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第十九章 站用直流系统

第十九章站用直流系统

【本章描述】本章包含站用直流电源系统、交直流一体化设备基本原理和结构(包括UPS、硅链、绝缘监察、事故照明等)、设备维护重点、常用检测技术及仪器、检测维护工作内容和要求、常见异常分析和故障判断、国网十八项反事故措施内容,通过直流电源设备和交直流一体化设备的结构、原理及方法介绍,掌握直流电源设备和交直流一体化设备的组成、运行维护项目、要求以及设备异常情况判断与处理,使直流电源系统健康、稳定服务于变电站。

第一节站用直流系统的基本原理和结构

一、站用直流系统工作原理

交流正常时两路交流输入经过交流切换装置选择其中一路输入到系统,并通过交流配电单元给N+x个并联的充电模块组成的充电装置供电,充电模块将输入的三相交流电转化为直流电,一方面给蓄电池组充电,这时一般是浮充电;另一方面给合闸母线供电,合闸母线配电给相关负载。此外,合闸母线再通过硅链降压装置降压后为控制母线供电,控制母线再配电给相关负载。并不是所有的系统都有控制母线;

交流输入停电或异常时(过压或欠压)充电模块停止工作,由蓄电池组电池为供电,监控模块告警。交流输入回复正常后,充电装置对蓄电池组进行补充充电,这时一般是先进行均充,蓄电池充满后自动转入浮充;

充电装置停止工作时间蓄电池放电超过10分钟或是大负荷造成蓄电池放电到一定程度(5%~10%),充电装置将由浮充装入均充以快速补充充电;系统浮充运行一段时间需要自动转入一次均充,以均衡蓄电池可能出现的不平衡,自动转周期一般为3个月;

蓄电池的充放电控制都是由直流监控系统控制完成,直流监控系统还负责系统运行状态及主要元件运行状态的监测。直流监控系统一般由直流监控模块、交流测控模块、直流系统测量模块组成;

直流绝缘监测系统负责完成绝缘监测功能,当出现正负母线对地绝缘电阻低于25KΩ/15KΩ(分别对应220V/110V系统),系统将放出告警,同时启动选线功能自动查找并显示输出绝缘较低的支路。直流绝缘监测系统由直流监控模块、不平衡电阻桥、馈线漏电流监测模块组成;直流绝缘监测系统还负责监测馈线开关的状态(位置及是否脱扣),由馈线开关状态监测模块负责信号采集;

蓄电池监测系统负责完成蓄电池监测功能,一般可监测蓄电池的组电压、充放电流、蓄电池单体电压,蓄电池工作环境温度、蓄电池特征点温度,有些还要求监测蓄电池单体内阻、连接条阻抗、浮充电流等参数。蓄电池监测系统由蓄电池监测模块、蓄电池单体电压巡检模块或蓄电池内阻测量模块组成;

有些对成本控制比较严格的项目可以把直流绝缘监测系统、蓄电池监测系统的功能中的一个或两个都合并到直流监控系统中完成。

图19-1直流系统简图

(一)高频开关整流电源系统的基本工作原理

三相交流输入经过EMI滤波电路输入到工频整流电路,将交流电压整流成脉动的直流电压,通过浪涌电流抑制电路抑制开机时的瞬态浪涌电流,通过无源PFC功率校正电路和输入滤波电路,将脉动的直流转换为比较平滑的直流,高频逆变电路将直流转换为高频交流,通过高频变压器传输能量到次级,次级的高频整流电路将高频的交流转换为高频脉动的直流,再经后级的LC滤波电路滤成平滑的高质量的直流电输出。其中高频逆变电路受PWM控制电路的控制进行脉宽相位调制,以实现输出的稳压或稳流。模块可在监控系统的监控下工作,实现遥调,遥控,遥测,遥信的“四遥”功能。

图19-2 高频整流模块原理图

(二)绝缘监测装置工作原理

1.平衡桥检测原理

直流电源系统绝缘告警检测主要采用平衡桥检测原理,如图19-3所示,在正负母线间接入相同阻值的电阻,在两个同阻值的电阻中间接地。

图19-3 平衡桥电阻检测原理 从以上电路我们可以得出:

()()KV V R

R K V V +-+-+-=

- (1)

R K R +

-

=

当正负极对地电阻R +、R_为无穷大时,正负极对地电压V +、V -等于桥电阻的分压,而桥电阻相等,因此V +=V -。没有接地故障。

发生接地时,在正负极接地电阻R +、R_产生接地电流I +、I -,R +不等于R_时,I +亦不等于I -,V +不等于V -,使正负极对地电压不平衡。

测量正负极对地电压,用公式(1)即可计算出接地极的对地电阻,判断接地与否。由于事先并不知道R_的大小,K 值是未知的,因而实际上用公式(1)是不能求出R +的。在实际应用中,一般假定非接地母线电阻非常高,K 值很大,用公式(2)计算接地极电阻R +。

R

R V V V ++-+

=?

- (2)

从图19-4看出,如果R +、R_同时同阻值下降时,正负极对地电压不会产生变化,即两极电压

是完全平衡的,利用平衡桥原理是无法检测计算R +、R_的数值的,因而采用平衡桥原理存在一定的检测死区。为了解决平衡桥的检测死区缺陷,在平衡桥原理基础上延伸出,切换桥和乒乓检测原理。 2.切换桥和乒乓检测原理

图19-4 切换桥及乒乓检测原理

切换桥和乒乓检测原理主要是为了克服平衡桥电阻不能检测两极接地故障而增加的,即人为地改变平衡,正确检测正负绝缘电阻,切换桥电阻越小,对地电压变化越明显,在接地点产生的接地

电流也越大,因而检测灵敏度也越高,因而大部分产品选择的切换桥电阻值是比较小的,以加大支路接地电流检测灵敏度。

当R1=R2,K1、K2交替闭合时,为乒乓方式。分别测量正负极对地电压,用(5)、(6)可计算出直流系统正负极对地电阻。

2131V V R R V --

--=

…………………………………………….(5) 2142V V R R V --

+

-=

…………………………………………….(6) 式中:

V 1+,V 1-:K 1打开,K 2合上时,测量的正负极对地电压。 V 2+,V 2-:K 1合上,K 2打开时,测量的正负极对地电压。

切换桥和乒乓虽然能够检测两极接地故障,但会造成对地电压波动,即正负极对地电压周期性变大、变小,即周期性偏离50%母线电压与接地故障引起的电压电偏性质是相当,波动值越大,偏移则越多。如果不能控制对地电压的检测幅值,将对直流系统产生严重影响,导致保护误动。

(三)UPS 工作原理

1.UPS 慨念

UPS (Uninterruptible Power System) 是一种含有储能装置、以逆变器为主要元件、稳压稳频输出的设备。由于计算机、程控交换机、数据通讯处理系统等对交流供电系统提出了不停电和可靠性要求,为提高网络硬件设备工作的可靠性和可维性, 许多单位在局域网关键节点( 如网管中心) 配备了UPS 电源。UPS 供电系统设备型号及系统容量有所不同,但其原理和主要功能基本相同 2. UPS 电源系统基本工作原理

UPS 电源系统由4 部分组成:整流、储能、变换和开关控制。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的,整流器件采用可控硅或高频开关整流器,本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能,从而当外电发生变化时(该变化应满足系统要求) ,UPS 输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成,由于整流器不能消除瞬时脉冲干扰,整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流电能的功能外,对整流器来说就象一只大容器,其等效电容与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压不能突变,即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰,起到了净化功能,也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成,频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS 电源系统的日常操作与维护,设计了系统工作开关,主机自检故障后的自动旁路开关,检修旁路开关等开关控制。

如图19-5所示,电网电压正常时UPS 给负载供电,同时给储能电池充电;当突发停电时,由储能电池供给负载所需电源,维持正常的生产(如粗黑线所示) ;当由于生产需要负载严重过载时,由电网电压经整流直接给负载供电(如虚线所示) 。

图19-5 UPS 给负载供电示意图

(1)电源工作原理

a. AC - DC 变换:将电网来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压,供给逆变电路。AC - DC 输入有软启动电路,可避免开机时对电网的冲击。

b. DC - AC 逆变电路:采用大功率IGB T 模块全桥逆变电路,具有很大的功率富余量,在输出动态范围内输出阻抗特别小,具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术和快速短路保护技术,使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路,均可安全可靠地工作。

c.控制驱动:控制驱动是完成整机功能控制的核心,它除了提供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱动信号外,还完成SPWM 正弦脉宽调制的控制,由于采用静态和动态双重电压反馈,极大地改善了逆变器的动态特性和稳定性。不间断电源工作原理框图如图19-6所示。

图19-6 不间断电源工作原理框图

(2)电源工作过程

市电正常时直流主回路有直流电压,供给DC -AC 交流逆变器,输出稳定的220 VAC 交流电压,同时市电对电池充电。当市电欠压或掉电,则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时,不间断电源发出声光报警,并在电池放电下限点停止逆变器工作,长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能,当发生超载(150 %负载) 时,跳到旁路状态,并在负载正常时自动返回。当严重超载(超过200 %额定负载) 时,不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态,此时前面空气开关也可能跳闸。消除故障后,只要合上开关,重新开机即开始恢复工作。为使不间断电源正常工作,避免在过载或欠载下运行,电源在开机前,首先计算负载

容量。FR - U K 型不间断电源按其标称额定功率80 %设计阻性负载能力,一般带计算机负载时可承受的负载能力按下式估算:

n

i i=1

P P

≤∑

式中, P 为不间断电源输出容量(VA) ; Pi 为第i 个负载伏安数。 每套PLC 功率: 220 V ×0. 5 = 110 VA 每台操作站功率: 220 V ×2 A = 440 VA IBM PC 客户机及服务器:220V ×1. 5 A = 330 VA

则总功率:10 ×110 VA + 4 ×440 VA + 11 ×330V A =6490 VA 6490 VA/ 0. 8 = 8 112 VA

因此,采用10 kVA 的不间断电源比较合适。

(四)硅链调压装置的工作原理

1. 降压硅链工作原理

(1) 因为直流电源系统在对蓄电池组进行均衡充电时,充电模块的输出电压会高于控制回路的额定电压值,所以需要一个调压装置串接在合闸母线与控制母线之间,降压硅链单元就是这样一个调压装置,它可自动或手动改变电压降,从而保证控制母线的电压在正常范围内。

注意:只有蓄电池数量为108/54只时,才需要调压装置。当为103/52只蓄电池时,不需要调压装置。

(2) 降压硅链单元利用大功率整流二极管的PN 结正向压降叠加来产生调整压降,相比于其它形式的控制母线电压调节方式,具有安全、可靠、抗电流冲击性好,易维护等显著优点。在本系统中,降压硅链单元为独立模块化设计,便于安装和维护。 (3)

工作原理

a 降压硅链是由多只大功率整流二极管串接而成,利用PN 结基本恒定的正向压降来调整电压,通过改变串入线路的二极管数量来获得适当的压降,达到电压调节的目的。

b 如图所示,将硅链均分为5级串联而成,在每级两端并联大功率继电器触点,若驱动继电器,令其触点闭合,使得该级硅链被短接,降压单元的压降减小;反之,若接触器的触点断开,使得串入线路中的二极管数量增加,调压单元的压降增加。降压硅链单元内部的自动控制电路检测控制母线的电压,据此来驱动适当数量的继电器闭合,以保证控制母线的电压在正常范围内;若将降压硅链的控制开关置于手动位置,则可由控制开关的不同档位来控制继电器闭合的数量,手动调节控制母线的电压。

图19-8智能硅链调压装置的工作原理简图

当控制单元检测到+KM 处的电压高于设置值时即控制一个与一节硅链并联的接触器断开,负载电流将从这节硅链流过从而使+KM 的电压降下来。

相反当+KM 处的电压低于设置值时,控制器即控制一个接触器吸合,与之并联的一节硅链将被短路,+KM 的电压将被调高起来。

二、交直流一体化系统介绍

(一)基本概念

将直流电源、电力用交流不间断电源(UPS)和电力用逆变电源(INV)、通信用直流变换电源(DC/DC)等装置组合为一体,共享直流电源的蓄电池组,并统一监控的成套设备。该组合方式是以直流电源为核心,直流电源与上述任意一种电源及一种以上电源所构成的组合体,均称为一体化电源。其工作原理与上述直流系统工作原理相同。

(二)一体化电源其他介绍

1.站用电源总监控器

站用电源监控器对各子系统实行集中管理、分散控制。

(1)站用电源总监控器-特征

a总监控装置的显示部分和控制部分分开设置:显示部分采用WINDOWS/CE型嵌入式系统,操作方便;控制部分没有采用WINDOWS操作系统,而是采用自行开发的产品,防黑客或病毒入侵;

b总监控装置采用分级控制,即设置不同的权限,防止对电源系统的误操作;

c总监控装置采用两种通讯方式:1、保留传统的通讯方式,以保证系统的可靠性;2、增加数字化网络接口,通过IEC61850规约与数据中心的服务器相连,满足数字化电站的要求;

d清晰显示一体化系统及各子系统的结构图;

e详细显示所有功能单元的参数;

f通讯接口:RJ45、RS485、 RS232、 MODEM

g通讯规约:IEC61850 、IEC60870-5-103、MODBUS等,具备GPS对时功能IGIR-B(DC)

(2)IEC61850 特点:

a面向对象建模;⑵抽象通信服务接口; ⑶面向实时的服务; ⑷配置语言;⑸整个电力系统统一建模。

图19-9-1交直流一体化监控器面板显示图

图19-9-2交直流一体化监控器面板显示图

三、变电站事故照明原理

图19-10站用事故照明原理简图

平时交流接触器线圈1KL是接通的,正常时事故照明是由380/22V的交流电源供电。

当交流电源发生故障,任何一相失去电压时,电压继电器1KV、2KV、3KV之一失去励磁,该电压继电器的常开触点断开,常闭触点闭合,使交流接触器1KL的衔铁线圈失磁,1KL主触头就断开,A、B、C三相母线与交流电源脱离联系。当1KL断开后,其常闭触点1KL闭合,而1KV、2KV、3KV之一的常闭触点已闭合。

所以交流接触器2KL的衔铁线圈励磁,2KL主触头就接通,其常开触点2KL闭合,使直流接触器3KL的衔铁线圈励磁,3KL主触头接通,事故照明被切换到直流电源上。

当三相交流电源都恢复时,电压继电器1KV、2KV、3KV都被励磁,其三个常闭

触点均断开,3KL的衔铁线圈失磁,3KL主触头断开,三相母线触点与直流电源脱离关系。此时3KL 的常闭触点接通,由于1KV、2KV、3KV的三个常开触点已闭合,使1KL的衔铁线圈励磁,1KL 主触头接通,事故照明恢复为三相交流电源供电。

四、站用直流系统结构

(一)站用直流系统基本结构

1.直流电源系统主体结构

直流电源系统主要由交流配电、充电模块、监控模块、母线调压(降压硅链)、直流馈电(包括合闸回路、控制回路)、绝缘监测、蓄电池组等几大部分组成。不同的接线方式有不同的特点,但基本原理是一致的,基本组成形式如图所示。

图19-11-1 直流系统接线简图(一)

图19-11-2 直流系统接线简图(二)

2.交直流一体化系统基本结构

图19-12 数字化站用一体化电源功能及网络图

3.电力专用UPS电源与电力专用逆变电源系统结构

提供输变电系统的交流不间断电源。作为计算机网络系统、自动装置、信号装置、通讯系统、遥控执行系统及事故照明等设备使用的交流不间断电源。

图19-13-1 UPS实物图

UPS结构

图19-13-2 UPS构成图

图19-13-3 UPS构成图

(二)站用直流系统组成

1. 一电一充组成

图19-14-1 直流系统(一电一充)实物图

图19-14-2原站用直流系统示意简图(一电一充组成)2. 站用直流系统组成(两电两充组成)

图19-15-1 直流系统(二电二充)实物图

图19-15-2 站用直流系统示意简图(两电两充组成)

3. 数字化交直流一体化组成

数字化站用一体化电源系统设备主要组成部分

交流电源系统、直流电源系统、UPS 电源系统、逆变电源系统、通信电源系统、总监控器。

图19-16数字化交直流一体化组成图

4.事故照明屏的组成

蓄电池组

监控器 高频模块 直流开关及指示

直流开关及指示

直流馈线屏

直流直流充电屏

图19-17 事故照明切换回路回路图

第二节运行巡视

一、例行巡视

(一)蓄电池室

1.蓄电池室及蓄电池巡视内容

(1)蓄电池外壳清洁、完好,无渗液;极柱无氧化、生盐现象;呼吸装置完好,通气正常。

(2)蓄电池逐个编号,由正极按序排列整齐;极性标志清晰、正确。

(3)测温装置工作正常,柜内温度不应超过30℃。

(4)蓄电池温升正常,不发烫。

(5)蓄电池支架接地完好,接地连接线不小于16mm2。

(6)蓄电池室的窗户防止阳光直射的措施完好性。

(7)蓄电池室照明灯具完成。

(二)蓄电池充电屏巡视

1.充电装置屏外观、面板元件检查:

(1)“运行”灯亮,面板工作正常,无告警信号报出。

(2)交流输入电压值、直流输出电压值、直流输出电流值显示正确,与屏上表计指示一致并符合下

(3)具备两组蓄电池的交、直流一体化系统,正常运行时两段母线分列运行,每段母线分别采用独立的蓄电池组供电,直流母线之间的联络开关或刀闸应处于断开位置。

(4)蓄电池组输出熔断器配置合理且运行正常、辅助报警接点工作正常否。

(5)装置监控器菜单操作响应正常;

(6)风冷装置运行正常,滤网无明显积灰。

(7)能正常唤醒,无花屏、死机现象。

(8)根据投入运行时间推算,确认蓄电池组的充电状态“浮充或均充”否侧应立即汇报运维部门,进行及时处理。

(9)调压功能检查,调整面板上调压转换开关,母线电压应逐档升高,并能听到继电器吸合声响。否侧应立即汇报运维部门,进行及时处理。

(10)高频充电模块检查

①模块正常显示输出电压或输出电流

②风扇正常运转,进风口清洁无堵塞

③无报警,模块无明显噪音或发出异响

2.监控装置参数检查

(1)“运行”灯亮,面板工作正常,无告警信号报出。

(2)交流输入电压值、直流输出电压值、直流输出电流值显示正确,与屏上表计指示一致;(3)菜单操作响应正常;

(4)风冷装置运行正常,滤网无明显积灰。

(5)控制母线调压硅链工作正常,有“手动/自动”切换时,正常运行时转换开关置于“自动”位置,装置处于自动调压状态。

(三)馈电屏巡视

1.屏柜(前、后)门接地可靠否。

2.绝缘监察装置巡检正常,无接地报警;正对地和负对地绝缘状态是否良好。

3. 检查所有“合位”的空开所对应的指示灯应该点亮;

4. 直流电源设备标识清晰,无脱落;

5. 在绝缘监测仪菜单中检查直流正、负母线对地的绝缘状况,要求正、负母线对地电阻应符合下表

(四)UPS屏巡检

1.开关位置检查(输入、输出开关位置与实际运行要求一致)

2.现场观察UPS设备的操作控制显示屏,确认表示UPS运行状态的指示信号灯的指示都出于正常状态,所有的电源运行参数值都处于正常范围内(电流值与实际测量值相近,电压误差不能大于额定值的±10%;),在显示屏上没有出现任何故障和报警信息。

3.听是否有不正常的声音。UPS设备在运行过程中会发出一定的声音,如电抗器、变压器、继电器、冷却风扇等,它们都要发出各种不同是声音,值班人员可根据正常与异常时的声音变化来判断设备的运行状态。

4.测量交流(或直流)电压是否正常,再测变压器、电抗器、功率元件等主要发热元件的工作温度是否有明显过热现象。

5.记录上述巡视结果,并注意分析比较记录数据的变化情况,遇到有异常及时处理,防止设备事故的发生。

(五)低压配电柜巡检

与(四)巡视内容相近。

(六)事故照明屏巡检

1.测量屏上交流(或直流)电压是否正常,表计数据(指示)正确(与运行工况相近或电流值与实际测量值相近,电压误差不能大于额定值的±10%;);

2.外观检查,听是否有不正常的声音。事故照明设备在运行过程中是否有异常声音,遇到有异常及时汇报运维部门以便处理。

二、全面巡视

(一)蓄电池室

1.蓄电池室及蓄电池巡视内容

(1)蓄电池外壳清洁、完好,无渗液;极柱无氧化、生盐现象;呼吸装置完好,通气正常。

(2)蓄电池逐个编号,由正极按序排列整齐;极性标志清晰、正确。

(3)测温装置工作正常,柜内温度不应超过30℃。

(4)蓄电池温升正常,不发烫。

(5)蓄电池支架接地完好,接地连接线不小于16mm2。

(6)蓄电池室的窗户防止阳光直射的措施完好性。

(7)蓄电池室照明灯具完成。

(二)蓄电池充电屏巡视

1.充电装置屏外观、面板元件检查:

(1)“运行”灯亮,面板工作正常,无告警信号报出。

(2)交流输入电压值、直流输出电压值、直流输出电流值显示正确,与屏上表计指示一致并符合下

(3)具备两组蓄电池的(或交、直流一体化)系统,正常运行时两段母线分列运行,每段母线分别采用独立的蓄电池组供电,直流母线之间的联络开关或刀闸应处于断开位置。

(4)蓄电池组输出熔断器配置合理且运行正常、辅助报警接点工作正常否。

(5)装置监控器菜单操作响应正常;

(6)风冷装置运行正常,滤网无明显积灰。

(7)能正常唤醒,无花屏、死机现象。

(8)屏柜(前、后)门接地可靠否。

(9)柜体上各元件标识正确可靠否。

(10)根据投入运行时间推算,确认蓄电池组的充电状态“浮充或均充”否侧应立即汇报运维部门,进行及时处理。

(11)调压功能检查,调整面板上调压转换开关,母线电压应逐档升高,并能听到继电器吸合声响。否侧应立即汇报运维部门,进行及时处理。

(12)高频充电模块检查

①模块正常显示输出电压或输出电流

②风扇正常运转,进风口清洁无堵塞

③无报警,模块无明显噪音或发出异响

2.监控装置参数检查

(1)“运行”灯亮,面板工作正常,无告警信号报出。

(2)交流输入电压值、直流输出电压值、直流输出电流值显示正确,与屏上表计指示一致;(3)菜单操作响应正常;

(4)风冷装置运行正常,滤网无明显积灰。

(5)控制母线调压硅链工作正常,有“手动/自动”切换时,正常运行时转换开关置于“自动”位置,装置处于自动调压状态。

(三)馈电屏巡视

1.屏柜(前、后)门接地可靠否。

2.绝缘监察装置巡检正常,无接地报警;正对地和负对地绝缘状态是否良好。

3.核对“空开投退表”确认所有馈线开关状态与表格一致(注:至少每年一次)。

4.检查所有“合位”的空开所对应的指示灯应该点亮;

5.直流电源设备标识清晰,无脱落;

6.在绝缘监测仪菜单中检查直流正、负母线对地的绝缘状况,要求正、负母线对地电阻应符合下表

(四)UPS屏巡检

1.开关位置检查(输入、输出开关位置与实际运行要求一致)

2.现场观察UPS设备的操作控制显示屏,确认表示UPS运行状态的指示信号灯的指示都出于正常状态,所有的电源运行参数值都处于正常范围内(电流值与实际测量值相近,电压误差不能大于额定值的±10%;),在显示屏上没有出现任何故障和报警信息。

3.听是否有不正常的声音。UPS设备在运行过程中会发出一定的声音,如电抗器、变压器、继电器、冷却风扇等,它们都要发出各种不同是声音,值班人员可根据正常与异常时的声音变化来判断设备的运行状态。

4.测量交流(或直流)电压是否正常,再测变压器、电抗器、功率元件等主要发热元件的工作温度是否有明显过热现象。

5.记录上述巡视结果,并注意分析比较记录数据的变化情况,遇到有异常及时处理,防止设备事故的发生。

(五)低压配电柜巡检

与(四)巡视内容相近。

(六)事故照明屏巡检

1.测量屏上交流(或直流)电压是否正常,表计数据(指示)正确(与运行工况相近或电流值与实际测量值相近,电压误差不能大于额定值的±10%;);

2.屏柜(前、后)门接地可靠否。

3.柜体上各元件标识正确可靠否。

4.进行切换检查,确认切换回路及元件的完备、完好,遇到有异常及时汇报运维部门以便处理,

5.外观检查,听是否有不正常的声音。事故照明设备在运行过程中是否有异常声音,遇到有异常及时汇报运维部门以便处理,

三、下列情况下应进行特殊巡视(内容)检查

变电站的直流系统

变电站的直流系统 (包头供电局,内蒙古包头 014030) 摘要:文章介绍了,它在全站都停电的情况下,通常提供2小时供电,能确保事故处理快速进行,在变电站中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠 关键词:整流;操作电源;事故照明;蓄电池直流电源; 中图分类号:TM63 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(XX)15—0090—02 由蓄电池和硅整流充电器组成的直流系统,在变电站中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供了可靠的直流电源。它还为操作提供可靠的操作电源,直流系统的可靠与否,对变电站的安全运行起着至关重要的作用,是变电站安全运行的保证。把交流电源变成直流电源称为 1 是作为继电保护及自动装置、信号设备,控制及调节设备的工作电源及断路器的跳、合闸电源。大中型变电站采 1.1

按其用电特性的不同分为经常负荷、事故负荷和冲击负荷3 1.1.1 经常负荷。它是指在所有运行状态下,由直流电源不间断供电的负荷。它主要包括:①经常带电的直流继电器、信号灯、位置指示器;②经常点亮的直流照明灯;③经 一般说来,经常负荷在总的直流负荷中所占的比重是比 1.1.2 事故负荷。事故负荷指正常运行时由交流电源供电,当变电站的自用交流电源消失后由直流电源供电的负 1.1.3 冲击负荷。冲击负荷是指直流电源承受的短时最大电流。它包括断路器合闸时的冲击电流和当时所承受的 1.2 直 1.2.1 蓄电池直流电源。蓄电池是一个独立、可靠的直流电源,即使全站交流系统都停电的情况下,仍然在一定时间可靠供电,是变电站不可缺少的电源设备。蓄电池组通常采用110V或220V 蓄电池一般分为酸性蓄电池或碱性蓄电池两种。前者端电压较高、冲击放电电流大,适合于断路器跳、合闸的冲

直流升压斩波电路课程设计

湖南工学院 课程设计说明书 课题名称:直流升压斩波电路的设计专业名称:自动化 学生班级:自本0903班 学生姓名:曾盛 学生学号: 09401040322 指导教师:桂友超

电力电子技术课程设计任务书 一、设计任务和要求 (1)熟悉整流和触发电路的基本原理,能够运用所学的理论知识分析设计任务。 (2)掌握基本电路的数据分析、处理;描绘波形并加以判断。 (3)能正确设计电路,画出线路图,分析电路原理。 (4)广泛收集相关资料。 (5)独立思考,刻苦专研,严禁抄袭。 (6)按时完成课程设计任务,认真、正确的书写课程设计报告。 二、设计内容 (1)明确设计任务,对所要设计地任务进行具体分析,充分了解系统性能,指标要求。 (2)制定设计方案。 (3)迸行具体设计:单元电路的设计;参数计算;器件选择;绘制电路原理图。 (4)撰写课程设计报告(说明书):课程设计报告是对设计全过程的系统总结。 三、技术指标 斩波电路输出电压为340±5V,直流升压斩波电路输入电压为直流流24V~60V,输出功率为100W。

绪论 ........................................................... - 1 - 第1章直流升压斩波电路的设计思想 .............................. - 3 - 1.1直流升压斩波电路原理..................................... - 3 - 1.2参数计算................................................. - 4 - 第2章直流升压斩波电路驱动电路设计 ............................ - 5 - 第3章直流升压斩波电路保护电路设计 ............................ - 6 - 3.1过电流保护电路........................................... - 6 - 3.2过电压保护电路........................................... - 6 - 第4章直流升压斩波电路总电路的设计 ............................ - 7 - 第5章直流升压斩波电路仿真 .................................... - 8 - 5.1仿真模型的选择........................................... - 8 - 5.2仿真结果及分析........................................... - 8 - 第6章设计总结 ............................................... - 10 - 参考文献 ...................................................... - 11 - 附录:元件清单 ................................................ - 12 -

直流操作电源系统

概述: 直流屏是直流操作电源系统的简称。而直流屏就是用来供应这种直流电源的。他的通用名为GZDW直流屏电源柜,发电厂和变电站中的电力操作电源现今采用的都是直流电源,它为控制负荷和动力负荷以及直流事故照明负荷等提供电源,是当代电力系统控制、保护的基础。直流屏由交配电单元、充电模块单元、降压硅链单元、直流馈电单元、配电监控单元、监控模块单元及绝缘监测单元组成。主要应用于电力系统中小型发电厂、水电站、各类变电站,和其他使用直流设备的用户(如石化、矿山、铁路等),适用于开关分合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护和故障照明等场合。 主要特点: 系统采用独有的“一线通”接线技术,大大方便大容量直流系统的屏内接线,方便用户维护。 ● 充电模块采用自然冷却方式,平均无故障时间大幅提高,而且可用于环境相对恶劣的场所; ● 充电模块可带电插拔,平均维修时间大幅减少; ● 采用国际最新软开关技术,主要器件采用高质量的名牌产品; ● 硬件低差自主均流技术,模块间输出电流最大不平衡度优于± 5% ● 可靠的防雷和高度的电气绝缘防护措施,绝缘监测装置实时监测系统绝缘情况,确保系统和人身安全; ●监控模块采用大屏幕液晶触摸屏显示,真人语音告警;

●监控程序采用面向对象的设计思想,模块化编程,有利于程序维护与升级; ● 可通过监控模块进行系统各部分的参数设置,具有详细的在线帮助功能; ● 具备平滑调节输出电压和电流,蓄电池自动温度补偿等先进功能; ● 现代电力电子技术与计算机技术相结合,实现对电源系统的“遥测、遥控、遥信、遥调”以及实现无人值守; ● 蓄电池自动管理及保护,实时自动监测蓄电池的端电压,充、放电电流,并控制蓄电池的均充和浮充,设有电池过欠压和充电过流声光告警。 ●装置可通过公共电话线进行程序支持,实现远程维护诊断。直流屏监控模块。 技术参数: 1) 交流测量精度:220V及380V±15% 范围内≤ 1.0 %直流屏原理图 2) 直流测量精度:控母电压:110V~242V范围内≤ 0 .5% 合母电压:286V~198V范围内≤ 0.5% 充电电压:286V~198V范围为≤ 0.5% 电池电压:12.5V±10%范围为≤ 0.5% 控母、充电电流: 10%Ie~100%Ie范围内≤ 0.5% 3) 充电控制参数:调压口输出电压(DC):0 ~ 8.0V受控(100mA) 4) 温度检测:1路电池室温度-40℃~125℃ 109路电池温度巡检-55℃~125℃ 5) 电池在线检测:256路直流屏原理图 6) 绝缘在线检测:8~64路,可定制 7) 支路开关状态检测:8~64路 8) 硅链控制:5级 9) 故障记录:64条 10)继电器触点:220V / 2A 工作条件:

变电站直流电源系统运维“痛点”+解决之道

1、站用直流电源系统运维细则 新安装的阀控密封蓄电池组,应进行全核对性放电试验,以后每隔两年进行一次核对性放电试验。 运行四年以上的蓄电池组,每年需进行一次核对性放电试验。 每月至少进行1次单体蓄电池电压测量,每年至少进行1次蓄电池内阻测试。蓄电池内阻测试、核对性放电是检验蓄电池性能的有效方式之一。 2、运维过程中存在的问题 1)电压测量需手动进行,效率低 传统电源系统蓄电池状态监测功能不全面,电压监测精度不足,且无法有效反映蓄电池的真实运行工况,无报表导出功能,运维工作人员需每月一次进行手动

电压测量。 电压测量至少需两人进行,每组电池电压测量耗时20分钟,每天只能测量4-5个站点,测量数据整理工作繁琐。 2)传统直流电源无内阻测试功能,需运维工作人员使用移动设备手动测量,效率低、数据偏差大,甚至可能造成短路事故 内阻测量至少需两人进行,每组电池内阻测量耗时30分钟,每天只能测量2-3个站点。 内阻测量需要专业人员细致操作,测量表笔与电池的接触力度和测量位置都会导致测量结果偏差较大,档位不正确还可能造成设备烧毁、电池短路。 3)传统电源系统无有效的蓄电池核容维护功能,需依赖移动维护设备人工核容,接线繁多、设备数量多重量大、操作复杂,容易造成短路、触电或设备烧毁事故,风险性大。 移动式维护设备现场准备工作耗时约1小时,接线完成后,现场接线杂乱,给巡视工作带来安全隐患,经过长达10小时的人工核容后需再次拆除维护设备恢复现场。 3、半容量自动核对放电 十八项反措要求:站用直流电源系统运行时,禁止蓄电池组脱离直流母线。110kV及以下电压等级变电站直流电源系统以单电单充配置为主,有两种自动核容方式:

《220kv变电站直流系统》

220kv变电站直流系统 目录 1?什么是变电站的直流系统 2.变电站直流系统的配置与维护 3.直流系统接地故障探讨 4.怎样提高变电站直流系统供电可靠性 5.如何有效利用其资源 1?什么是变电站的直流系统

变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。变电站的继电保护、自动装置、信号装置、事故照明和电气设备的远距离操作,一般都采取直流电源,所以直流电源的输出质量及可靠性直接关系到变电站的安全运行和平稳供电。变电站的直流 系统被人们称为变电站的“心脏”,可见它在变电站中是多么的重要。 直流系统在变电站中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。它还为操作提供可靠的操作电源。直流系统的可靠与否,对变电站的安全运行起着至关重要的作用,是变电站安 全运行的保证。 (1)220kv变电站直流母线基本要求: 蓄电池组、充电机和直流母线 1.设立两组蓄电池,每组蓄电池容量均按单组电池可为整个变电站直流系统供电考虑。 2.设两个工作整流装置和一个备用整流装置,供充电及浮充之用,备用整流装置可在任一台工作整流装置故障退出工作时,切换替代其工作。 3.直流屏上设两段直流母线,两段直流母线之间有分段开关。正常情况下,两段直流母线分列运行,两组蓄电池和两个整流装置分别接于一段直流母线上。 4.具有电磁合闸机构断路器的变电站,直流屏上还应设置两段合闸母线。 5.220kV系统设两面直流分电屏。分电屏I设1组控制小母线(KM I)、1组保护小母线(BM I);分电屏H设1组控制小母线(KMI)、

1组保护小母线(BMI)。 6.110kV系统设1面直流分电屏,屏设1组控制小母线(KM)、1组保护小母线(BM。 7.10kV/35kV系统的继电保护屏集中安装在控制室或保护小间的情况下,在控制室或保护小间设1面直流分电屏。 8 信号系统用电源从直流馈线屏独立引出。 9.中央信号系统的事故信号系统、预告信号系统直流电源分开设置 10.每组信号系统直流电源经独立的两组馈线、可由两组直流系统的两段直流母线任意一段供电。 11.断路器控制回路断线信号、事故信号系统失电信号接入预告信 号系统;预告信号系统失电信号接入控制系统的有关监视回路。 12.事故音响小母线的各分路启动电源应取自事故信号系统电源;预告信号小母线的各分路启动电源应取自预告信号系统电源。 13.公用测控、网络柜、远动柜、保护故障信息管理柜、调度数据网和UPS勺直流电源从直流馈线屏直接馈出。 (2)、直流系统运行一般规定: (1)、220KV变电站一般采用单母线分段接线方式,110KV变电站一般采用单母线接线方式。直流成环回路两个供电开关只允许合一个,因为母联开关在断开时,若两个开关全在合位就充当母联开关,其开关容量小,线型面积小,又不符合分段运行的规定。直流成环回路分段开关的物理位置要清楚,需要成环时应先合上母联开关再断开直流屏上的另一个馈线开关。

直流系统反措

直流系统(反事故措施) 4.1.1任何情况下不得无蓄电池运行(包括采用硅整流充电设备的蓄电池),当蓄电 池组必须退出运行时,应投入备用(临时)蓄电池组。 【出处】《中国南方电网有限责任公司十项重点反事故措施》 【对象】变电站直流系统 【涵义】 1、直流系统在电厂、变电站中为监控、远动、继电保护及安全自动装置、 控制回路、信号回路及事故照明等提供直流电源。直流系统的可靠与否,对发变电站的安全运行起着至关重要的作用。 2、必须保证在任何情况下直流系统都有运行的蓄电池组,以防站(厂) 内交流失压情况时失去直流电源,进而导致继电保护装置与控制回路被迫停运。 4.1.2变电站内蓄电池核容工作结束后投入充电屏的过程中,必须监视并确保新投 入直流母线的充电屏直流电流表有电流指示后,方可断开两段直流母线分段开关,防止出现一段直流母线失压。 【出处】广电生[2007]41号广电生《2007年广电反事故措施》 【对象】蓄电池核容工作结束后投入过程 【涵义】充电屏直流电流表有电流指示,表明充电机已带负载运行并对蓄电池正常充电,直流母线也正常带负载运行。此时再断开两段直流母线分段开关,可防止某些情况下出现的一段直流母线失压,从而避免保护运行异常、闭锁甚至停运的情况。 【实例】 某变电站在#1蓄电池组核容测试工作结束后,开始恢复#1充电机和#1蓄电池组运行的操作中,操作断开#1直流母线与#2直流母线之间的联络开关ZK3后,监控系统出现部分保护告警和直流电源消失等信息报文及光字牌,且#1直流母线的电压偏低。 经检查发现#1充电机输出开关ZK1上的一根正极输出线耳接触不良,导致#1充电机与#1直流母线的连接不可靠,#1充电机无输出。而#1直流母线依靠#1蓄电池组供电,因此电压偏低。

站用交直流系统及二次操作教材

目录 前言 科目一电…………………………………………… 科目二电…………………………………………………………………… 科目三站用交、直流系统停送电和二次设备操作 模块1 站用交流系统停送电操作……………………………………… 模块2 站用直流系统停送电操作………………………………………… 模块3 二次设备操作………………………………………………………… 附录单元实训指导书…………………………………………………………… 格式说明: 1.教材各章节题目的格式要求见P1标注; 2.教材正文文字统一为宋体,五号,不加粗,1.5倍行距;各标题文字均为宋体,五号,加粗; 3.每页中的图及下面的标注文字尽量放在一页上; 4.表格的标注文字居中置于表格的上面,表格内的字体统一为宋体小五,单倍行距; 5.教材每段文字设置为首行缩进2个字;每个模块前要有【模块描述】,从【正文】下一行开始编写本模块内容,最后要有【思考与练习】。各模块标题前面空一行。

科目三 站用交、直流系统停送电和二次设备操作 培训科目编码:(JN12-2-2-12) 1 站用交流系统停送电操作 【模块描述】本模块包含站用交流系统停送电的操作原则、注意事项以及异常处理原则。通过操作要点和案例介绍,掌握站用交流系统停送电操作和异常处理的方法。 【正文】 站用交系统在变电站内起着非常重要的作用,380/220V交流系统为站内设备提供操作电源、加热电源、冷却器电源,还是直流系统的上级电源。变电站站用电系统,是保障变电站安全、可靠运行的一个重要环节。一旦站用电系统出现问题,将直接或间接地影响变电站安全、可靠运行,严重时会扩大事故范围,造成故障停电。 110KV站通常配置两台站用变压器,并分别接在两台不同主变压器低压侧供电的母线上。分别采用互投和备投方式。 500KV枢纽变电站有的还增设了一套防止全站停电的应急交流系统,它由固定式发电机或移动式发电车作为电源,并在现场设置发电机的相关接入回路。 220KV及以上变电站一般配置三台站用变压器,其中两台接在主变压器的低压侧母线上,第三台则从站外10KV或35KV低压网络中独立引接,该路电源应尽量专线专供,以保证在变电站内发生重大事故时能可靠地持续供电。均采用备自投方式。 一、站用交流系统操作原则及注意事项 (一)站用交流系统操作一般原则 1. 站用电系统属变电站管辖设备,但高压侧的运行方式同调度操作指令确定;涉 及站用变压器转运行或备用,应经调度许可。 2. 站用电低压系统的操作由值班负责人发令。站用变压器送电时,应先送电源侧 (高压侧),后送负荷侧(低压侧);站用电变压器停电反之;站用电变压器的高、低压熔断器(或断路器)配置应满足站用变压器或负载要求。 3. 两台站用变压器均运行时,由于二次存在电压差以及所接电源可能不同,为避 免电磁环网,低压侧原则上不能并列运行,故只能采用停电倒负荷的方式。 若两台站用变压器满足并列运行的条件,且高压侧在并列运行或高压侧为同一

直流电源系统

直流电源系统 1 工作范围 本泵站一套直流电源系统,主要包括1组阀控式密封铅酸蓄电池、充电装置、绝缘监视装置、直流系统监控装置、配电及保护器具、监视仪表及报警信号等。中标方应负责完成该泵站直流电源设备的设计、制造、包装、运输、培训和交货及安装调试、试运行期间的技术指导;提供设备安装、调试所需的仪器和专用工具;提供所需的备品、备件。 直流电源系统馈电回路:控制回路为8 回;合闸回路为8 回。 2 产品符合的规范和标准 GB/T3859.1-1993 《半导体变流器基本要求的规定》 GB/T3859.2-1993 《半导体变流器应用导则》 DL/T459-2000《电力系统直流电源柜定货技术条件》 3 基本参数 额定输入电压:三相:380V 交流电源频率:50Hz 直流额定电压:230V 直流标称电压:220V 充电装置输出直流额定电流:20A 蓄电池额定容量:100Ah。 稳流精度:± 1% 稳压精度:± 0.5% 纹波系数:w 0.5% 噪声:w 55dB 防护等级:》IP30 4 特性 4.1 概述 除非另有规定,设备的电气特性应符合GB标准有关条款的要求。导线的安装应符合GB 标准有关条款的要求。

主要元器件(包括高频开关模块、整流模块、断路器等)应采用国际知名品牌。 4.2 噪声限制 布置在中控室的设备其噪声在中控室处测量应小于50dB设备在正常工作 时,距离设备1m处所产生的噪声应小于55dB 4.3 绝缘电阻和介电强度 交流回路外部端子对地的绝缘电阻应不小于10MQ; 不接地直流回路对地的绝缘电阻应不小于1MIQ; 500V以下、60V及以上端子与外壳间应能承受交流2000V电压1min; 60V以下端子与外壳间应能承受交流500V电压1mi n。 4.4 电磁兼容性 本系统设备的浪涌抑制能力(SWC)抗无线电干扰(RI)能力及抗静电干扰(ESD)能力应满足IEC61000-4《电磁兼容性试验和测试方法》的要求。 4.5 电磁干扰防护本系统设备的正常运行应不受电磁干扰的影响,中标方应在设备的输入 端 口加装吸收干扰的元件。 4.6 其它 (1)试验报告和证书 1)中标方应在合同生效后30 天(日历天数)提供与合同设备有关的所有最终试验报告的复印件,该报告应装订成册作为永久资料使用。 2)中标方应在直流电源设备出厂试验验收后30 天(日历天数)内提供下列报告(包括出厂试验记录)和证书给业主: 直流电源设备的整套出厂试验报告;直流电源设备出厂检验证书。 (2)互换性 中标方提供的合同设备的相同部件,其尺寸和公差应完全相同,以保证各设备部件之间的互换性。所有的备品备件的材料和质量应与原设备相同。 (3)电源 1)业主提供电源 交流380V系统电压变化范围80%-115%Un 频率变化范围48-52Hz 中标方提供的所有设备应能在上述相应的范围内正常运行,当输入电压下降到低于下限值时,设备应不致损坏。 2)内部直流稳压电源应有过压、过流保护及电源电压不正常的报警信号能防止损坏其它

预防直流电源系统事故措施示范文本

预防直流电源系统事故措 施示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

预防直流电源系统事故措施示范文本使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 1 总则 1.1 为了提高直流电源系统的运行可靠性和运行管理水 平,防止由其引发或扩大电网事故,特制定本预防措施。 1.2本措施是依据国家有关标准、规程和规范并结合设 备运行和检修经验而制定的。 1.3 本措施针对直流电源系统设备在运行中容易导致典 型、频繁出现的事故(障碍)等环节提出了具体的预防措 施。 1.4 本措施适用于中电投某风电场直流电源装置的管 理。通信、自动化等专业所使用的专用直流电源装置的管 理可参照执行。 2 引用标准

以下为设备设计、制造及试验所应遵循的国家、行业和企业的标准及规范,但不仅限于此: DL/T 459-2000 电力系统直流电源柜订货技术条件 DL/T 637-1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件 DL/T 720-2000 电力系统继电保护柜、屏通用技术条件 DL/T 724-2000 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护规程 DL/T 781-2001 电力用高频开关整流模块 DL/T 5044-2004 火力发电厂、风电场直流系统设计技术规定 DL/T 5120-2000 小型电力工程直流系统设计规程 变电站管理规范(试行)(国家电网生[2003]387号)

(完整word版)变电站直流系统简介

变电站直流系统简介 第一章直流及不间断电源系统 第一节概述 为供给继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等直流负荷,变电站内应设由蓄电池供电的直流系统。 第二节站内直流母线接线方式简介 一、变电所直流系统典型接线 变电站常用的直流母线接线方式有单母线分段和双母线两种。双母线突出优点在于可在不间断对负荷供电的情况下,查找直流系统接地。但双母线刀开关用量大,直流屏内设备拥挤,检查维护不便,新建的220-500kv变电站多采用单母线分段接线。 220kv变电所直流系统典型接线:(如下图10-1) 220kv变电所直流系统典型接线:(如下图10-2)

二、站内直流电压特点的简介: 变电所的强电直流电压为:110V或220V,弱电直流电压为48V。 强电直流采用110V的优点: 1)蓄电池个数少,降低了蓄电池组本身的造价,减少蓄电池室的建筑面积,减少蓄电池组平时的维护量。 2)对地绝缘的裕度大,减少直流系统接地故障的机率,在一定程度上提高直流系统的可靠性。 3)直流回路中触点的断开时,对连接回路产生干扰电压,直流用110V时,能降低干扰电压幅值。 4)对人员较安全,减少中间继电器的断线故障。 强电直流采用110V的缺点: 1)变电站占地面积大,电缆截面大,给施工带来困难。

2)一般线路的高频保护的收发信机输出功率大小与直流电压有关,对长线路的保护不利。 3)交流的220V照明电源和110V的直流电源无法直接切换,需增加变压器和逆变电源,增加事故照明回路的复杂性。 4)在站内有大容量直流电动机的情况下,增大电缆截面,增加投资。 基于技术和经济上的考虑,对于采用集中控制(电缆线较长)的220-500kV 变电站,强电直流系统的工作电压宜选用220V。 当变电站规模较小或全户内的220kV变电所情况下,控制电缆长度较小时,强电直流系统的工作电压宜选用220V。 500KV变电所多采用分布式控制方式,二次设备分部控制,在主控室和分控室都设有独立的直流系统控制,电缆的长度大大缩短,变电所的蓄电池组数多。这种情况下变电所强电直流系统的工作电压宜选用110V。 三、变电站弱电直流系统的电压: 按我国的惯例,变电所弱电系统的工作电压一般采用48V,这一电压等级也符合国际标准。 第三节直流系统的绝缘监察和电压监察 一、提高直流系统 直流系统的绝缘水平,直接影响到直流系统乃至变电所的安全运行。当变电所的绝缘降低造成接地或极间短路时,将造成严重后果。 为防止直流系统绝缘水平下降危及安全运行,可采用以下对策: (1)对于直流系统直接连接的二次设备绝缘水平有严格的要求。 (2)在有条件的情况下,将保护、断路器控制用直流和其他设备用直流分开。(3)户外端子箱、操作机构,要采用具有防水、防潮、防尘、密封的结构。(4)户外电缆沟及电缆隧道要有良好的排水设施。 (5)主控室内的控制、保护屏宜采用前后带门的封闭式结构。 (6)对直流系统的绝缘水平要进行经常性的监视。 (7)采用110V的直流系统。 二、直流系统的绝缘监察 1.电磁式绝缘监查装置 利用电桥原理构成的电磁型直流系统绝缘监查装置的接线如图10-13所示。这种装置具有发出绝缘下降的信号和测量绝缘电阻值两种功能。

直流系统常见接线方式

直流系统常见接线方式 直流系统常用接线包括: 直流电源系统接线 直流馈线接线 直流电源系统常用接线方式 直流系统电源接线应根据电力工程的规模和电源系统的容量确定。按照各类容量的发电厂和各种电压等级的变电所的要求,直流系统主要有以下几种接线方式。 一组充电机一组蓄电池单母线接线 特点: 接线简单、清晰、可靠。

一套充电机接至直流母线上,所以蓄电池浮充电、均衡充电以及核对性放电都必须通过直流母线进行,当蓄电池要求定期进行核对性充放电或均衡充电而充电电压较高,无法满足直流负荷要求时,不能采用这种接线。 适用范围: 适用于110kV以下小型变(配)电所和小容量发电厂,以及大容量发电厂中某些辅助车间。 对电压波动范围要求不严格的直流负荷,不要求进行核对性充放电和均衡充电电压较低,能满足直流负荷要求的阀控型密封铅酸蓄电池组。 二组充电机一组蓄电池单母分段接线

蓄电池经分段开关接至两端母线,二套充电机分别接至两段母线。 分段开关设保护元件,限制故障范围,提高安全可靠性。 适用范围: 适用于110kV以下小型变(配)电所和小容量发电厂,以及 大容量发电厂中某些辅助车间。 对电压波动范围要求不严格的直流负荷。 不要求进行核对性充放电和均衡充电电压较低的蓄电池,如阀控型密封铅酸蓄电池组。 二组充电机二组蓄电池双母接线

整个系统由二套单电源配置和单母线接线组成,两段母线间设分段隔离开关,正常两套电源各自独立运行,安全可靠性高。 与一组电池配置不同,充电装置采用浮充、均充以及核对性充放电的双向接线,运行灵活性高。 适用范围: 适用于500kV以下大、中型变电所和大、中型容量发电厂。 负荷对直流母线电压的要求和对运行方式的要求不受限制。 三组充电机二组蓄电池双母接线 特点:

boost升压电路

开关直流升压电路(即所谓的boost或者step-up电路)原理 2007-09-29 13:28 the boost converter,或者叫step-up converter,是一种开关直流升压电路,它可以是输出电压比输入电压高。 基本电路图见图一。 假定那个开关(三极管或者mos管)已经断开了很长时间,所有的元件都处于理想状态,电容电压等于输入电压。 下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路 充电过程 在充电过程中,开关闭合(三极管导通),等效电路如图二,开关(三极管)处用导线代替。这时,输入电压流过电感。二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电,所以电感上的电流以一定的比率线性增加,这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加,电感里储存了一些能量。

放电过程 如图,这是当开关断开(三极管截止)时的等效电路。当开关断开(三极管截止)时,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会马上变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的电路已断开,于是电感只能通过新电路放电,即电感开始给电容充电,电容两端电压升高,此时电压已经高于输入电压了。升压完毕。 说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时,电感吸收能量,放电时电感放出能量。 如果电容量足够大,那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。如果这个通断的过程不断重复,就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。 一些补充 1 AA电压低,反激升压电路制约功率和效率的瓶颈在开关管,整流管,及其他损耗

(含电感上). 1.电感不能用磁体太小的(无法存应有的能量),线径太细的(脉冲电流大,会有线损大). 2 整流管大都用肖特基,大家一样,无特色,在输出3.3V时,整流损耗约百分之 十. 3 开关管,关键在这儿了,放大量要足够进饱和,导通压降一定要小,是成功的关键.总共才一伏,管子上耗多了就没电出来了,因些管压降应选最大电流时不超过0.2--0.3V,单只做不到就多只并联....... 4 最大电流有多大呢?我们简单点就算1A吧,其实是不止的.由于效率低会超过1.5A,这是平均值,半周供电时为3A,实际电流波形为0至6A.所以咱建议要用两只号称5A实际3A的管子并起来才能勉强对付. 5 现成的芯片都没有集成上述那么大电流的管子,所以咱建议用土电路就够对付洋电路了. 以上是书本上没有直说的知识,但与书本知识可对照印证. 开关管导通时,电源经由电感-开关管形成回路,电流在电感中转化为磁能贮存;开关管关断时,电感中的磁能转化为电能在电感端左负右正,此电压叠加在电源正端,经由二极管-负载形成回路,完成升压功能。既然如此,提高转换效率就要从三个方面着手:1.尽可能降低开关管导通时回路的阻抗,使电能尽可能多的转化为磁能;2.尽可能降低负载回路的阻抗,使磁能尽可能多的转化为电能,同时回路的损耗最低;3.尽可能降低控制电路的消耗,因为对于转换来说,控制电路的消耗某种意义上是浪费掉的,不能转化为负载上的能量。

智能交直流一体化站用电源系统的应用

智能交直流一体化站用电源系统的应用 发表时间:2018-08-22T10:35:00.140Z 来源:《电力设备》2018年第14期作者:段宏宇 [导读] 摘要:变电站是我国电力事业中最基础最重要的基础设施,智能变电站是我国近些年较为普及和推广的一种新型电站,与以往常规的变电站相比,智能变电站的优势主要在于能够有效的改善之前的电源自动化控制管理水平较低、信息管理和系统管理难度系数较大等多种问题。智能变电站采用交直流一体化的电源系统,能够有效的实现网络通信、监控、系统联动等细节一体化的运作。 (国网吉林省电力有限公司延边供电公司吉林延边 133000) 摘要:变电站是我国电力事业中最基础最重要的基础设施,智能变电站是我国近些年较为普及和推广的一种新型电站,与以往常规的变电站相比,智能变电站的优势主要在于能够有效的改善之前的电源自动化控制管理水平较低、信息管理和系统管理难度系数较大等多种问题。智能变电站采用交直流一体化的电源系统,能够有效的实现网络通信、监控、系统联动等细节一体化的运作。 关键词:智能变电站;交直流;一体化;电源系统 0引言 随着变电站数字化程度越来越高以及智能化试点变电站的投运,相应提高站用电源整体的运行管理水平具有非常重要的意义。目前,现有站用电源在资源整合、自动化水平、管理模式等方面都还存在很大的优化空间,本文提出一种新的变电站电源系统设计理念,将站用交流电源系统、直流电源系统、逆变电源系统、通信电源系统等一体化设计、一体化配置、一体化监控。其运行工况和信息数据通过一体化监控监控单元展示并转换为DL/T860标准模型数据接入自动化系统并上传至远方控制中心。 1常规性变电站的电源系统应用现状分析 常规性变电站,依旧是我国当前电力事业中最为广泛、普遍设置的一种类型。特别是对于我国这种地域宽广,技术更新不可能协调一致,所以常规性变电站依旧在我国的变电站运作系统中发挥着重要作用,常规性变电站,它的电源系统通常分为直流系统、交流系统、UPS和通信电源系统等几种不同的类型,站用电源系统主要为变电站内主要设备提供储能、加热、通风、操作电源及站内检修照明电源。在一般的变电站运营模式下,交流系统是变电站的主要能源供应设备。例如具体的电能储蓄、电源操作等工作都需要依赖交流系统来予以完成。这就意味着,交流系统的稳定性能如何,会直接影响到整个变电站的运行是否稳定、可靠。电源是整个变电站工作和运行的重中之重,当前我们的变电站,一般采用的是各个电源子系统分开设计、分开管理和使用、分开组屏,不同的电源系统由不同的生产商进行研发、生产、组装以及后期的安装、调试等。这种模式运行下的各种电源子系统存在着很多的弊端。 ①现有变电站站用电源由不同专业人员进行管理,交流系统与直流系统由变电人员进行运行维护,UPS由自动化人员进行维护,通信电源由通信人员维护,除了人力资源不能总体调配,通信电源、UPS等也没有纳入变电站严格的巡检范围。 ②由不同供应商分别设计各个子系统,资源不能综合考虑,使一次投资显著增加,经济性较差。如:直流系统配置一套电池组,UPS、通信电源系统又各自独立配置一套电池组,这样既浪费设备,又使设备之间难以协调运行。 ③从系统设计角度来讲,变电站综合自动化系统已由集中分布式系统向数字化发展。目前综合自动化系统已成为站用电源信息共享平台,站用电源信息也一直作为综合自动化系统的简单附属信息,因此也难以实现系统管理和信息共享,在相关子系统变化时不能协调整个站用电源以最佳方式运行。 2智能站用交直流一体化电源系统的具体应用 当前所说的智能站用交直流一体化的电源系统,主要是与传统常规的电站电源系统相区别的一种电源系统,这种电源系统的忒单就在将原本独立的交流、直流、逆变、通信等多种电源系统进行统一的设计,包括前期的设计研究、监控,具体使用过程中的安装、调试等都通过统一的信息手段进行规划和管理。使得整个电源系统在使用、配合过程中实现信息监控、能够有效的进行联动,进一步提高变电站运行的安全系数、信息科技系数等多方面的系数总和。 智能站用交直流一体化电源系统的可行性分析: 2.1智能电源系统,作为一种新型的电源技术系统能够,虽然在全国推广的范围有限,但是在已经使用的电站中,大多数都已经成功运行。在智能电源系统中,有一个重要的技术改进就是针对直流核心的充电模块的开关技术进行调整和完善,利用移相谐振软开关提高电路的整体效率,在风冷的情形下自冷结合。同时,进一步加强逆变电源的控制作用,使得逆变电源在能够正常工作时进行交流供电,在交流出现断流以后切换为直流逆变。这样整个电源系统的在直流技术、交流技术的切换与正常运作方面经验相对成熟,在具体的实际应用中风险较小,具有可操作性和可行性。 2.2电源系统的控制管理更为科学,相关的监控设备和系统设置都采用双重化的模式予以配置,这样在故障出现的时候,能够有效的发现问题,并且在一部分装置出现故障时不影响整体装置的继续运行。 2.3整体设计的安全系数相对提高。常规性变电站的一大弊端就是在一个故障出现以后,常常会导致装置的整体运行产生极大的困难,甚至会导致事故的发生。智能电源系统在这一问题上进行了很好的调整与改进,将常规变电站中的走线模式予以调整,将交流和直流完全分开的进行隔离和布控,减少由于电流冲撞而引起的多种事故发生。智能电源这种完全采用直流控制电源装置的模式,使整个系统的安全系数大大增加。 3智能站用交直流一体化电源系统的主要特点 智能站用的一体化电源系统,它的优势和特点主要通过与常规性变电站的对比中得以呈现。 3.1一体化设计 与常规性的变电站相比,一体化设计是智能变电站在整体设计上的一大突破,这种一体性不仅呈现在外观的协调一致上,而且统计的设计安装,减少了组屏数,使整个电源系统更加紧凑和美观。一体化的设计使得整个操作流程更加简单,并且对于后期的维护工作而言提供了更大的便利。 3.2网络化、智能化 智能电源系统的智能性,很大程度上就体现在与电子信息手段和电子信息设备的结合上,智能电源系统同样有几个子系统组成,但是在每个子系统内部通过通信网络进行连接,直接受控于统一的监控系统,这样就使得各个独立分散的子系统通过监控系统有机的结合起来,能够快

直流升压电路原理图

几款直流升压电路 直流升压就是将电池提供的较低的直流电压,提升到需要的电压值,其基本的工作过程都是:高频振荡产生低压脉冲——脉冲变压器升压到预定电压值——脉冲整流获得高压直流电,因此直流升压电路属于DC/DC电路的一种类型。 在使用电池供电的便携设备中,都是通过直流升压电路获得电路中所需要的高电压,这些设备包括:手机、传呼机等无线通讯设备、照相机中的闪光灯、便携式视频显示装置、电蚊拍等电击设备等等。 一、几种简单的直流升压电路 以下是几种简单的直流升压电路,主要优点:电路简单、低成本;缺点:转换效率较低、电池电压利用率低、输出功率小。这些电路比较适合用在万用电表中,替代高压叠层电池。

二、24V供电CRT高压电源 一些照相机CRT使用11.4cm(4.5英寸)纯平面CRT作为显示部件,其高压部件的阳极电压为+20kV,聚焦极电压为+3.2kV,加速极电压为+1000V,高压部件供电为直流24V。以下电路是为替换维修这些显示器的高压部件而设计(电路选自网络文章,原作者不详)。该电路的设计也可为其他升压电路设计提供参考。 基本原理:NE555构成脉冲发生器,调节电位器VR2可使之产生频率为20kHz左右的脉冲,电位器VR1调脉宽。TR1为推动级,脉冲变压器T1采用反极性激励,即TR1导通时TR2截止,TR1截止时TR2导通,D3、C9、VR3、R7及D4、R6、TR3组成高压保护电路。VR2用于调频率,调节VR2可调整高压大小。 VR2选用精密可调电阻。T2可选用彩电行输出变压器变通使用。笔者选用的是东洋SE-1438G系列35cm(14英寸)彩电的行输出变压器,采用此变压器阳极电压可达20kV,再适当选取R8的阻值使加速极电压为+1000V、R9的阻值使聚焦极电压为+3.2kV即可。整个部件采用铝盒封装,铝壳接地,这样可减少对电路干扰。 直流升压电压电路图集锦: 三极管升压电路:

变电站直流系统技术规范

苍溪供电有限责任公司35kV岐坪变电站 直流系统技术规范

根据国家电网公司物质采购标准2009年版.第三批(增补设备卷一/编号:1109001-0066-00),制定本技术规范。 一、工程项目名称 苍溪供电公司35kV岐坪变电站直流电源系统改造工程。 二、供货一览表 三、基本技术条件 1、主要技术参数 交流输入额定电压:三相380V。 交流电源频率:50Hz。 输出额定电压:DC 110V(110V直流电源系统)/ DC 220V(220V 直流电源系统)。 稳流精度:≤±1%。 稳压精度:≤±0.5%。 纹波系数:≤±0.5%。 效率:≥90%。 噪声:<55dB(距离装置1m处)。 2、主要技术性能 直流电源系统接线:单母线或单母线分段接线。 蓄电池组数:1组。 蓄电池型式:阀控式密封铅酸蓄电池。 蓄电池组容量:100Ah。 蓄电池个数:18只。

蓄电池单体电压:12V。 高频开关电源:1套。 具备防雷及电源保护、高度绝缘防护功能。进线和母线处加装浪涌保护器。 直流电源系统开关应选用优质高分断直流断路器,并考虑上下级配合,提供电流—时间动作特性曲线报告,满足3~4级级差配合,各断路器应配备跳闸报警接点。 蓄电池组等重要位置的熔断器、开关应装有辅助接点,并引自端子排。 直流电源系统应配备:总监控单元、110V高频开关电源模块(110V 直流电源系统)/ 220V高频开关电源模块(220V直流电源系统)、48V 通信电源模块、雷击浪涌吸收器、仪表、电压电流采集装置、绝缘检测装置、蓄电池管理单元等。 馈出开关应有信号灯指示通断状态。 直流主母线及接头,应能满足长期通过电流的要求,母线应选用阻燃绝缘铜母线。 汇流排和主电路导线的相序和颜色应符合IEC标准。 高频模块并联工作时输出电流不均衡度<±5%。 设备应满足IEC 610004关于电磁兼容、抗干扰的要求。 3、110V/220V高频开关电源模块 3.1 主要技术参数 交流输入额定电压:三相380V。 额定输出电压:110V DC(110V直流电源系统)/ 220V DC(220V 直流电源系统)。

开关直流升压电源(BOOST)设计

电气与电子信息工程学院 《电力电子装置设计与制作》 课程设计报告 名称:开关直流升压电源(BOOST)设计专业名称:电气工程及其自动化 班级: 13级电气工程及其自动化(专升本)班学号: 姓名: 指导教师:南光群张智泉 设计时间:2014年11月24日——12月5日 设计地点:K2-306及K2-414实验室

开关电源装置设计与制作报告成绩评定表 指导教师签字:

《电力电子装置设计与制作》课程设计任务书 2014~2015学年第一学期 学生姓名:专业班级:13级电气工程及其自动化(专升本)班指导教师:张智泉南光群工作部门:电气与电子信息工程学院 一、课程设计题目:电力电子装置设计与制作 二、课程设计内容 根据题目选择合适的输入输出电压进行电路设计,在Protel或OrCAD软件上进行原理图绘制;满足设计要求后,再进行硬件制作和调试。如实验结果不满足要求,则修改设计,直到满足要求为止。 设计题目选: 题目二:开关直流升压电源(BOOST)设计 主要技术指标: 1)输入交流电压220V(可省略此环节)。 2)输入直流电压在8-18V之间。 3)输出直流电压10-25V,输出电压相对变化量小于2%。 4)输出电流1A。 5)采用脉宽调制PWM电路控制。

三、进度安排 四、基本要求 1、独立设计原理图各部分电路的设计; 2、制作硬件实物,演示设计与调试的结果。 3、写出课程设计报告。内容包括电路图、工作原理、实际测量波形、调试分析、测量精度、结论和体会。 4、写出设计报告:不少于3000字,统一复印封面并用A4纸写出报告。 ○1封面、课程设计任务书 ○2摘要,关键词(中英文) ○3方案选择,方案论证 ○4系统功能及原理。(系统组成框图、电路原理图) ○5各模块的功能,原理,器件选择 ○6实验结果以及分析 ○7设计小结 ○8附录---参考文献

智能电网站用交直流一体化电源系统简介

智能电网站用交直流一体化电源系统简介 近年来,高中压开关电器、综自系统在电力系统受到高度重视,变电站综合技术与智能化水平得到了极大的提升。然而,针对站用电源的技术研究与产品创新却相对滞后,传统站用电源设计方案已难以适应新型变电站的发展需要。 本文针对传统站用电源分散设计存在的问题,阐述了站用交直流一体化电源系统的设计方案及其技术特点,并对其所产生的经济效益与社会效益等方面进行了综合分析。 1、传统站用电源分散设计存在的问题 一直以来,变电站站用电源分为交流电源系统、直流电源系统、UPS不间断电源系统、通信电源系统等,各子系统采用分散设计,独立组屏,设备由不同的供应商生产、安装、调试,供电系统也分配不同的专业人员进行管理。站用电源的分散设计与管理,存在着诸多问题: 1)站用电源难以实现系统管理 由不同供应商提供的交流系统与直流系统通信规约一般不兼容,难以实现网络化系统管理,自动化程度低。由于没有统一的监控设备对整个站用电源进行管理,不能实现系统数据共享,无法进行站用电源协调联动、状态检修等深层次开发应用。 2)可靠性受到影响 由于站用电源信息不能网络共享,针对故障或告警信息不具备进行综合分析的基础平台,不同专业的巡检人员分别管理各个电源子系统,难以进行系统分析判断、及时发现事故隐患。 对于涉及需站用电源各子系统协调才能解决的问题难以统一处理。如:防雷配置,避雷器参数选择,安装位置只有将整个站用电源交直流系统统一考虑才能解决;由于充电模块均流对于直流母线上纹波较敏感,需要对母线所接负荷,如逆变电源等反灌电流进行统一治理等。 3)经济性较差

由不同供应商分别设计各个子系统,资源不能综合考虑,造成配置重复,一次性投资显著增加。如:直流电源,UPS不间断电源、通讯电源分别配置独立的蓄电池,浪费用严重;交流系统配置电源自动切换设备,充电模块前又重复配置,既浪费又使设备之间难于协调运行。 4)长期维护不方便,增加成本 各个供应商由于利益差异使安装、服务协调困难,站用电源一旦出现故障需向多个厂家进行沟通协调,造成沟通困难与效率低下。 现有变电站站用电源分配不同专业人员进行管理:交流系统与直流系统由变电人员进行运行维护,UPS由自动化人员进行维护,通信电源由通信人员维护。人力资源不能总体调配,通信电源、UPS等也没有纳入变电严格的巡检范围,可靠性得不到保障。 2、交直一体化电源系统设计方案及特点 通过分析与研究传统站用电源分散设计存在的问题,针对性提出了站用交直流一体化的设计思路,以实现:第一、建立站用电源统一网络智能平台;第二、消除站用电源隐患;第三、提高站用电源管理水平;第四、进行深层次开发,提高站用电源安全与智能化水平。 1)交直流一体电源系统的定义 站用交直流一体化电源系统是指:将站用交流电源系统、直流电源系统、逆变电源系统、通信电源系统统一设计、监控、生产、调试、服务,通过网络通信、设计优化、系统联动方法,实现站用电源安全化、网络智能化设计,实现站用电源交钥匙工程,实现效益最大化目标。 智能站用电源交直流一体化系统包括:智能交流电源子系统、智能直流电源子系统、智能逆变电源子系统、智能通信电源子系统、一体化监控子系统。 2)主要技术特征 站用交直流一体化电源系并不是对交流、直流电源系统的简单混装,其主要技术特征表现在: (1)网络智能化设计:通过一体化监控器对站用交流电源、直流电源、逆变 电源、通信电源进行统一监控,建立统一的信息共享平台,实现网络智 能化。支持61850通讯规约。

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