【正文】 7。從而實現半導體開關器件在開關轉換過程中，沒有電壓或電流的振蕩過程，幾乎沒有電壓和電流的有效重疊（如圖25中的軟開關模式波形），很大程度上減少了開關損耗和EMI噪聲。圖24 整流模塊波形變換圖在PWM變換技術中：Uo = D * Ui,其中： D = Ton / Ts = Ton / ( Ton + Toff )D：占空比；Ts：開關管工作周期；Ton：開關管導通時間；Toff：開關管關斷時間。6） 輸出高頻整流：采用快恢復二極管，將高頻交流脈沖波變換為高頻脈動直流電。同時監(jiān)控模塊時刻顯示、處理配電監(jiān)控電路上傳的數據。當集中監(jiān)控模塊故障退去的情況下，該模塊仍能按預先設定的浮充電壓值繼續(xù)對蓄電池組充電。高頻整流模塊將交流電變換為直流電，經保護電器(熔斷器或斷路器)輸出，一面給蓄電池組充電，一面經直流配電饋電單元給直流負載提供正常工作電源。當前這種具有支路巡檢功能絕緣監(jiān)測裝置得到普遍的應用，技術的發(fā)展圍繞支路巡檢功能展開，早期全部采用低頻疊加原理，目前以直流漏電流原理為主，兩種原理各有優(yōu)缺點。1996年以后，隨著高電壓、大功率開關器件和高頻變換控制技術的成熟，高頻開關整流裝置以其模塊化結構、N+1(2)并聯冗余配置、維護簡單快捷、技術指標和自動化程度高的優(yōu)點，得到迅速的推廣和普及。對于充電裝置，在七十年代以前，主要是用電動直流發(fā)電機組作充電器；七十年代開始應用整流裝置，并逐漸取代了電動發(fā)電機組，得到普遍的應用。蓄電池組型式，在七十年代以前發(fā)電廠和變電站中應用的都是開啟式鉛酸蓄電池，使用的容量逐漸增加，單組額定容量達到了1400～1600Ah。在單元制發(fā)電廠中，直流操作電源系統(tǒng)按單元配置。1956年以后，發(fā)電廠和變電站的建設規(guī)模增大。以上電容儲能式和復式整流式直流操作電源系統(tǒng)，在六、七十年代有較多的應用，八十年代以后，由于小型鎘鎳堿性蓄電池和閥控式鉛酸蓄電池的應用，這種操作電源在發(fā)電廠和變電站中已不再采用。 直流操作電源的歷史根據構成方式的不同，在發(fā)電廠和變電站中應用的有以下幾種直流操作電源：1） 電容儲能式直流操作電源：是一種用交流廠（站）用電源經隔離整流后，取得直流電為控制負荷供電的電源系統(tǒng)。3） 蓄電池組直流操作電源：由蓄電池組和充電裝置構成。六十年代以前，國內設計的發(fā)電廠采用主控制室方式。這一發(fā)展過程表明，隨著大機組、超高壓工程的發(fā)展，人們更加關注的是直流操作電源的可靠性，并為此提高適當提高電池組的容量和增加數量，普遍采用單母線接線方式，提高了工程造價。雖然提高蓄電池的壽命是一重要課題，但在提高壽命方面國內的技術進展不大，一般的閥控式鉛酸蓄電池在5～10年之間，低的只有3～5年；目前國外的技術一般可以做到10～15年，高的達到18～20年。（核電的配置方式不一樣）作為充電器的整流裝置，多年來在不斷的發(fā)展改進，七十年代是分立元件控制的晶閘管整流裝置，可靠性和穩(wěn)定性較差，技術指標偏低。上述的絕緣監(jiān)測裝置，在直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，只能確定哪一極接地，而不能確定哪一條供電支路接地，在運行維護中查找接地點非常麻煩，并且存在監(jiān)測死區(qū)。2. 高頻開關直流操作電源系統(tǒng)的構成和原理 直流系統(tǒng)的構成高頻開關直流操作電源系統(tǒng)是由交流配電單元、高頻開關整流模塊、蓄電池組、硅堆降壓單元、電池巡檢裝置、絕緣監(jiān)測裝置、充電監(jiān)控單元、配電監(jiān)控單元和集中監(jiān)控模塊等部分組成。電池巡檢裝置：實時在線監(jiān)測蓄電池組的單體電壓，當單體電池的電壓超過設定的告警電壓值時，發(fā)出單體電壓異常信號。另外，監(jiān)控模塊通過對采集數據的分析和判斷，能自動完成對蓄電池組充電的均浮充轉換和溫度補償控制，以保證電池的正常充電，最大限度地延長電池的使用壽命。4） 高頻逆變：采用MOSFET或IGBT開關器件，將輸入直流電變換為脈沖寬度可調的高頻交流脈沖波。 脈寬調制（PWM）控制PWM（Pulse Width Modulation）控制是高頻開關電源普遍采用一種技術，由控制電路產生的控制脈沖驅動高頻逆變電路中的開關管周期導通，將直流電變換成寬度可調的高頻方波，再經整流平滑為直流電輸出。在開關的過程中，半導體開關器件會呈現變阻抗的特性，同時開通和關斷狀態(tài)的轉化時是有持續(xù)的時間存在（如圖25中的硬開關模式波形）。多模塊并機時，各模塊的輸出電流采樣電壓通過并機均流總線CS連接在一起，進行比較后取并聯模塊的最大的采樣電壓作為并機均流總線的基準電壓Vbus。在高頻開關整流模塊中，常見的軟啟動有輸入軟啟動和輸出軟啟動之分。 輸出限流和短路保護高頻開關整流模塊一般具有直流輸出限流和短路保護的功能：輸出限流保護：通過采樣直流輸出電流值，把其同設定的最大輸出電流值（即限流值）進行比較。 硅堆降壓裝置的工作原理對于閥控式鉛酸蓄電池組的個數選擇大于104只(110V系統(tǒng)大于52只)的直流系統(tǒng)，由于在對蓄電池進行均衡充電時，與蓄電池組并聯的直流母線電壓超出控制直流負荷電壓不大于＋10％的要求，因此需要這樣一個降壓裝置把直流母線的電壓調節(jié)到控制直流負荷要求的范圍內。硅堆監(jiān)視電路與各級降壓硅堆相并聯，如果串入線路中的某個二極管出現PN結開路的情況，監(jiān)視電路將自動使該PN結所在的這一節(jié)硅堆并聯的繼電器器閉鎖，其常閉觸點閉合，使得該節(jié)硅堆被短接旁路，實現控制母線不間斷供電。因此，如果直流系統(tǒng)出現接地故障時，對接地故障點的查找只能采用逐路斷開各饋電支路，順著支路逐級查找儀確定接地故障點。這一技術無需在直流母線上疊加任何信號，對直流系統(tǒng)不會產生任何不良影響，檢測精度不受直流系統(tǒng)對地分布電容的影響，且靈敏度高，巡檢速度快。b) 專供動力負荷的直流系統(tǒng)，％。 蓄電池組 蓄電池型式：a) 大型和中型發(fā)電廠、220kV及以上變電所和直流輸電換流站采用防酸式鉛酸蓄電池或閥控式鉛酸蓄電池。e) 容量為600MW級機組的發(fā)電廠，每臺機組應裝設3組蓄電池，其中2組對控制負荷供電，另1組對動力負荷供電。j) 110kV及以下變電所宜裝設1組蓄電池，對于重要的110kV變電所也可裝設2組蓄電池。兩段直流母線切換過程中允許兩組蓄電池短時并聯運行。試驗放電設備應經隔離和保護電器直接與蓄電池組出口回路并聯。 測量a) 直流系統(tǒng)在直流屏柜上應裝設以下測量表計：l 充電裝置輸出回路和蓄電池組出口回路的直流電流表。d) 充電裝置直流輸出回路和蓄電池組出口回路的熔斷器熔斷或斷路器跳閘時，應發(fā)出報警信號到微機監(jiān)控單元。l 信號報警：直流系統(tǒng)中各設備產生的報警信號應上傳到監(jiān)控單元，監(jiān)控裝置可實時地顯示當前的告警內容。c) 兩各直流系統(tǒng)間為緊急備用而設有聯絡線時，各系統(tǒng)的蓄電池組仍按各自所連接的負荷考慮，不因互連而增加負荷數量的統(tǒng)計。4. 直流系統(tǒng)的設備選擇 蓄電池組 蓄電池的個數選擇a) 不設置硅降壓裝置的系統(tǒng)，：N＝／Uf分別校驗均衡充電時NUj≤，事故放電末期NUm≥。 蓄電池放電終止電壓單體蓄電池的放電終止電壓值應根據直流系統(tǒng)中蓄電池組出口端電壓允許的最低電壓值和蓄電池的個數來確定。％。g) 功率因數：≥。b) 2組蓄電池配置2小1大不同容量的充電裝置，其整流模塊選擇計算方法如下：N1＝(＋Ijc)／Ime＋1N2＝〔( I10～)＋Ijc〕／Ime＋1式中：N1小容量充電裝置高頻開關整流模塊個數；N2大容量充電裝置高頻開關整流模塊個數；I10鉛酸蓄電池10h放電率放電電流；Ijc直流系統(tǒng)的經常負荷電流；Ime單個整流模塊的額定電流。具體工程可按用戶要求裝設，每組蓄電池裝設1套。 閃光電源裝置閃光電源裝置可根據具體工程需要選擇裝設，裝置的數量按母線的段數進行設置，即每段直流母線裝設1套閃光電源裝置。各回路設備的額定電流按下列要求選擇：l 充電裝置交流輸入回路：。l 直流電動機回路：應按電動機的額定電流選擇。l 當上下級斷路器安裝位置較近，短路電流相差不大，引起短路瞬時保護誤動作時，上一級應選用具有短路短延時保護功能的直流斷路器。 直流屏柜內主母線及其相應回路，應滿足直流母線出口短路時的動穩(wěn)定要求。附表二：鉛酸蓄電池個數選擇系統(tǒng)標稱電壓(V)單只電池電壓(V)電池個數浮充電壓(V)浮充時母線電壓(V)均充電壓(V)均充時母線電壓(％)放電終止電壓(V)母線最低電壓(％)2202106107103104102103108(*)63436(*)121718(*)1102525351525153(*)54(*)61718(*)129(*)482232423236812424212121264128注: (*)標注的蓄電池系統(tǒng)應裝設硅降壓裝置。正常運行時，充電裝置經充電直流母線對蓄電池充電，同時向兩段直流母線提供經常負荷電流，蓄電池的浮充或均充電壓即為直流母線正常的輸出電壓。正常運行時，一組充電裝置工作，另一組備用，充電裝置經直流母線對蓄電池充電，同時提供經常負荷電流，蓄電池的浮充或均充電壓即為直流母線正常的輸出電壓。方案八：PZ61/□122A□/220(110)直流系統(tǒng)由1組蓄電池、2組整流器組成，直流母線為單母線分段接線。方案十：PZ61/□122C□/220(110)直流系統(tǒng)由1組蓄電池、2組整流器組成，直流母線為單母線分段接線。方案十二：PZ61/□222B□/220(110)直流系統(tǒng)由2組蓄電池、2組整流器組成，直流母線為兩段單母線接線。方案十四：PZ61/□222D□/220(110)直流系統(tǒng)由2組蓄電池、2組整流器組成，直流母線為兩段單母線接線。方案十六：PZ61/□232B□/220(110)直流系統(tǒng)由2組蓄電池、3組整流器組成，直流母線為兩段單母線接線。方案十八：PZ61/□232D□/220(110)直流系統(tǒng)由2組蓄電池、3組整流器組成，直流母線為兩段單母線接線。為防止兩組蓄電池長期并聯運行，兩段直流母線之間不裝設聯絡開關。該系統(tǒng)方案任一母線段的充電裝置故障時，均可投入第三組備用充電裝置繼續(xù)正常運行；當任一母線段的蓄電池組需要核對性充放電試驗時，均可將母聯開關合上，由另一母線段的充電裝置和蓄電池組給整個系統(tǒng)供電，母聯開關具有防止兩組蓄電池并聯的機械閉鎖措施；第一、二組充電裝置經雙投開關可投到充電母線或輸出母線上，運行方式靈活。該系統(tǒng)方案任一母線段的充電裝置故障時，均可投入第三組備用充電裝置繼續(xù)正常運行；當任一母線段的蓄電池組需要核對性充放電試驗時，均可將母聯開關合上，由另一母線段的充電裝置和蓄電池組給整個系統(tǒng)供電；第一、二組充電裝置經雙投開關可投到充電母線或輸出母線上，運行方式靈活。該系統(tǒng)方案任一母線段的充電裝置故障或蓄電池組需要核對性充放電試驗時，均可將母聯開關合上，由另一母線段的充電裝置和蓄電池組給整個系統(tǒng)供電，母聯開關具有防止兩組蓄電池并聯的機械閉鎖措施。該系統(tǒng)方案任一母線段的充電裝置故障或蓄電池組需要核對性充放電試驗時，均可將母聯開關合上，由另一母線段的充電裝置和蓄電池組給整個系統(tǒng)供電，母聯回路具有防止兩組蓄電池并聯的二極管止逆措施。該系統(tǒng)方案的任一段直流母線故障時，均可將環(huán)形供電的負載倒至正常母線段。該系統(tǒng)方案的任一段直流母線故障時，均可將環(huán)形供電的負載倒至正常母線段。方案六：PZ61/□121B□/220(110)直流系統(tǒng)由1組蓄電池、2組整流器組成，直流母線為單母線接線。該系統(tǒng)方案的閥控式鉛酸蓄電池組宜選擇10