直流电源系统的运行及维护

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1、高频开关直流电源系统运行及维护山东鲁能智能技术有限公司SHANDONGLUNENGINTELLIGENCETECHNOLOGYCO.,LTD.2009-8-04一、直流电源系统概述1、直流电源系统的重要作用：直流电源设备是电力系统发电厂、变（配）电站重要的控制、信号、动力电源，它在电力系统的安全运行中起着重要的作用。随着变电站自动化程度的不断提高，许多重要的数据都要求即时安全可靠的处理和存储；各种用电设备（包括继电保护及自动装置、断路器分合闸、载波通信、事故照明等）的工作都离不开可靠的直流电源。在系统发生故障，站用电中断的

2、情况下，如果直流电源系统不能可靠的为工作设备提供直流工作电源，将会产生不可估计的损失。因此，有人把直流设备比喻为变电站的心脏。2、我国电源技术的发展我国电源技术的发展起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电源技术已经进入现代电力电子时代。硅整流时代：在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了一股各

3、地大办硅整流器厂的热潮，目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。逆变器时代：七十年代出现了世界范围的能源危机，交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。在七十年代到八十年代，随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。变频器时代进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世，导致了中小功率电源向高频化发展，

4、而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现，又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世，是传统的电源向现代电力电子转化的标志。据统计，到1995年底，功率MOSFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率，使其性能更加完善可靠，而且使现代电子技术不断向高频化发展，为用电设备的高效节材节能，实现小型轻量化，机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。二、直流电源设备的选择及配置直流系统电压等级的

5、选择：国内发电厂及变电站较广泛采用220V和110V两种电压等级。大中型变电站采用220V或110V，而小型无人值守变电站多采用110V。220V和110V在技术、经济上各有优劣，应根据具体情况通过比较确定。变电站直流电源系统的安全运行，离不开运行及检修人员平时对直流设备的巡视检查、运行维护、缺陷及异常处理等日常工作。但首先取决于前期的方案设计、设备选型、设备配置、方案优化等工作。下面介绍几个关键点：110V系统：对于控制负荷，一般电流较小，宜采用110V。特别是中、小型变电所，无电动机负荷，加上目前断路器均采用液压或弹簧操

6、动机构，合闸电流只有约2A～5A，供电距离较短，主要是控制负荷，更有条件采用110V。优点如下：110V直流系统要求绝缘水平较低，从而提高了运行的安全性。110V系统直流网络较小，接地几率相对220V的直流网络要小，提高了控制系统的可靠性。110V蓄电池个数少，占地面积小，比用220V的安装和维护工作简单。当采用微机保护和计算机监控系统时，110V继电器或断路器辅助触点断开时的干扰电压幅值下降，可提高设备工作的可靠性。通常220V中间继电器或断路器跳、合闸线圈的匝数多、导线细，容易断线和出现较高的电流突变量、产生高频过电压或

7、振荡，这对计算机弱电回路是很危险的，故采用110V系统较为有利。220V系统：动力负荷的功率一般较大，供电距离较长，采用110V电压时，电缆截面较大，投资增加，通过技术经济比较，采用220V较好。a.220V直流电源对中小容量发电厂及变电站的事故照明比较有利，接线简单。因为通常我国照明电压采用220V，如果使用110V直流系统事故照明备用电源时，需要采用逆变装置或其它办法来解决事故照明的供电问题，较为复杂。110V控制回路电缆截面较220V大。特别在大型发电厂的变电站，超高压配电装置面积大，距离控制室又远，采用110V直流时

8、控制电缆截面大约是220V的4倍，往往还不能满足要求。这使得选择8mm2以下控制电缆较困难，有时要选用多根电缆芯并联，给回路监视带来困难，同时还要增加控制电缆投资。因此，宜采用220V系统。48V系统：弱电控制和弱电信号接线系统，如微机监控系统、载波通信等，一般都是功率小，电流也小，所以，