变电站直流系统在线监测系统的设计与实现

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1、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字El期：年月日致谢本论文是在我的导师王玮教授的悉心指导下完成的，王玮教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。导师渊博的学识、严谨的治学态度、忘我投入的工作作风使我受益非浅。特向王老师表示衷心的感谢

2、和深深的敬意。马峰高工对于我的科研工作和论文在现场层面给出了许多的指导和宝贵意见，在此表示衷心的感谢。同时，我还要感谢协助我完成工作的直流系统设备厂的技术人员，由于有他们的支持，系统才能有机的形成一个总体，也感谢与我一同努力工作的同事，有了他们的支持，我才能顺利进行全局的调试。我还要感谢一直默默支持我的家人，他们的理解和支持使我能够专心完成论文。引言1引言1．1变电站直流系统在线监控系统的意义电力系统中的直流电源部分由蓄电池组、充电设备、直流屏等设备组成。它的作用是：正常时为变电站内的断路器提供合闸直流电源，故障时，当厂、站用电中断的情况下为继电保护及自动装置、断

3、路器跳闸与合闸、载波通信等提供工作电源。它的正常与否直接影响着电力系统的安全可靠运行n】【引。随着电力系统的不断发展，无人值班的变电站越来越多，目前llOkV变电站大多实现了无人值守，不久之后，220kV乃至更高电压等级的变电站也会成为无人值守站。而站多且分布分散，道路又较远、维护人员少，显然无法保证按期按量完成巡查，并在异常或故障时得不到及时处理。这样无人值守站内直流系统设备的维护、检查及操作就非常不便，虽然调度中心可以通过远动通道获取变电站运行情况的实时信息，但对于直流设备部分只能得到少量的重要信息(如：充电机交流电源故障、充电机故障、直流绝缘接地、直流电源电

4、压异常这些遥信量，控制母电压等遥测量)。不能反映直流系统运行的详细信息，特别是不能发现直流系统刚刚开始出现异常运行的情况，只有到长期的异常运行发展为故障时才上传至调度中心，而此时事故已经扩大。如果能在异常现象刚出现时就及时发现并处理，就可以避免异常情况扩大。所以对无人值班变电站内直流设备进行在线监控是行之有效的方法。利用站内的光纤把各个变电站的直流设备信息上传到调度中心(监控中心)，供相关人员查询同时在调度中心(监控中心)也可以向各站发送控制命令。这样，维护人员不但可以在调度中心对直流设备进行远方监控，还可以及时发现设备运行的不正常状态，从而及时地处理，不待其发展

5、演变成事故。所以直流监控系统的建立，可以节省人力物力，提高工作效率。1．2国内外研究的现状目前，国外在线监测技术开展的比较普遍，同时对电池的监测也有不少在线监测方法在实行，基本实现了直流站管理的自动化，实现了从定期检修到状态检修的转变b1。国内情况发展则相对比较晚一些，虽然各电源厂家根据时代的需要已经做了一些工作，但在电池方面目前还没有一个完整的解决方法，各站基本只实现了遥测和遥信的部分在线监控。基本部还在定期计划检修的状态。在新的形势下北京交通人学专业硕士学位论文为了实现从计划检修到状态检修的目标，全面的在线监测技术是当前必须要解决的问题M。1．3本文研究的主要

6、内容变电站直流系统一般由充电屏、馈线屏、馈线分屏和电池屏以及监控模块组成。电力系统使用的直流电源以前主要使用的是相控电源，它的纹波、高次谐波干扰大，效率低及体积庞大，监控系统不完善，难以满足综合自动化及无人值守变电站或发电厂的要求。另外，由于阀控式密封铅酸蓄电池内阻较小，一般为零点几到一点几毫欧，在带负载浮充电运行时，太大的纹波，在纹波的峰值对蓄电池有较大明显的充电，在纹波的谷值时蓄电池对负载有较大明显的放电，蓄电池长期在这种较大的脉动充放电工作，会加速蓄电池老化过程，减小蓄电池的使用寿命璐1。所以电力系统使用的直流电源已大部分采用高频开关电源，相控电源作为被淘汰

7、产品也有部分在使用。高频开关电源具有稳压、稳流精度高、体积小、重量轻、效率高、输出纹波及谐波失真小、自动化程度高等优点，在邮电、电力、航空航天、计算机及家电等领域已逐步取代相控电源，电力部规划设计院已大力推广并使用高频开关电源。监控模块在电力操作高频开关电源系统中对充电模块、充电柜、馈电柜、电池监测仪以及绝缘监测仪等下级智能设备实施数据采集并加以显示；也可根据系统的各种设置数据进行报警处理、历史数据管理等动作；同时能对处理的结果加以判断，根据不同的情况实行电池管理、输出控制和故障回叫等操作，最后，监控模块还可以实现与后台机的通讯。监控模块一般通过RS．485通讯口

8、将各充电模