直流操作电源的设计要求.doc
电力直流操作电源的设计
前言当今工业自动化社会中，电能起着十分重要的作用，人均消耗的电能量已成为衡量一个国家实力的重要指标。
为了高质量，有效地使用电能，生产的总电能中，越来越多的电能必须经过电力电子技术实行能量变换后，再用于工业和军事的需要。
因为，它对节能、减小环境污染，改善工作条件，节省原材料，降低成本和提高产量等方面均起着十分重要的作用，所以，电力电子技术无论对改造传统工业（电力、机械、矿冶、交通、化工、轻纺等），还是对新建高技术产业（航天、激光、通信、机器人等）和高效利用能源均至关重要，从而迅速发展成为一个独立的技术、学科领域和当今任何高技术系统中不可缺少的关键技术之一。
它的应用领域几乎涉及到国民经济的各个工业部门，它已经或正在显示出，对一个国家工业的发展，对一个国家在国际市场激烈竞争中的地位，均起着重要的作用。
电力电子技术现代电源技术是运用电力电子半导体器件,综合自动控制,计算机技术和电磁技术的多学科边缘交叉技术.在各种高质量,高效,高可靠性的电源中起着关键性的作用.不间断电源是计算机,通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠,高性能的电源.交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载.为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现.电力直流操作电源就是其组成的一部分。
1．电力直流操作电源的设计要求和系统结构1．1电力直操作电源系统的设计要求1．1．1电网电压适应能力在我们国家，虽然电力资源丰富.但是各地之间的供电质量还是有一定的差距，为了适应全国绝大部分市场的需要,要求操作电源系统对电网的适应能力要强;所以我们选择输入交流电压输入为:三相380V±20%,50HZ±10%,或者为:单相220V±20%,50HZ±10%.1．1．2输出电压的大小绝大部分的应用场合要求直流操作电源系统输出直流电压变化范围是185--285V,提高供电系统的可靠性,一般都采用开关电源模块并联运行,并采用N+1系统,留有一台的备份余量,所以,我们这里可以设计输出电流为10A的开关电源模块.1．1．3输出电流的大小不同级别的变电站设备所用的电流容量也不同，一般在10—50A的范围内，为了提高供电系统的可靠性，一般采用开关电源模块并联运行，并采用N+1系统，留有一台的备份余量。
操作电源(1)
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二、储能电容器检 查装置
为了防止储能电 容器开路或老化， 即电容器容量降低 或失效，应定期检 查电容器的电压、 泄漏电流和容量。 检查装置电路图如 图所示
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蓄电池的电解液不同，可分为酸性蓄
蓄 电池和碱性蓄电池两种。
电
酸性蓄电池常采用铅酸蓄电池。酸性
池 蓄电池一般适用于大型发电厂和变电站。
直
浮充电运行方式既提高了直流系统供电的可靠 性，又提高了蓄电池的使用寿命．所以得到了广泛 应用。
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三、镉镍蓄电池的直流系统 镉镍蓄电池按其放电电流大小分为中倍率放电型(GNZ)
和高倍率放电型 (GNG)两种。 中倍率放电型镉镍蓄电池与铅酸蓄电池性能相似，其设
计选择可按铅酸蓄电池进行。 高倍率放电型蓄电池的内阻小，瞬时放电串高达20~30
池组、浮充电设备和相关的开关及测量 仪表组成。
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蓄 电 池 组 GB 是 由 不参加调节的基本(固定) 蓄电池(n。)和参加调节 的 端 电 池 (n’) 两 部 分 组 成。采用端电池的目的 是为了调节蓄电池的接 入数目，以保证母线电 压稳定。端电池通过端 电池调整器进行调节， 端电池调整器的工作原 理如图所示。
蓄电池的容量一般分为额定容量和实际容量两种。 1．额定容量 额定容量是指充足电的蓄电池在25oC时，以10h放电率放 出的电能。 2．实际容量
蓄电池实际容量与放电电流的大小关系甚大，以大电流 放电，到达终止电压的时间就短；以小电流放电，到达终止 电压的时间就长。
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二、蓄电他的直流系统及运行方式 1．蓄电池的直流系统 蓄电池直流系统是由充电设备、蓄电
（3）波纹系数小于5%。
（4）使用寿命、维护工作量、设备投资、布置面积等应合理。
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。
直流稳压电源的设计要求(最终)
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直流稳压电源的设计直流稳压电源：指串联调整型直流稳压电源，开关稳压电源，软开关电源，集成稳压器电源，可控硅稳压电源，稳流电源等。
交流稳压电源：参数型稳压电源，UPS 电源。
电子系统（例如：单片机、计算机、家电产品等）都要求用稳定的直流电源，而人们在日常生活中都使用 220V 交流电源，因此，需要将交流电变换成直流电。
将交流电压变换直流电压并使之稳定的设备就是直流稳压电源。
可自由选作直流稳压电源，或可调直流稳压电源，或集成直流稳压电源，或数控直流稳压电源，或开关电源的设计一、设计目的通过直流稳压电源的设计安装（焊接）和调试，要学会：通过直流稳压电源的设计、安装（焊接）和调试，要学会：选择变压器、整流二极管、滤波电容、调整管或集成稳压器来设计直流稳压电源；⑴选择变压器、整流二极管、滤波电容、调整管或集成稳压器来设计直流稳压电源；掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法试方法。
⑵掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。
二、设计任务及要求设计一个直流稳压电源，设计一个直流稳压电源，满足下列要求输出电压为 5V，输出电流大 500mA 输出电压为 12V，（1）当输入电压在 220V 时，输出电压为 5V，输出电流大于 500mA；或输出电压为 12V，输出电流大于 200mA；输出电流大 200mA （2）稳压、可调压或不调压。
保护电路可有可无；稳压、调压或不调压。
保护电路可有可无；或不调压 10m 负载调整率小于 5%，电压调整率调整率小于（3）输出纹波电压小于 10mV，负载调整率小于 5%，电压调整率小于 5%. 三、设计过程安排阶段：合理选择变压器、稳压器及二极管电源调整管、电阻和滤波电容，二极管、第 1 阶段：合理选择变压器、稳压器及二极管、电源调整管、电阻和滤波电容，完成全电路理论设计。
直流开关电源设计课设
直流开关电源设计课设
直流开关电源是一种将交流电转换为直流电的电路，其具有工作效率高、体积小、重量轻等优点，广泛应用于电子设备、工业控制、通信等领域。
以下是一些关于直流开关电源设计课程设计的建议：
1. 设计任务和要求：在开始课程设计之前，需要明确设计任务和要求，如设计一个降压型直流开关电源，输入电压为220V交流电，输出电压为12V直流电，输出电流为5A等。
2. 电路原理图设计：根据设计任务和要求，设计电路原理图，包括主电路、控制电路、保护电路等。
在设计过程中，需要考虑电路的稳定性、可靠性和安全性。
3. 元器件选型：根据电路原理图，选择合适的元器件，如开关管、电感、电容、二极管等。
需要注意元器件的规格参数、性能指标和可靠性。
4. 计算和优化：根据设计任务和要求，进行电路参数的计算和优化，如开关频率、占空比、电感值等。
可以通过模拟仿真软件对计算结果进行验证和优化。
5. 实验调试：根据设计任务和要求，进行实验调试，包括电路板的制作、元器件的安装和调试、实际运行效果的测试等。
6. 报告撰写：在完成实验调试后，撰写课程设计报告，包括设计任务和要求、设计思路和方案、实验结果和分析等。
7. 答辩和评估：在完成课程设计报告后，进行答辩和评估，包括回答问题、展示成果、接受评估和改进建议等。
通过以上的课程设计过程，可以帮助学生深入了解直流开关电源的原理和设计方法，提高实际操作能力和解决问题的能力，同时也可以为学生的后续学习和职业发展提供支持和帮助。
直流电源要求
建设银行机房直流用电技术要求
一.高频开关电源部分：
1.配置容量：METRO1000的设备满配功耗为10A，按照效率系数和容量可扩
展要求，要求配置高频开关电源模块为25A。
2.工作方式：双模块并联运行，实现冗余备份（25A+25A）模块配置。
模块
间实现自动保护切换。
二.直流配电设备部分：
1.设备直流分路：要求分路数8路，10A直流分路4路，20A直流分路4路。
2.蓄电池分路：2路。
3.管理要求：控制开/关机、显示交流输入电流值/电压值、显示直流输出总电
流/分电流值和电压值、模块工作状态、可自动/手动切换工作/备份模块、可控制均充/浮充状态。
三.蓄电池部分：
1.工作方式：主备用，双路蓄电池工作。
2.配置容量：按照8小时断电后备用电标准。
配置180AH蓄电池。
四.工程配置：
1.高频开关电源模块：25A/-48V （SLAT）2块
2.直流配电和控制模块：CTL（SLAT）1块
3.蓄电池：M6V180（GNB）16个
4.电源机架：包括交流熔丝和防雷器（上海邮通）1个。
直流电源 操作电源 标准
直流电源操作电源标准
直流电源的操作电源标准应符合以下几点要求：
1. 仔细阅读并理解直流电源的使用手册，了解其输入和输出参数，以及相关的
安全注意事项。
2. 根据设备的需求，选择合适的直流电源，并注意其输出电流和额定功率是否
满足使用要求。
3. 在连接直流电源之前，必须确保电源和设备的接线正确无误。
要使用专门设
计的电源线，确保连接牢固可靠，并避免信号干扰。
4. 在调节直流电源输出参数之前，需要确保电源处于关闭状态。
根据设备的需
要，调整电源的电压和电流，以满足系统要求。
要逐步增加电源的输出电流，避
免电流突然增大，造成设备损坏或短路。
5. 遵循安全用电的原则，避免触电等事故的发生。
另外，如果使用数字万用表作为操作电源的标准设备，那么还需要注意以下几点：1. 外观和基本性能测试：检查设备的外观是否完好无损，并测试其显示是否稳
定。
2. 显示校准：连接设备后，断开负载电阻端子，设置空载直流电流，以稳定地
读取数字万用表数据。
之后连接负载电阻器以调整电气输出数据。
3. 公差评估：基于测试的稳压电源装置的准确性进行评估。
以上信息仅供参考，具体标准可能会因直流电源的型号、品牌等因素而有所差异。
在实际操作时，如果遇到问题或不确定的情况，建议咨询专业人士或相关厂家。
(技术规范标准)直流电源技术规范书
安徽淮南矿业（集团）有限责任公司望峰岗选煤厂提高煤泥回收能力系统改造直流电源技术规格书编制：校核：室主任：项目负责人：所总工：煤炭工业合肥设计研究院二○一一年七月1. 总则1.0.1 本技术规范书仅适用于安徽淮南矿业(集团)有限责任公司望峰岗选煤厂提高煤泥回收能力系统改造工程浮选车间6kV配电室高压开关柜的操作电源定货。
它包括直流系统的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.0.2 本技术规范书提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文,供方应提供符合本规范书和工业标准的优质产品。
1.0.3本技术规范书所使用的标准如遇与供方所执行的标准不一致时,按较高标准执行。
1.0.4本技术规范书经供、需双方确认后作为订货合同的技术附件，与订货合同正文具有同等法律效力。
1.0.5本技术规范书未尽事宜，由供、需双方协商确定。
2. 规范和标准应遵循的主要现行标准ZBK 45017-1990 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件ZBK 45017-1990 电力系统用直流屏通用技术条件DL/T459-1992 充电、浮充电装置技术标准DL/T637-1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件LSD2-JT GZD系列电力系统用直流电源柜免维护电池选用技术JB/T8456-1996 低压直流成套开关设备GB3859 半导体电力变流器DL/T5120-2000 小型电力工程直流系统设计规程YD/T99-1996 通信用阀控式密封铅酸蓄电池技术要求和检验方法IEC896-2 固定型铅酸蓄电池一般要求和试验方法DL/T5044-95 火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定SDJ9-1999 电测量及电能计量装置设计技术规程3. 环境条件3.1周围空气温度最高温度：38.7 ℃最低温度：0.1 ℃3.2环境相对湿度：日平均值：79～86 %(25℃)3.3 海拔高度： 4 m3.4 地震烈度：7 度（0.15g）3.5防护等级IP 30 级4. 工程概况及供货范围4.1工程概况电气主接线6 kV采用分段单母线，直流系统选用1组30Ah阀控式免维护铅酸蓄电池，配1套充电/浮充电装置，直流电压采用220V。
电力工程直流电源系统设计技术规程
电力工程直流电源系统设计技术规程【引言】本文档为电力工程中直流电源系统的设计技术规程，旨在规范直流电源系统的设计和建设，保证其安全可靠、高效运行。
【适用范围】适用于所有电力工程中涉及直流电源系统的设计，包括但不限于电力变电站、风电场、水电站等。
【术语和定义】1. 直流电源系统：由直流电源、直流配电设备、直流负载组成的供电系统。
2. 直流电源：将交流电转换为直流电的装置。
3. 直流配电设备：用于控制和分配直流电的设备，包括直流断路器、直流保护装置等。
4. 直流负载：直接使用直流电能的设备或系统。
【设计流程】1. 确定需求：根据电力工程的需求确定直流电源系统的类型、容量和其他特性。
2. 基础设计：根据需求确定直流电源系统的基础设计参数，包括工作电压、电流容量、电源类型等。
3. 细化设计：确定直流电源系统的具体设计方案，包括直流电源的选型、直流配电设备的布置等。
4. 设计校审：对直流电源系统的设计方案进行校审，确保设计符合相关标准和规范。
5. 设计报批：编制直流电源系统的设计报告，并提交相关部门审批。
6. 设计施工图纸：根据设计方案，编制直流电源系统的施工图纸。
7. 施工和调试：按照施工图纸进行施工和调试，确保直流电源系统的安装和运行正常。
8. 竣工验收：进行直流电源系统的竣工验收，确保设计和施工符合要求。
【设计要求】1. 安全可靠性要求：直流电源系统的设计应符合国家安全标准和相关规范，确保供电过程中不发生安全事故。
2. 高效运行要求：直流电源系统的设计应尽可能减小能量损耗，提高能源利用效率。
3. 环保要求：直流电源系统的设计应符合环境保护要求，减少对环境的污染。
4. 易维护性要求：直流电源系统的设计应考虑到日常运维和维护的便捷性。
【设计参数】1. 工作电压：根据需求确定直流电源系统的工作电压范围，一般为110V、220V、380V等。
2. 电流容量：根据需求确定直流电源系统的电流容量，一般以安培为单位。
直流开关电源的设计..
《电力电子技术课程设计》课程设计报告设计题目直流开关电源的设计学院班级姓名学号指导教师日期一、设计任务：直流开关电源的设计二、设计的主要技术指标及特点电路指标参数1、交流输入电压AC95~270V；2、直流输出电压15V；3、输出电流6A；4、输出纹波电压≤0.2V；5、输入电压在95~270V之间变化时，输出电压误差≤0.03V；三、设计的具体要求设计要求：（1）设计主电路，建议主电路为：整流部分是桥式二极管整流，大电容滤波，DC/DC部分采用半桥变换器，主功率管用MOSFET；（2）选择主电路所有图列元件，并给出清单；（3）设计MOSFET驱动电路及控制电路；（4）绘制装置总体电路原理图及PCB设计图（5）编制设计说明书、设计小结。
四、设计内容（一）、总体设计思路及框图1.1设计总体思路输入——EMC 等滤波——整流（也就一般的AC/DC 类似全桥整流模块）——DC/DC 模块（全桥式DC —AC —高频变压器—高频滤波器—DC,）——输出。
系统可以划分为变压器部分、整流滤波部分和DC-DC 变换部分，以及负载部分，其中整流滤波和DC-DC 变换器构成开关稳压电源。
整流电路是直流稳压电路电源的组成部分。
整流电路输出波形中含有较多的纹波成分，所以通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。
直流/直流转换电路,是整个开关稳压电源的核心部分。
1.2开关稳压电源的基本原理框图如图1-1所示：图1-1 开关稳压电源基本原理框图 （二）电路设计及原理分析 2.1、基本原理 开关稳压电源包括输入电路、有源调整、功率转换、输出电路、控制电路、频率振荡发生器六部分电路。
其中输入电路包含有低通滤波和整流环节。
交流电压经桥式整流和低通滤波后得到未稳压的直流电压Vi ，此电压送到有源调整电路进行功率因数校正，以提高功率因数，它的形式是保持输入电流与输入电压同相。
功率转换是由电子开关和高频变压器来完成，它把高功率因数的直流电压变换成受到控制的符合设计要求的高频方波脉冲电压。
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直流操作电源的设计要求
变配电所操作电源
直流操作电源的设计要求
1、直流系统的负荷
10kV及以下变电所的直流负荷可分为经常负荷、事故负荷及冲击负荷三大类。
经常负荷主要包括经常带电的继电器、信号灯、位置指示器及直流常明灯或其他常接入直流系统中的用电设备，一般可取1~2kW。
变电所的冲击负荷主要是断路器的合闸机构在断路器合闸时的短时冲击电流。
10kV及以下变配电所直流操作电源设计原则
供一级负荷的配电所或大型配电所，当装有电磁操动机构的断路器时，应采用220V或110V蓄电池组作为合、分闸直流操作电源；当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置作为合、分闸操作电源。
中型配电所当装有电磁操动机构的断路器时，合闸电源宜采用硅整流，分闸电源可采用小容量镉镍电池装置或电容储能。
对重要负荷供电时，合、分闸电源宜采用镉镍电池装置。
当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置或电容储能式硅整流装置作为合、分闸操作电源。
采用硅整流作为电磁操动机构合闸电源时，应校核该整流合闸电源能保证断路器在事故情况下可靠合闸
10kV及以下变电所直流系统及直流屏典型设计原则：
直流系统一般采用220V或110V电压。
接线方式采用单母线分段接线。
变电所蓄电池组一般不设端电池。
蓄电池组按GF型固定防酸隔爆式铅酸蓄电池进行编制。
蓄电池容量规格为200，300，400，500，600，800，1000Ah.蓄电池个数根据直流系统电压等级而定，对220V取104~107个，对110V取52~53个。
直流配电屏的操作和保护设备采用空气开关或刀开关和熔断器。
屏内母线为绝缘铜母线。
直流系统应能承受5~10kA的短路电流。
每段直流母线上均应设绝缘监察和电压监察装置。
直流信号馈线有中间继电器监视及信号灯监视两种接线。
采用自动空气开关时，馈线失电监视是利用自动空气开关的辅助触点和钮扣开关组成的信号系统来实现。
事故照明采用由直流母线直接供电，变电所一般无需装设事故切换装置。
直流配电屏和充电整流屏的结构采用封闭定型屏。
2、带电容储能装置的整流直流系统
带电容储能装置的整流直流系统在正常运行时，直流电源由硅整流器供给；当系统故障，即交流电源电压降低或消失时，由电容储能装置放电使保护跳闸。
优点是投资者，运行维护方便。
缺点是可靠性不如蓄电池。