【正文】 開關(guān)電源控制，充電速度更快，效率更高。70年代以后，單元制發(fā)電廠隨著機(jī)組容量的增大而普及。這時(shí)，由于引進(jìn)了當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)技術(shù)，在所有新建和擴(kuò)建的發(fā)電廠和變電所中，都采用了220V、帶端電池的蓄電池組，并根據(jù)工程規(guī)模的大小，采用單母線或雙母線接線。這是一種簡易的直流控制電源。　蓄電池組構(gòu)成的直流控制電源由蓄電池組、充電裝置及直流屏等設(shè)備構(gòu)成，應(yīng)用于各種類型的發(fā)電廠和變電所中，是一種在各種正常和事故情況下都能保持可靠供電的電源系統(tǒng)或者說是一種直流不停電電源系統(tǒng)。在編寫的過程中由于時(shí)間倉促，水平有限，書中難免有錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，懇請讀者指正。特別是對于高電壓和可靠性要求較高的電力設(shè)備，直流電源幾乎是唯一可供選擇的控制電源。經(jīng)過長期不懈的努力，電力控制技術(shù)日臻完善，目前也達(dá)到十分先進(jìn)可靠的程度。電力控制必須具備安全可靠的控制電源。屬于直流電源的有蓄電池電源和交流整流電源。編寫：王偉、謝春揚(yáng)、譚杰、趙應(yīng)龍校對：鄧茜、楊海濤審核：王道龍 廣州拓威訊科技發(fā)展有限公司教材編寫組 二〇〇七年七月目 錄第一章 直流系統(tǒng)概述…………………………………………………… 3 直流控制電源 直流控制電源的發(fā)展 對直流控制電源的基本要求 直流電源安全隱患與防范措施 充電裝置性能指標(biāo)不合格 蓄電池容量下降第二章 直流系統(tǒng)充電裝置的原理與發(fā)展方向………………………… 62．1 直流系統(tǒng)充電裝置分類2．2 高頻開關(guān)電源工作原理2．2．1 高頻開關(guān)電源的組成2．2．2通常簡稱為直流控制電源系統(tǒng)或直流系統(tǒng)。在我國110KV、35KV、10KV終端變電站，以及廠用6KV配電系統(tǒng)在有些采用了蓄電池直流屏和硅整流電容儲(chǔ)能直流屏作為操作、控制以及保護(hù)的電源。1984年以后，隨著歐美設(shè)計(jì)技術(shù)的引進(jìn)，以及發(fā)電廠和變電所建設(shè)規(guī)模不斷增大，在直流控制電源系統(tǒng)的應(yīng)用上，又開始普遍采用單母線接線和不帶端電池的蓄電池組，對控制負(fù)荷，則推行采用110V電壓。在單元制發(fā)電廠中，直流控制電源系統(tǒng)，按單元配置，70年代到80年代初期，一般是一個(gè)單元配置一組220V蓄電池組構(gòu)成的一套控制電源。 對直流控制電源的基本要求在發(fā)電廠和變電所中，直流控制包括電氣和熱工系統(tǒng)的控制、信號、保護(hù)、自動(dòng)裝置和某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這些都是保證發(fā)電廠和變電所正常、安全運(yùn)行的極為重要的負(fù)荷。可見，直流控制電源系統(tǒng)兼有直流保安電源的功能，其工作的可靠性是極為重要的。因此，就其可靠性而言，還沒有其他電源裝置可以替代。直流配電系統(tǒng)應(yīng)簡化接線，輻射供電?！⌒铍姵厝萘肯陆翟陔娏χ绷飨到y(tǒng)中，蓄電池作為備用電源在系統(tǒng)中起著極其重要的作用。閥控式鉛酸蓄電池在使用中普遍采用長期浮充電方式工作，由于電池組中各電池內(nèi)在性能的差異及使用環(huán)境的影響，經(jīng)過一段時(shí)間后，部分電池會(huì)因過充、欠充、活性物質(zhì)脫落、柵板腐蝕、硫化等，造成容量下降或失效，從而嚴(yán)重影響了電池的使用，危及直流系統(tǒng)的安全運(yùn)行。第二章　直流系統(tǒng)充電裝置的原理與發(fā)展方向 直流系統(tǒng)充電裝置分類無論是蓄電池組構(gòu)成的直流控制電源還是電容儲(chǔ)能式直流控制電源都離不開充電裝置，在直流系統(tǒng)中承擔(dān)對蓄電池組充電和/或浮充電任務(wù)的整流裝置即為充電裝置，充電裝置根據(jù)其工作原理的不同可分類以下三類：高頻開關(guān)電源模塊型充電裝置高頻開關(guān)電源即采用半導(dǎo)體功率器件作為開關(guān)，將一種電源形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形態(tài)的電源。輸出整流與濾波：根據(jù)負(fù)載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。 開關(guān)控制穩(wěn)壓原理 開關(guān)K以一定的時(shí)間間隔重復(fù)地接通和斷開，在開關(guān)K接通時(shí)，輸入電源E通過開關(guān)K和濾波電路提供給負(fù)載RL，在整個(gè)開關(guān)接通期間，電源E向負(fù)載提供能量；當(dāng)開關(guān)K斷開時(shí)，輸入電源E便中斷了能量的提供。在AB間的電壓平均值EAB可用下式表示： EAB=TON/T*E式中TON為開關(guān)每次接通的時(shí)間，T為開關(guān)通斷的工作周期（即開關(guān)接通時(shí)間TON和關(guān)斷時(shí)間TOFF之和）。 脈沖頻率調(diào)制（Pulse Frequency Modulation,縮寫為PFM） 導(dǎo)通脈沖寬度恒定，通過改變開關(guān)工作頻率來改變占空比的方式?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向，是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué)，向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡虼嗽诹甏推呤甏?，大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。在七十年代到八十年代，隨著變頻調(diào)速裝置的普及，大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管（GTR）和門極可關(guān)斷晶閘管（GT0）成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合，出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世，導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展，而后絕緣門極雙極晶體管（IGBT）的出現(xiàn)，又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機(jī)遇。　充電裝置的發(fā)展趨勢在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中，開關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。 高頻化理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高，促使許多原來采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化，帶來顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益，更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。實(shí)際上，由于頻率的不斷提高，致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重，對器件造成更大的電應(yīng)力（表現(xiàn)為過電壓、過電流毛刺）。由此可見，模塊化的目的不僅在于使用方便，縮小整機(jī)體積，更重要的是取消傳統(tǒng)連線，把寄生參數(shù)降到最小，從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低，提高系統(tǒng)的可靠性。在六、七十年代，電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。其次這些電源不能（或少）對電網(wǎng)產(chǎn)生污染，國際電工委員會(huì)（IEC）對此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，如IEC55IEC91IECl000等?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)是開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)?？偠灾?，電力電子及開關(guān)電源技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展，新技術(shù)的出現(xiàn)又會(huì)使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代，還會(huì)開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。直流電源綜合特性測試儀也將主要是針對高頻開關(guān)電源的測試。 充電裝置 charging unit承擔(dān)對蓄電池組充電和/或浮充電任務(wù)的一種整流裝置。 浮充電 floating charge以浮充電壓值對蓄電池進(jìn)行的恒壓充電。 紋波系數(shù) ripple factor紋波有效值系數(shù)和紋波峰值系數(shù)統(tǒng)稱為紋波系數(shù)。 紋波峰值系數(shù) peakripple factor脈動(dòng)量紋波峰谷間差值（包括噪聲）與直流分量絕對值之比。 直流額定電流 direct rated current用充電裝置直流額定電流表示。；（B） 充電電流≥30A時(shí)，其整定誤差不超過177。 限壓特性和限流特性限壓特性：充電裝置在恒流充電狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，當(dāng)輸出直流電壓超過限壓整定值時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)限制其輸出電壓的增加；限流特性：充電裝置在穩(wěn)壓狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，當(dāng)對蓄電池的充電電流超過電池的限流整定值時(shí)，或者當(dāng)輸出直流電流超過充電裝置的總限流整定值時(shí)，應(yīng)能立即進(jìn)入限流狀態(tài)，自動(dòng)限制其輸出電流的增加。表1 穩(wěn)壓精度、穩(wěn)流精度及紋波系數(shù)充電裝置類型穩(wěn)壓精度穩(wěn)流精度紋波系數(shù)紋波有效值系數(shù)紋波峰值系數(shù)高頻開關(guān)電源型177。2%1%2%交流補(bǔ)償型177。2%2%4%表2 充電電壓及電流調(diào)節(jié)范圍直流系統(tǒng)標(biāo)稱電壓V蓄電池類別恒流充電浮充電均衡充電電壓 調(diào)節(jié)范圍 充電電流調(diào)節(jié)范圍電壓 調(diào)節(jié)范圍負(fù)荷電流 調(diào)節(jié)范圍電壓 調(diào)節(jié)范圍負(fù)荷電流調(diào)節(jié)范圍110或220閥控式 鉛酸蓄電池(90%~120%)Un(20~100%)In　(95%~115%)Un　　　　(0~100%)In　　　　(105%~120%)Un(0~100%)In防酸式 鉛酸蓄電池(90%~135%)Un(95%~115%)Un(105%~135%)Un鎘鎳 堿性蓄電池(90%~135%)Un(95%~115%)Un(105%~135%)Un48閥控式 鉛酸蓄電池36V~60V48V~52V48V~52V防酸式 鉛酸蓄電池40V~72V48V~52V48V~72V鎘鎳 堿性蓄電池40V~72V48V~52V48V~72V24閥控式 鉛酸蓄電池18V~30V24V~26V24V~26V防酸式