guān)連接，直接輸出220伏交流電壓、在系統(tǒng)220伏交流失電或故障時，逆變器早就將220伏直流逆變成了220伏交流電壓，通過逆變器內(nèi)的自動裝置輸?shù)奖O(jiān)控后臺，后臺監(jiān)控始終得到的是220伏交流電壓供電。按理來講，后臺監(jiān)控電源應(yīng)該是很可靠的，但是遇到過因逆變器電源本身運行不穩(wěn)或本身故障損壞，引起后臺監(jiān)控?zé)o電失去監(jiān)控、五防與后臺監(jiān)控?zé)o法對應(yīng)操作現(xiàn)象。逆變器在日常運行過程中從安全上講多了個故障點，從可靠性講又不很穩(wěn)定，從經(jīng)濟上講增加了費用，同時給運行人員增加了維護工作量，還給檢修人員增加了設(shè)備維護檢修的工作，還因逆變器的運行增加了直流負載損耗。

1 計算機和顯示器直接用220伏直流供電概述

計算機、液晶顯示器直接用220伏直流供電，首先要了解計算機主機、液晶顯示器供電電路，是怎樣供電的。根據(jù)計算機主機、液晶顯示器電路圖看，首先是將市電（220 V交流電）進入電源，先由扼流線圈和電容濾波去除高頻雜波和干擾信號，經(jīng)過橋式整流二極管整流和電容濾波得到300伏直流電壓，然后進入電源開關(guān)管及開關(guān)管旁路激勵電路并與鐵氧化體磁芯高頻變壓器上的一次繞組線圈連接，開關(guān)管在開關(guān)管旁路激勵電路激勵下與鐵氧化體磁芯高頻變壓器上的一次繞組線圈產(chǎn)生震蕩，使鐵氧化體磁芯高頻變壓器上的二次繞組線圈感應(yīng)出頻率較高交流電壓，再由整流二極管整流經(jīng)電容濾波和穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓、經(jīng)校正變壓器校正后還由電容濾波，最后得到計算機所需的純凈的12伏、5伏、3.3伏低壓直流電壓，這就是開關(guān)電源的工作過程。從電腦主機和顯示器開關(guān)電源電路中的電路看，直接接入220伏直流電源到電路中的橋式整流二極管后，橋式整流中的二極管不是起整流作用，而是發(fā)揮二極管正向?qū)?、反向阻止的唯一特性來保護電路中的電器元件不被損壞；也就防止了輸入220伏直流電壓不被因正負極沒接對，造成有正負極極性的電解電容過熱爆炸，及其他電路元件損壞故障。所以利用開關(guān)電源電路中用紅色框著中的橋式整流二極管，直接接入220伏直流電源就不需要核對正負極，左右可任意接。也就象接入220伏交流電壓一樣，不需打開計算機的機箱和顯示器的外殼改動任何電路，不必增加任何東西，就這么簡單、方便。

2 計算機和顯示器直接用220伏直流供電的應(yīng)用

首先簡單按橋式整流接線圖要求，做一個橋式整流接線一樣的橋式整流實物接到220伏交流電壓上，通過橋式整流堆整流，得到的220伏直流電壓，直接接入計算機和顯示器上，看是否能正常工作?，F(xiàn)就用做好的橋式整流接線實物接入到220伏交流前，先測220伏交流電插座上的交流電壓，測的當(dāng)時220伏交流插座輸出的交流電壓為222.3伏。再用橋式整流接線實物插在222.3伏交流插座上，在橋式整流實物輸出端測到的直流電壓為212.9伏?，F(xiàn)在將橋式整流實物輸出端直流電壓212.9伏分別接入計算機和顯示器上開機運行都很正常。有人提出變電站保護動作最低動作電壓是180伏，計算機在180伏的情況下是否能正常開機運行呢？我現(xiàn)就用半波整流接線原理再做一個半波整流接線實物就能得到100伏到110伏范圍的直流電壓。計算機和顯示器接上102.5伏直流電壓，計算機和顯示器開機運行都運行正常。通過試驗證明，全波橋式整流或半波整流輸出的直流電壓給計算機和顯示器供電都能正常運行，這就足以說明計算機和顯示器的開關(guān)電源電路用電范圍之寬、還有交直流直接用電的雙重特性。而變電站的直流母線電壓都在220伏，電壓質(zhì)量穩(wěn)定，不至于掉到180伏，而計算機及顯示器輸入電壓范圍為100-240伏間，可見計算機和顯示器直接用直流供電沒有一點問題。最后真正將計算機主機和顯示器直接接在變電站220伏蓄電池與充電裝置并列運行的直流電壓輸出端子上，也就是真正接到變電站直流母線電壓系統(tǒng)上進行開機運行試驗。按接在220伏蓄電池與充電裝置并列運行的直流電壓輸出端子上，并測得直流電壓輸出端子上的直流電壓是221.9伏，從而使得計算機和顯示器都運行正常。

3 計算機和顯示器使用兩種不同電源供電的安全性

其一，監(jiān)控后臺電源使用逆變器裝置供電來講，站交流電壓正常時，逆變器裝置工作分別是交流—交流（交流旁路輸出），站交流電壓失壓時，逆變器裝置工作分別是直流—交流（直流逆變成交流輸出）。這個中間環(huán)節(jié)存在著交流和直流共存現(xiàn)象，一但防雷措施不到位，就易發(fā)生交流過電壓損壞現(xiàn)象，還因逆變器其容量不夠和本身不穩(wěn)定，又會導(dǎo)致監(jiān)控后臺電源失電、可靠性差，同時又是直流電壓多出的一個負載消耗點。如果監(jiān)控后臺供電電源直接使用直流電壓作為電源，也就是直流電壓直接到監(jiān)控后臺主機和顯示器，這樣就省掉了逆變器裝置給監(jiān)控后臺供電轉(zhuǎn)換的這個中間環(huán)節(jié)，也就省掉了逆變器裝置轉(zhuǎn)換供電多出的故障點和節(jié)省了直流電壓多出的負載消耗。監(jiān)控后臺供電方式由原逆變器裝置供電改為直接用直流電源的供電方式，二者相比較，明顯可以看出哪種電源供電方式，更簡單、更方便、更安全、更可靠。其二，監(jiān)控后臺計算機和顯示器使用直流母線上的電源，作為負荷也要通過空氣開關(guān)去連接，再加上計算機和顯示器的開關(guān)電路自身帶有過流、過壓、恒溫等多種保護，就和直流其它負荷一樣，不存在有影響直流母線電源安全運行的因素。其三，通過以上分析和試驗，監(jiān)控后臺計算機和顯示器可以直接使用220伏的直母線電壓供電，安全穩(wěn)定運行更有保障。

4 計算機和顯示器使用兩種不同電源供電的經(jīng)濟性

吉安供電公司變電運行分公司現(xiàn)有33座變是站，其中220kV變電站有5座，為了保證后臺電源的可靠性，均使用一套或二套逆變器裝置，這樣一來，33座變電站就有48套逆變器裝置，而這些逆變器裝置的成本費及日常運行的維護費和故障下的檢修費用，不是一筆小數(shù)目。而如今，監(jiān)控后臺直接使用直流來供電，不僅省去了逆變器裝置的本成費，還省去了日常運行維護費及故障情況下的檢修費用，同時還為運行人員減少了設(shè)備的運行維護工作，并沒有了因逆變器工作時產(chǎn)生煩人的震蕩噪音，凈化了工作環(huán)境。

5 結(jié)束語

總之，在我公司萬安110 kV變電站監(jiān)控后臺供電源的逆變器裝置中，由于容量不夠和本身不穩(wěn)定，無法正常保證后臺監(jiān)控的可靠運行，同時又經(jīng)常因逆變器裝置散熱和本身不穩(wěn)的原因，導(dǎo)致監(jiān)控后臺中斷無法監(jiān)控（監(jiān)屏）。現(xiàn)在監(jiān)控后臺電源直接使用直流母線電源供電后，幾個月來，從未發(fā)生過因電源不穩(wěn)而導(dǎo)致監(jiān)控或五防等計算機運行不正?，F(xiàn)象，監(jiān)控后臺供電電壓非常穩(wěn)定、監(jiān)控后臺運行也很正常。

參考文獻

[1]高偉.直流電源遠程綜合管理系統(tǒng)的設(shè)計[J].科技資訊.

直流電源范文第5篇

關(guān)鍵詞:直流電源系統(tǒng) 特性 級差配合

中圖分類號:TM33 文獻標識碼:A

文章編號:1004-4914(2010)07-276-01

一、直流電源系統(tǒng)改造的目的和必要性

近年來,對直流電源設(shè)備的研究、探討以及管理水平都有了很大提高,但對直流系統(tǒng)保護元件及其選擇性沒有引起足夠的重視。由于直流電源故障引起或擴大的事故仍然不少,其中也包括直流回路保護元件選擇不當(dāng),級差配合不合理,在故障情況下越級動作或不正確切除短路故障的原因引發(fā)或擴大的事故。而且在一個直流網(wǎng)絡(luò)中往往有許多支路需要設(shè)置斷路器或熔斷器來進行保護,并往往分成三至四級串聯(lián),這就存在著保護元件如何正確選型及上、下級之間選擇性保護的配合問題。因此,應(yīng)對直流系統(tǒng)保護元件及其選擇性保護予以足夠的重視。

二、直流系統(tǒng)保護元件的特性

1.斷路器:斷路器能在不同的時間內(nèi)將故障回路從直流電源系統(tǒng)中切除,其表現(xiàn)形式為以下三種保護動作方式:L過載(長延時)保護;S短路短延時保護;I短路(瞬時)保護。

當(dāng)電路中發(fā)生過載短路和欠電壓等不正常情況下,能自動分段電路的電器,也可用作不頻繁的起動電動機或接通、分段電路。它是低壓交、直流配電系統(tǒng)中的重要保護元件之一,具有過載反時限動作斷開和短路快速切除的保護功能。

交流斷路器和直流斷路器滅弧原理不同,如將交流斷路器用于直流回路中將不能有效、可靠地熄滅直流電弧,容易造成上下級越級動作。因此,直流系統(tǒng)中應(yīng)使用直流專用斷路器。

2.熔斷器。當(dāng)有過大的電流通過時,熔絲產(chǎn)生較多的熱量,使它的溫度迅速達到熔點,而熔絲的熔斷性具有反時限特性,大于額定電流值越多,熔斷時間就越短。由于熔斷器切斷直流電弧能力差和安秒特性不穩(wěn)定等,從而易引起誤動或越級熔斷事故,故不能可靠地滿足直流電源保護的要求。為此,廣泛采用直流斷路器做的保護元件,在特殊情況下才采用熔斷器或與直流斷路器合作保護元件。

三、直流系統(tǒng)分析

國標規(guī)定:直流空氣斷路器、熔斷器應(yīng)具有安―秒特性曲線,上、下級應(yīng)大于2級的配合級差。但在實際中可操作性較差。這是由于直流系統(tǒng)級差配合問題的復(fù)雜性所致:

1.接線復(fù)雜。原則上應(yīng)簡化接線即蓄電池接單母線運行輻射供電。但是目前的控制合閘母線環(huán)形供電;硅降壓、閃光母線不變的情況下,強制將熔斷器改為直流斷路器級差配合是十分復(fù)雜的,短路電流無法計算,控母合母饋線合用斷路器(選用三極斷路器),控母閃光合用斷路器無法整定瞬動脫扣器等一系列問題沒有得到很好的解決。

2.交流或交直流兩用斷路器應(yīng)用在直流電源中,其降壓能力、臨界分斷能力沒有產(chǎn)品數(shù)據(jù),試驗證明交流斷路器的分斷能力僅為直流斷路器的1/5~1/8,額定電流分斷直流電流弧光引起燒壞觸頭現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,全分斷時間的不確定性,也是級差配合中的難題。

3.熔斷器保護由于特性的不穩(wěn)定性(各廠家的產(chǎn)品有差異),溫度和濕度影響較大,而且和接觸松緊及熔片是否經(jīng)受過大電流沖擊損傷有關(guān),必須定期更換合格產(chǎn)品。

4.熔斷器和直流斷路器混裝且品牌不成系列,安秒特性的不完善也給級差配合帶來困難。

5.直流電源負荷側(cè)的成套繼電保護和自動裝置保護電器是由成套廠選用,往往是從供電可靠性出發(fā),而不按滿足最大負荷電流的選擇原則,選用了較大額定電流的保護電器,并且有多路供電的要求(往往使系統(tǒng)產(chǎn)生環(huán)形供電)。這給直流電源饋線保護元件的選擇和級差配合出了難題。

6.短路電流計算和實測的復(fù)雜性,蓄電池內(nèi)阻是動態(tài)的,計算中無法取得準確值,回路電阻值包括斷路器內(nèi)阻以及限流性能(斷路器分斷時的電弧限流,熔斷器承受沖擊電流使熔片改變特性的限流等)都給短路電流計算帶來困難,因此脫扣器的整定和靈敏度檢驗也十分困難。

7.不同保護元件有不同的保護特性和離散特性,例如,直流斷路器瞬動脫扣電流按照制造標準規(guī)定:小型直流斷路器為7~15In(C性脫扣),塑殼斷路器為8~12In,短路電流大小也對斷路器的全分斷有一定分散性。

8.直流電源設(shè)備投運前的生產(chǎn)、安裝調(diào)試中,也不進行任何保護級差配合的調(diào)試工作。

為滿足級差配合的選擇性要求,實現(xiàn)上級斷路器不誤動,或者即使上級誤動,也不至于造成事故擴散,一種方法是直流系統(tǒng)中饋電屏上斷路器與測控保護屏上斷路器采用一對一的供電方式,弊端是:鋪設(shè)電纜多,許多電纜捆在一起,經(jīng)過多年的運行使用導(dǎo)線的絕緣下降;交織在一起的導(dǎo)線隱患著多路相互短路或電弧放電著火等危害,將會導(dǎo)致測控保護屏全面失電的重大隱患;另一種方式是盲目加大上級斷路器的額定電流,通過加大上下級斷路器瞬動整定值的差值來保證選擇性要求,這樣做不僅有可能會造成上級斷路器靈敏度不夠,導(dǎo)致斷路器拒動,且經(jīng)濟實用性較差。

為提高級差配合的選擇項要求,還有一種方式是為了跟上級主/分電屏上的C型脫扣特性的小型直流斷路器實現(xiàn)選擇項保護,測控保護屏選用B型脫扣特性的小型直流斷路器,此種方式存在著誤動的可能。標準GB10963.2規(guī)定,B型脫扣特性的短路瞬時動作范圍是4~7In。如果測控保護屏中某一回路選用B2A小型斷路器,那么回路中電流只要大于8A,比如8.5A,這個斷路器瞬時脫扣器就可能動作(0.01S內(nèi))。而安裝于測控保護屏中的各種裝置,因為功能不同,特性不同,生產(chǎn)廠家不同,在啟機、運行過程中,都有可能產(chǎn)生足夠使B型脫扣特性斷路器誤動作的擾動電流。

四、建議方案

針對直流系統(tǒng)中級差配合中存在的問題可采用以下解決辦法:

1.簡化直流電源接線,從蓄電池到負荷2~3級最好,最多不應(yīng)超過4級,取消控母合母分家,取消硅降壓,閃光獨立供電按規(guī)程取消保護,取消環(huán)形供電改輻射供電。

2.在直流電源系統(tǒng)的直流電路中應(yīng)選用直流專用斷路器,不允許用交流斷路器代替直流斷路器。

3.當(dāng)上、下級斷路器安裝處較近,短路電流相差不大時,易引起短路瞬時脫扣器誤動作,此時可選用三段保護的直流短路器,它利用時間選擇性的原理比較好地解決了選擇性問題,提高了直流系統(tǒng)的可靠性。短路短延時間按從負荷側(cè)向電源側(cè)逐級加大時限的方法,由于上級斷路器的可返回時間大于下級斷路器的全分斷時間,且有一定的裕度,上級短延時時能夠返回,可以達到不拒動和不誤動,既能盡快地排除故障,又能滿足級差配合的選擇性保護要求。

4.采用限流型斷路器。通過限流作用使實際的短流電流幅值和持續(xù)時間大大減少,因此上級斷路器的脫扣器檢測的短流電流值相應(yīng)減少,由于限流作用,降低了短路電流在熱、力、磁等方面的破壞或影響。同時提高了斷路器的短路分斷能力。斷路器限流,不僅保護了本身,而且使斷路器能使用在有更高預(yù)期短路電流的電路中。

五、結(jié)語

直流電源保護電器的選擇,首先要分析、研究各種保護電器的性能特點,然后從系統(tǒng)上研究級差配合的問題,達到安全運行的目的,是一個應(yīng)該重視和很好地解決的問題。改造后的直流系統(tǒng)性能更穩(wěn)定、更安全,可靠性也強,收到了良好的效果,取得了明顯的社會和經(jīng)濟效益,為電力生產(chǎn)及其它負荷提供了可靠的電力保障。

參考文獻:

1.DL/T5044~2004《電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

2.國網(wǎng)公司文件