一种配电网专用24V直流不间断电源的设计
高压直流电源系统-解决方案
按照丝印接线即可。柜体内有接地铜排，安装时需要良好接地。交流配电柜内若需要单 相开关时，请按三相四线制的接法引入中线。可参考高压直流系统操作手册等。
CPHV-400-200A-S 一体化系统标准配置：
名 称型
号
1 交流配电 S4-250A
2 直流开关模 DCB40A 块
3 配电监控模 CPHV-MC400A 块
4 系统监控模 CPHV-MS400A 块
5 整流模块 CPHV-400-25A
6 电池组接入 S3-250A 空开
说
明
四极交流空开+40KA 防
的冲击； IP21
木箱包装
单个整流柜 负载 50%以上
+20% -20%
回缩点,判断输出电 压
50％负责以上 10mA,1min 无闪落
对地 带软启动 LED 10 段，+3 LED
(YD/T 983-1998)A 级 储藏：-40℃～70℃ 储藏：95%（40±2℃）
以上时降额使用 模块（MM）
承受频率为 10～55H z、振幅为 0.35mm 的
285±5V
≤30A
≥95 %
0.2%
≤3 % 2000VAC/50Hz
10 无 LED 显示输出直流电 流
≤±10%
CAN2.0A EN55022 CLASS A
-20℃～45℃ ≤90%（40±2℃）
1500M
544X88X430
24V开关电源的几种保护电路
24V开关电源常用的几种保护电路1.防浪涌软启动电路24V开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。
在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。
上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。
2.过压、欠压及过热保护电路进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。
因此对输入电源的上限和下限要有所限制，为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。
温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。
根据有关资料分析表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％，温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6，为了避免功率器件过热造成损坏，在开关电源中亦需要设置过热保护电路。
3.缺相保护电路由于电网自身原因或电源输入接线不可靠，24V开关电源有时会出现缺相运行的情况，且掉相运行不易被及时发现。
当电源处于缺相运行时，整流桥某一臂无电流，而其它臂会严重过流造成损坏，同时使逆变器工作出现异常，因此必须对缺相进行保护。
检测电网缺相通常采用电流互感器或电子缺相检测电路。
由于电流互感器检测成本高、体积大，故开关电源中一般采用电子缺相保护电路。
图5是一个简单的电子缺相保护电路。
三相平衡时，R1～R3结点H电位很低，光耦合输出近似为零电平。
当缺相时，H点电位抬高，光耦输出高电平，经比较器进行比较，输出低电平，封锁驱动信号。
比较器的基准可调，以便调节缺相动作阈值。
该缺相保护适用于三相四线制，而不适用于三相三线制。
电路稍加变动，亦可用高电平封锁PWM信号。
单相在线式不间断电源的设计方案
单相在线式不间断电源的设计方案引言：随着科技的发展和人们对电力供应可靠性的要求越来越高，不间断电源（Uninterruptible Power Supply，简称UPS）在现代生活中扮演着重要的角色。
单相在线式不间断电源是一种常见的UPS类型，它能够在电网电源中断时提供稳定的交流电源输出，保障电气设备的正常运行。
本文将针对单相在线式不间断电源的设计方案进行详细介绍。
一、设计目标：在进行单相在线式不间断电源的设计时，需要明确设计目标。
通常的设计目标包括：输出电压稳定性高、响应时间短、转换效率高、体积小巧、成本低廉等。
二、基本原理：单相在线式不间断电源的基本原理是将输入交流电源转换为直流电源，然后再将直流电源转换为输出交流电源。
其主要由输入滤波器、整流器、电池组、逆变器和输出滤波器等部分组成。
1. 输入滤波器：输入滤波器用于滤除输入电源中的高频噪声和干扰，保证后续电路的正常工作。
2. 整流器：整流器将输入的交流电源转换为直流电源，并通过充电电路为电池组充电。
整流器的设计应考虑到转换效率和功率因数的问题。
3. 电池组：电池组是单相在线式不间断电源的重要组成部分，它能够在电网电源中断时提供稳定的电力输出。
电池组的选择应考虑到容量、工作温度范围和寿命等因素。
4. 逆变器：逆变器将直流电源转换为输出的交流电源，保证输出电压的稳定性和波形质量。
逆变器的设计应考虑到转换效率和输出电压稳定性等因素。
5. 输出滤波器：输出滤波器用于滤除逆变器输出的高频噪声和干扰，保证输出电源的质量。
三、具体设计方案：基于以上基本原理，下面给出一种单相在线式不间断电源的具体设计方案。
1. 输入滤波器：采用LC滤波器结构，通过合理的选取电感和电容参数，实现对输入电源的滤波和干扰抑制。
2. 整流器：采用交流整流桥式整流电路，通过控制整流桥的导通和截止，将交流电源转换为直流电源。
为了提高转换效率，可以采用功率因数校正（Power Factor Correction，简称PFC）技术。
核电厂直流和交流不间断电源系统的介绍
核电厂直流和交流不间断电源系统的介绍摘要:本文以方家山核电项目作为参考,描述了核电厂中电气直流和交流不间断电源(UPS)系统的结构组成和系统运行,同时讲述了直流系统主要设备——蓄电池、充电器和直流配电柜以及交流不间断电源(UPS)系统主要设备——逆变器的功能特性。
同时对主要设备的调试内容做了介绍,从而确保核电厂安全、可靠、稳定运行。
关键词:直流系统、交流不间断电源(UPS)系统、充电器、逆变器核电厂的直流系统作为操作电源,是断路器的分闸、合闸回路,继电保护装置的操作回路、控制回路、信号回路和保护回路的工作电源,是核电厂厂用电系统的最重要组成部分。
220V交流不间断电源(UPS)系统是核电厂计算机、通信系统以及安全保护重要设备必需的一种不间断、高可靠、高性能的电源。
直流系统和交流不间断电源(UPS)系统对保证核反应堆的安全运行有着至关重要的作用,为了满足单一故障准则,核安全级的直流和交流不间断电源系统需要冗余,电气上隔离,实体上分隔。
1直流和UPS系统的运行1.1直流系统的运行方式在核电厂中,直流系统的电压可以分为24V、48V、110V和220V四种等级,其中某些系统为核安全级,对其中的设备有严格要求,必须按照RCC-E标准进行设计制造和试验。
方家山核电工程的直流系统接线方式采用单母线分段形式,包括两台充电器和一组蓄电池,母联开关将母线分为A和B两段,A段母线上连接有一台充电器、一组蓄电池和蓄电池试验回路;B段母线连接有另一台充电器、微机绝缘监测仪以及馈线回路。
正常运行时,由B段母线上的充电器向直流负荷供电,同时向蓄电池组浮充电,该充电器能提供最大持续负荷电流,同时维持蓄电池组端电压不变。
当运行的该台充电器发生故障时,就地手动切换到A段母线上的充电器,切换期间由蓄电池组为负荷进行供电,为了提高供电的可靠性,两台充电器允许并联运行,中间不设机械闭锁。
两台充电器的上游进线电源取自不同的380V母线段。
弱电工程供配电及UPS不间断电源设计方案
供配电系统概述1、根据机房的供电制式，采用TN-S三相五线制线供电制式。
2、本机房外进市电由甲方统一协调实施，本设计只涉及机房内各子单元设备描述。
3、机房进线为两路市电，用五芯电缆从变压室引至，引到机房后统一接入市电配电柜双电源自动切换开关（ATS）320A/4P，给空调、消防、新风、照明、插座等提供动力和模块化UPS以保障电源可靠性的要求，最大限度满足机房计算机设备对供电电源质量的要求，UPS 不间断电源给服务器、监控、门禁等供电。
4、市电配电柜均使用国产通用柜体，柜体采用坚固的材料及一流的制作工艺制成，要符合高度安全、结构合理的要求，在安装、维护、正常使用中，均可在前面板进行操作、接线、维护，保证操作人员的安全。
空气开关使用施耐德或ABB 的支持热插拔自动空气开关，所选用开关大小需满足主机房及后期扩容的预留机房用电需求。
配电柜均采用自动空气开关控制，设过负荷及短路保护，并设有电压、电流的检测指示，同时具有独立的零地汇流排。
电线电缆敷设，配管配槽空调输入电缆、UPS输入输出电缆，根据设备荷载配置电缆并考虑一定的容量。
机房电源列头柜至所在冷池每台服务器机柜电源电缆选用ZR-RVV3*6mm2线缆，机房的机柜全部采用双电源供电，每个机柜设置为两个PDU 电源。
在机柜端分别接输入：32A，输出（12*10A通用孔+4*16A国标孔+2*C13防脱孔，共18位），共58路，每一路在配电柜中都有单独开关控制。
采用钢制线槽。
电线管、金属线槽均可靠接地。
全部电缆均需符合设备功率要求配置，并采用阻燃电缆。
墙插座布置在墙壁设置足够的市电插座以满足维修设备、吸尘器等使用，要求均匀布置，由配电柜的空开控制，由市电电源供电。
照明系统机房区域：照度500LX，其他区域：照度>300LX。
铝合金亚光面板格栅灯。
应急照明：应急照明保证人员做应急处理和能安全快捷地沿通道向出口或应急出口疏散。
照度50LX，按照度要求选出部分灯具作为应急照明，应急照明灯采用UPS供电。
基于软开关的24V开关电源的设计与仿真
叭
重降低 了效率． 而采 用 软 开 关 不 对称 半 桥 可 以 降低
开关 损耗 ， 通过 提 高开关 频率来 减 小变 压器 的体 积． 此外 ， 开关不 对 称半桥 还能 减小 线路 的电磁干 扰 ． 软 软开 关不 对称 半桥 利用 寄生 电容 和变压 器 漏感 谐振
］构 卜图 惺撤 Ｌ 控源 制整 电体 路结 ｒ电 ＿ 一 联
、 ｚ ＼Ｓ
图 ２ 全 桥 整 流 滤 波 电 路
当Ｓ 与 Ｓ 导通 时 ， ｗ 电压 为正 半周 ， Ｖ 对 Ｄ 、 Ｖ 加正 向电压 ， Ｄ Ｖ 导通 ， Ｄ Ｖ 、 Ｄ 电路 中构成 ｗ。 、
Ｖ Ｕ。Ｖ Ｄ 、 、 Ｄ 回路 ， Ｌ。 形成上 正下 负 的半 波整 在 ，上
２ 电 压 （ １ ． ４Ｖ 图 ）
流 电压 ； Ｓ 当 。与 Ｓ 导 通 时 ， 。 ｗ。电压 为 负 半 周 ， 对
Ｖ 、Ｄ Ｄ。Ｖ 加正 向电压 ， Ｄ。Ｖ Ｖ 、 Ｄ。 导通 ， 电路 中构 成
Ｗ。ＶＤ。 Ｕ。Ｖ 回路 ， Ｕ。 、 、 、Ｄ 在 上形 成上 正下 负 的另 外半 波整 流 电压 ． 出电压 由原 边上 正下 负 的正 输
３ ０Ｖ 的直流 电压 加 在半 桥 变换 器 上 ， 脉 宽 调 制 ０ 用 电路 产 生 的 Ｐ ＷＭ 波 去 驱 动 功 率 Ｍ０Ｓ Ｅ 开 关 ＦＴ
管 ， 功 率变压 器 的次级 得 到准方 波 电压 ， 经 过整 在 再 流滤 波及 反 馈 控 制 后 可 在 输 出端 得 到 稳 定 的 直 流
●Ｊ
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乙
１ ２ １ 开 关 电 源 总体 结构 ４Ｖ／ Ａ ２
２ １ 开关 电源包 括 主电路 、 动 电路 、 ４ｖ／ ２Ａ 驱 控 制 电路 、 护 电路 、 助 电路 等 部 分 ＿ ． 入 ２ ０Ｖ 保 辅 ３输 ］ ２
交直流一体化电源系统
GQH-T交直流一体化电源系统产品简介：GQH-T交直流一体化电源系统是泰昂能源推出的将交流电源（AC）、直流操作电源（DC）、电力专用交流不间断电源（UPS）和电力专用逆变电源（INV）、通信用直流变换电源（DC-DC）等变电站站用电源一体化设计、一体化配置、一体化监控的电源系统。
系统概述：GQH-T交直流一体化电源系统是泰昂能源推出的将交流电源（AC）、直流操作电源（DC）、电力专用交流不间断电源（UPS）和电力专用逆变电源（INV）、通信用直流变换电源（DC-DC）等变电站站用电源一体化设计、一体化配置、一体化监控的电源系统。
该系统对站用电源进行全面整合：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；通过一体化监控模块将站用电源各子系统通信网络化，实现站用电源信息共享，建立数字化电源软件平台；通过将站用电源所有开关智能模块化，集中功能分散化，实现模块外无二次接线，无跨屏二次电缆，建立数字化电源硬件平台；一体化监控模块通过以太网接口、IEC61850规约与上位机系统通信，使站用电源系统成为开放式系统。
适用范围：A、数字化变电站/绿色变电站/智能化变电站/程序化变电站；B、6kV~1000 kV各种电压等级常规变电站。
应用价值1、实现电源网络化、智能化，一体化程度更高实现在一个平台上对整个电站电源的交与直流系统、逆变电源系统、通信进行监控，解决由不同供应商提供的各独立电源通信规约兼容等问题，提高系统网络化、智能化程度。
A、各子系统智能设备通过通信网络接入一体化监控器，一体化监控器1个通信口、一种规约接入综自/调度系统；B、可以在一个位置实时查看各子系统的电量、开关状态、事件信息等，可修改系统参数、运行方式、遥控开关，实现站用电源“四遥”功能；C、统一的信息共享平台，可以提高电源综合自动化应用水平，进行电源协调联动、状态检修等深层次开发应用。
2、电源更加安全可靠一次、二次设备均采用成熟可靠技术，其本身没有任何技术风险，通过一体设计可以有效避免电源的安全隐患。
ups系统方案
目录1、UPS不间断电源部分 (2)1.1、系统组成 (2)1.2、核心机房UPS主机及电池系统设计 (3)1.3、先控UPS主机参数 (5)2、先控模块化UPS的优势： (6)3、方案总结： (8)4、先控模块化UPS部分业绩： (8)1、UPS不间断电源部分信息化机房楼是各个业务部门的数据运行和应用的关键部门。
机房内运行的信息化设备和大楼内安防系统设备需要7*24小时不间断工作。
一旦遭遇断电等不可抗因素，将会带来巨大的无法弥补的损失。
UPS系统可以在断电后为信息化机房楼内的弱电系统提供一定时间的供电，保证机房内信息化设备和安防系统设备持续运行。
1.1系统组成模块化UPS电源系统由主要由系统机柜、静态开关模块、系统监控模块和1到多个功率模块（含整流器、逆变器、充电、功率校正及相关的电路）并联组成UPS主机，另外加电池组成整个UPS电源系统。
如下边两个图所示：1.2核心机房UPS主机及电池系统设计a)UPS主机配置方案核心机房UPS系统设计采用双路市电供电，每路UPS主机采用模块化双重并联双总线供电技术，因为每台模块主机本身已经有冗余，每套“1+1”系统本身又是并机使用，最后再汇集到系统双总线。
核心机房UPS主机供电方式示意图如下：图错误!文档中没有指定样式的文字。
-1核心机房UPS不间断电源供电方式示意图核心机房UPS系统电气原理设计图如下：图错误!文档中没有指定样式的文字。
-2核心机房UPS不间断电源系统电气原理图核心机房耗电按照320KW，UPS输出功率因数按照0.8来考虑，则320KW/0.8=400KVA，前期先使用一套500KVA的模块化UPS做N+X供电，后期再增加一套500KVA的系统，构成2N双母线结构，对于IDC机房总体采用2台500KVAUPS，完全满足用户的负载需求，并保留了一部分余量。
方案说明：●正常情况下，USP输出正常工作，来给服务器提供双电源输入。
每路母线中的两台UPS均分负载。
化工装置仪表不间断电源设计概述
在自动化系统不断取得新突破的今天，化工企业的装置自动化控制水平日益提升，不间断电源（即系统设计中常见的UPS）是自动化控制系统的电源，能够让自动控制系统长时间保持稳定运行。
但是在实际的化工企业装置仪表电源设计工作中可以发现，很多电源设计并未能实现“不间断”的目标，不利于化工企业仪表装置的长期稳定运行。
为了解决这一问题，我们有必要对本课题进行深入的研究。
一、化工装置仪表供电系统化工装置仪表供电系统在整个系统的自动化运行中扮演着重要的角色，具有突出的重要性和复杂性，一般来说其主要由仪表电源设备、用电设备、配电柜及连接电缆等组成。
1.仪表电源设备（1）交流静止型在线式UPS工作原理化工企业的装置中常见的不间断供电系统大同小异，主要由隔离变压器、整流器、逆变器、蓄电池组等电器元件组成。
交流静止型在线式UPS工作原理可以理解为:正常运行中，主电源通过整流器向逆变器提供直流电，而后再给负载提供交流电，在这个过程中整流器又会给蓄电池组供电。
在主电源出现问题不能继续供电时，电流从蓄电池组出发经逆变器传导到负载完成供电。
蓄电池的电量释放完毕或者是逆变器出现故障的时候，可利用静态开关切换到旁路供电。
（2）交流静止型在线式UPS的优点第一，输出电源和市电完全没有任何关系，且质量稳定、供电性能可靠，在市电发生停电、浪涌、电压变化、频率变化的时候，能够为仪表装置提供稳定的电能。
第二，不间断电源的锁相同步工作电路让逆变器输出和旁路保持一致，这样一来即使逆变器发生损坏，也能无缝切换到旁路继续供能。
第三，整流器输出的直流电具有精度高、波纹系数小等特点，能够让电池的使用年限得到延长。
2.仪表用电设备（1）仪表用电设备的分类化工装置仪表用电设备可以大致分成控制系统、现场仪表、仪表辅助设备这三种。
其中控制系统又包括控制站、网络交换机、操作员站、工程师站、服务器、I／O模块、安全栅、继电器等。
2）现场仪表指现场各类过程检测仪表和执行元件。
南网公司《变电站一体化直流电源系统技术规范》
阀控式密封铅酸蓄电池
标称电压（V）
2
6
12
运行中的电压偏差值
±0.05
±0.15
±0.3
开路电压最大最小电压差值
0.03
0.04
0.06
10h放电终止电压值
1.80
5.40
10.80
d)2V蓄电池在环境温度20℃～25℃时的浮充运行寿命为10～12年。
一体化电源设备
将交流站用电源（AC）、直流操作电源（DC）、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）组合为一体，共享直流操作电源的蓄电池组，并统一集中监控的成套设备。
该组合方式是以直流操作电源为核心，直流操作电源与上述任何一种电源及一种以上电源所构成的组合体，均称为一体化电源设备。
5.2.1.4极柱端子结构：蓄电池极柱端子设计应方便运行维护过程中的蓄电池电压、内阻测量以及蓄电池间连接条紧固，并应具有防止在运行过程发生因误碰等原因造成的蓄电池极柱间短路的措施。
5.2.1.5安全阀动作：蓄电池在使用期间安全阀应自动开启闭合，闭阀压力应在1kPa～10kPa范围内，开阀压力应在10kPa～49kPa范围内。
从交流不间断电源输出异常或超出允差范围起，到完成由逆变输出切换至旁路输出或由旁路输出切换至逆变输出的时间间隔。
14
基本
交流输入电压：323～456V
交流输入频率：49～51Hz
交流输入电压不对称度：≤5％
功率因数：>0.9
输入2-19次各次谐波电流含有率：<30%
直流额定电压：25V、50V、115V、230V
通信用直流变换电源
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一种配电网专用24V直流不间断电源的设计
1 引言
在变电站中，直流电源对变电站的二次设备以及变电站的实时通信非常重要。
如果直流电源不可靠，会导致继电保护失灵，造成停电面积扩大，也使得通信出错，以致发生更大的事故，为此，要求其有较高的可靠性。
通常，采用储能电容或蓄电池作后备电源，并且直接作为直流输出，但输出电能质量不高，而且电池管理复杂。
因此，本文采用带蓄电池的开关电源提高电源的可靠性，同时输出电能质量高，满足通信的要求。
一般情况下，蓄电池的管理是一件非常复杂的工作，该系统采用PIC16C73 单片机来实现电池管理，管理方案简单可靠。
2 24V 直流不间断电源系统
24V 配电网专用不间断电源系统示意图如图1 所示。
图1 变电站配电网专用24V 直流电源系统示意图
2.1 电源系统的性能指标
两路交流输入90～130V；
可以用于变电站小型直流电机启动；
输出直流24±0.03V；
实时检测电池工作参数，远程监控；
负载电流3A 时备用时间≥10h；
可以远程，现场实现电池管理操作；
工作温度范围－40℃～＋80℃。
2.2 电源系统的各个模快。