220V直流电源系统图
变电站交直流控制电源一体化整体解决方案ppt课件
❖ 站用电进线ATS的工作模式和照明、风机等重要负荷配电 回路具备远程控制，站用电系统运行实现全参数监控。
❖ 共享直流操作电源的蓄电池组，取消传统UPS和通信电源 的蓄电池组和充电单元，采用电力专用UPS和DC/DC直接 由直流母线变换取得交流不间断电源和通信电源。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
目录
一、交直流控制电源系统类型与现状。 二、电力运营对交直流控制电源的要求。 三、交直流控制电源一体化的系统方案。 四、许继电源交直流控制电源产品核心部件。
XJ POWER
控制保护专业
控制保护专业
自动化专业
远动通信专业
站用交流电源 A供应商
直流操作电源 B供应商
交流不间断电源 C供应商
通信电源 D供应商
XJ POWER
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电力运营对交直流控制电源的要求
的控制，获得完美正弦波输出电压。 ❖ 交流输入与输出均采用工频变压器隔离，保证交流侧任何
扰动的不会影响直流操作电源，具有最高的可靠性。 ❖ 逆变器输出电流峰值系数达 4 : 1，适用于各类负载，保证
在负载短路时，逆变器不因过载而停机。 ❖ 维护旁路回路具备防误操作闭锁措施，保证误操作开关时
不出现交流供电间断或损坏电源模块。
XJ POWER
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直流操作电源
容量的放电，其目的是为了避免由于浮 充电流控制不准确造成硫酸铅沉淀在极 板上，影响蓄电池的输出容量或降低其 使用寿命。
铅酸蓄电池的直流系统 接线方式：单母线分段接线 浮充电设备：U1,U2分接在两段母线上 1.正常时： U1,U2负责向直流负荷供电， 并向蓄电池浮充电 2.故障时：蓄电池GB供电给直流负荷 基本电池：直接接在直流母线上的电池 端电池：根据运行需要可投切的电池 端电池调整器：用来实现端电池的投切.
Ⅱ段直流母线
投切开关
投切开关
闪光母线 Ⅰ段直流母线
测量表计
测量表计
蓄电池组
充电设备
蓄电池直流系统是由充电设备、蓄电池 组、浮充设备和相关的开关及测量仪表 组成。 上图中硅整流器U1为充电设备，它在充 电过程中除了向蓄电池组提供电源外， 还可以担负母线上的全部直流负荷。在 整流器U1回路中装有双投开关QK3，使 整流器U1既可对蓄电池进行充电(触点 2-3、5-6接通)，也可以接入母线上接 带直流负荷(触点1-2、4-5接通)。在其 出口回路中，装有电压表PV2和电流表 PA3，用以监视端电压和充电电流。为 了蓄电池放电，整流器U1宜采用能实现 逆变的整流装置。
蓄电池 酸性蓄电池：电解液是27％～37％的硫 酸水溶液，电极是以二氧化铅为正极板 和铅为负极板的特制绒状铅板，所以又 称为铅酸蓄电池。 特点：容量大、冲击放电电流大、端电 压较高（2.15V）、寿命较短（一般8～ 10年）、占地面积大、维护工作量大。 碱性蓄电池：电解液是20％的氢氧化钾 水溶液，电极用氢氧化镍作正极，镉作 负极时叫镉镍蓄电池，用铁作负极时叫 铁镍蓄电池。 特点：体积小、容量大、寿命长（20年 左右），端电压为1.35V，无有害气体 污染。在发电厂和变电所中广泛应用。
采用超级电容的并联型直流电源系统
58变电站是电力系统中的重要电力设施，直流系统又是变电站的重要组成部分，其主要任务是为继电保护、信号、控制、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源，而阀控式铅酸蓄电池（以下简称“蓄电池”）作为直流系统中的储能元件，使直流系统不受交流电源系统故障的影响[1]-[2]。
站用交流电源故障失电时，可在事故放电时间内，由蓄电池对不允许停电的站内直流负荷进行供电[3]-[4]。
可见，蓄电池组可靠与否，是变电站直流电源系统在事故状态下能否正常发挥作用的关键。
对于常规串联电池直流电源系统，一旦发生站用交流电源失电，同时蓄电池组又无法提供后备电源的情况，将会引起事故范围的扩大，导致大范围停电，对生产、安全造成极大的影响。
随着智能变电站建设的快速发展，对站用电源模块化、智能化、易更换、易维护、可靠性等要求越来越高，基于并联电源模块的直流电源系统也得到了较快发展[5]-[10]。
但通常情况下，为保护开关器件，DC/DC 、AC/DC（高频开关电源系统）等并联电源模块均具有限流功能，当其馈线回路发生严重过载或短路时，并联电源模块的输出电流会被限制在一定范围内（通常为1.2I N ~2I N ），输出电压接近于0V ，如果系统为多负荷供电，则任一负载回路发生短路故障时，由于系统不能提供足够的故障电流，此负载的相应保护不能正确动作，故障不能及时切除，进而将影响其他负载的正常供电。
超级电容储能是一种物理储能方式，能量以电场的。
采用超级电容的并联型直流电源系统■ 中国能源建设集团天津电力设计院有限公司 李学斌 刘伟 刘剑 单东雷密度很高，能量密度介于蓄电池和普通电容之间。
区别于基于化学反应的电化学蓄电池，超级电容充放电为物理过程，适用于需要大功率放电的场合，且具有充电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等优点。
本文将超级电容应用于并联电池直流电源系统，接入直流母线构成储能式直流母线，提供严重过载或短路时的故障电流确保相应保护的可靠动作。
直流系统介绍及注意事项
2、系统原理
如右图所示：（#2机220V直流系统） 两路380v的交流电在经过交流互投防雷装置缺相保护装置后通过充
电机把交流电转换成220v直流电，转换后的直流电分两路作为蓄电池和所 带负载的电源。当交流电出现故障， 蓄电池充当电源通过母线给负载送电 ，使之能正常工作。
此外，两路电源（来自厂用PCIA 段2柜的交流电和负载事故照明的直 流电源）在经过事故切换单元后为#1 汽机房、#1电子设备间、#1锅炉和循 泵房、循环水、110KVGIS室事故照 明提供电源。
直流系统
一、概述
1、直流系统的作用
由蓄电池和硅整流充电器组成的直流系统,在发电厂中为控制、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， 是发电厂安全运行的保证。
2、直流系统运行时的巡视检查项目：
4、蓄电池的充电方式
在我厂直流系统中，蓄电池的充电方式有浮充电方式和均充电方式。 （1）浮充电方式：浮充电方式是将蓄电池与充电设备长期并联运行，由蓄
电池担负冲击负荷，充电设备担负自放电、稳定负荷和冲击负荷后蓄电池的电 能补充，蓄电池长期处于充电状态。
（2）均充方式：为使长期处于浮充电运行方式的电池能保持正常状态， 需定期增大蓄电池的充电电流，使电池电压保持在2.35V，持续一定 时间，待比重较低的电池电压升高后，即可恢复正常浮充方式。
当交流电路或充 电机模块出现故障，蓄电池 组就充当电源，给母线提供
直流电
两路380v的交流电在经过交流 互投防雷装置缺相保护装置后通过充
电机把交流电转换成220v直流电
正常工作时，由来自厂 用PCIA段2柜的交流电供 电。当交流电出现异常，就 由负载事故照明的直流电
100AH直流屏原理接线图 接线图
直流12V转交流220V电路图
采用TL494的直流12V转交流220V逆变器电路图采用TL494的400W直流12V转交流220V逆变器电路图目前所有的双端输出驱动IC中，可以说美国德克萨斯仪器公司开发的TL494功能最完善、驱动能力最强，其两路时序不同的输出总电流为SG3525的两倍，达到400mA。
仅此一点，使输出功率千瓦级及以上的开关电源、DC/DC变换器、逆变器，几乎无一例外地采用TL494。
虽然TL494设计用于驱动双极型开关管，然而目前绝大部分采用MOSFET开关管的设备，利用外设灌流电路，也广泛采用TL494。
其内部电路功能、特点及应用方法如下：A.内置RC定时电路设定频率的独立锯齿波振荡器，其振荡频率fo（kHz）=1.2/R（kΩ）·C （μF），其最高振荡频率可达300kHz，既能驱动双极性开关管，增设灌电流通路后，还能驱动MOSFET开关管。
B.内部设有比较器组成的死区时间控制电路，用外加电压控制比较器的输出电平，通过其输出电平使触发器翻转，控制两路输出之间的死区时间。
当第4脚电平升高时，死区时间增大。
C.触发器的两路输出设有控制电路，使Q1、Q2既可输出双端时序不同的驱动脉冲，驱动推挽开关电路和半桥开关电路，同时也可输出同相序的单端驱动脉冲，驱动单端开关电路。
D.内部两组完全相同的误差放大器，其同相输入端均被引出芯片外，因此可以自由设定其基准电压，以方便用于稳压取样，或利用其中一种作为过压、过流超阈值保护。
E.输出驱动电流单端达到400mA，能直接驱动峰值电流达5A的开关电路。
双端输出脉冲峰值为2×200mA，加入驱动级即能驱动近千瓦的推挽式和桥式电路。
详细内容请参考本站相关文章(TL494开关集成电路原理及应用介绍)图采用TL494的400W直流12V转交流220V逆变器电路TL494的各脚功能及参数如下：第1、16脚为误差放大器A1、A2的同相输入端。
最高输入电压不超过VCC+0.3V。
变电站交流回路、直流回路
电流互感器一次电流的大小与二次负载的电流大小无关，在正常工作时，由于二次负载 阻抗很小，接近短路状态，一次电流所产生的磁化力大部分被二次电流所补偿，总磁通 密度不大所以二次线圈电势也不大。一但开路时二次侧阻抗无限增大二次电流等于零， 副磁化等于零，总磁化力等于原绕组磁化力，也就是一次电流完全变成了激磁电流，将 在二次线圈产生很高的电势其峰值可达几千伏，严重威胁人身安全，或造成仪表保护装 置的绝缘损坏，原绕组磁化力使磁通密度增加也可能使铁芯过热损坏。
2.3 特殊：GIS开关两侧都有CT
其中母线保护接的是线路侧CT，线路保护接的是母线侧CT，保护范围有部分是重叠的， 这样可以避免死区故障。
3、交流电压回路 （以220kV为例）
3.1 保护、测量电压回路1
从PT保护及测量绕组二次端子出来后， 经过二次空开，再经PT并列装置后接
至保护及测量电压小母线1YMa/b/cⅠ、 2YMa/b/cⅠ 。
• 直流系统一般配置两台微机直流系统绝缘监测装置。安装在馈线屏 上，该装置能在线实时监测直流系统正负母线及各馈线的正负对地 绝缘电阻和绝缘故障。
• 此外，直流一般还配置智能蓄电池巡检仪，对每只蓄电池进行电量 检测，并通过通讯口接入充电柜监控装置。
4.2 直流系统原理图
系统工作原理
交流输入正常时
•
行； • 运行人员应定期检查充电装置的自检信息是否正常。
4.3 直流回路操作注意事项
直流系统有两段母线，分别由两套独立的蓄电池及充电机供电。有 的出线虽然接至不同的母线，但是都接去同一个负荷，使得两段直流 母线存在并列点。在正常情况下，两套蓄电池是禁止并列的，这就要 求我们注意，对于有可能存在并列点的出线，只能有一个空开在合位。 （具体的并列点，可查现场接线）
220V直流系统
动，以至损坏设备，造成大面积停电、系统瓦解的严重后果。
8.充电装置有两个主要功能：
A 为直流系统经常性负载提供电压稳定的直流电源；
B 为蓄电池组提供各种充电电流。
9.常用的充电装置有：A 直流发电机；B 整流器；C 高频开关式直流稳压电源。
15、为什么直流母线在正常运行和改变运行方式的操作中，严禁脱开蓄电池组
蓄电池组相当于一个很大的电容器，可以在瞬间提供上百安的冲击性负载电流
如果正常运行和改变方式的操作中，将蓄电池组从直流系统中脱离，就可能使瞬间的冲击性负载不能启动，例如断路器拒绝分闸等，导致发生事故或事故扩大
16、影响蓄电池容量的因素：A 放电率 、B 温度、C 电解液的数量及浓度、D 极板的面积
17、蓄电池原理，A 通过电——化学反应将电能转化为化学能储存起来；
B 通过化学反应将化学能重新转换成电能输出。
18、 直流系统的作用
A 为主、辅设备的电气控制回路提供工作电源；B 为继电保护、安全自动装置提供工作电源；
C 为断路器的分、合闸提供操作电源；D 为计算机监控系统提供备用的工作电源；
为避免影响对直流负载的正常供电，直流系统发生故障时，必须迅速查明原因、隔离故障点，尽快恢复正常运行方式。
14.直流接地接地性质的判断方法：
A 分别测量正、负极对地电压；B 正极对地电压较高时为负极接地，反之则为正极接地；C 对地电压越高，说明绝缘损坏越严重；D 如果对地电压与母线电压相等，则说明发生的是金属性接地，即全接地。
26、直流母线并列应满足哪些条件？（不完整）
两母线电压相等，两段母线并列时只投入一组绝缘检测装置，