【正文】 的可靠性，并為此提高適當(dāng)提高電池組的容量和增加數(shù)量，普遍采用單母線接線方式，提高了工程造價。 直流操作電源的歷史根據(jù)構(gòu)成方式的不同，在發(fā)電廠和變電站中應(yīng)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(jīng)隔離整流后，取得直流電為控制負荷供電的電源系統(tǒng)。1956年以后，發(fā)電廠和變電站的建設(shè)規(guī)模增大。蓄電池組型式，在七十年代以前發(fā)電廠和變電站中應(yīng)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。1996年以后，隨著高電壓、大功率開關(guān)器件和高頻變換控制技術(shù)的成熟，高頻開關(guān)整流裝置以其模塊化結(jié)構(gòu)、N+1(2)并聯(lián)冗余配置、維護簡單快捷、技術(shù)指標和自動化程度高的優(yōu)點，得到迅速的推廣和普及。高頻整流模塊將交流電變換為直流電，經(jīng)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(jīng)直流配電饋電單元給直流負載提供正常工作電源。同時監(jiān)控模塊時刻顯示、處理配電監(jiān)控電路上傳的數(shù)據(jù)。圖24 整流模塊波形變換圖在PWM變換技術(shù)中：Uo = D * Ui,其中： D = Ton / Ts = Ton / ( Ton + Toff )D：占空比；Ts：開關(guān)管工作周期；Ton：開關(guān)管導(dǎo)通時間；Toff：開關(guān)管關(guān)斷時間。這種均流技術(shù)的優(yōu)點體現(xiàn)在兩個方面：第一、均流不平衡度小，不超過177。 工作頻率的選擇整流模塊的工作頻率fs是指模塊主回路開關(guān)器件的開關(guān)頻率，也就是前面談到的開關(guān)管工作周期Ts的倒數(shù)，即fs=1/Ts，它與主開關(guān)回路逆變輸出（高頻變壓器原邊）的脈沖電壓波頻率相等，是高頻變壓器二次整流脈沖電壓波頻率的一半。直流系統(tǒng)是正負極對浮空的，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)一點接地（正負極直接接地或?qū)Φ亟^緣降低）時，雖能正常的工作，但當(dāng)出現(xiàn)第二點接地時，則可能造成信號裝置、控制回路和繼電保護裝置誤動作，甚至造成直流正負極短路，從而引發(fā)嚴重的電力事故。b) 專供動力負荷的直流系統(tǒng)標稱電壓宜采用220V。 蓄電池組數(shù)：a) 設(shè)有主控制室的發(fā)電廠，當(dāng)機組總?cè)萘繛?00MW及以上時，應(yīng)裝設(shè)2組蓄電池。 整流器組數(shù)：a) 1組蓄電池的直流系統(tǒng)，宜配置1組整流器，也可以配置2組相同容量的整流器。b) 充電裝置直流輸出回路、蓄電池組出口回路和蓄電池組試驗放電回路，裝設(shè)熔斷器或直流斷路器保護。g) 對裝設(shè)硅降壓裝置的系統(tǒng)，當(dāng)降壓硅堆故障時，應(yīng)發(fā)出報警信號到微機監(jiān)控單元。b) 不與電力系統(tǒng)連接的孤立發(fā)電廠，廠用交流電源事故停電時間按2h計算。b) 系統(tǒng)設(shè)置硅降壓裝置、采用單只2V、6V或12V的閥控式鉛酸蓄電池組。 充電裝置額定輸出電流選擇充電裝置的額定輸出電流選擇應(yīng)滿足下列條件：a) 有初充電要求的蓄電池， I10～：Ir＝ I10～(A)b) 滿足蓄電池浮充電時，輸出電流為蓄電池自放電電流與經(jīng)常負荷電流之和：Ir＝＋Ijc(A)c) 滿足蓄電池均衡充電時，輸出電流為蓄電池限流充電電流與經(jīng)常負荷電流之和：Ir＝( I10～)＋Ijc(A)注：當(dāng)蓄電池脫開直流母線進行均衡充電時，可不計入經(jīng)常負荷電流。 硅堆降壓裝置的每級調(diào)節(jié)電壓值按不大于直流系統(tǒng)標稱電壓值的5％來確定：對于220V系統(tǒng)，硅堆降壓裝置的每級調(diào)節(jié)電壓值一般可取10V；對于110V系統(tǒng)，硅堆降壓裝置的每級調(diào)節(jié)電壓值一般可取5V。對于直流斷路器還應(yīng)按事故放電初期(1min)放電電流校驗保護動作的時間。 直流屏柜可按模數(shù)分隔成多個功能單元，各自相對獨立。該系統(tǒng)方案的閥控式鉛酸蓄電池組宜選擇10103或104只(110V系統(tǒng)宜選擇51或52只)。正常運行時，一組充電裝置工作，另一組備用，充電裝置經(jīng)動力直流母線對蓄電池充電，同時經(jīng)硅降壓裝置向控制直流母線提供經(jīng)常負荷電流，蓄電池的浮充或均充電壓即為動力直流母線正常的輸出電壓，從動力直流母線經(jīng)硅降壓裝置取得控制直流母線正常的輸出電壓。該系統(tǒng)方案的閥控式鉛酸蓄電池組宜選擇108只(110V系統(tǒng)宜選擇53或54只)。該系統(tǒng)方案的閥控式鉛酸蓄電池組宜選擇10103或104只(110V系統(tǒng)宜選擇51或52只)。該系統(tǒng)方案的閥控式鉛酸蓄電池組宜選擇10103或104只(110V系統(tǒng)宜選擇51或52只)。該系統(tǒng)方案的閥控式鉛酸蓄電池組宜選擇10103或104只(110V系統(tǒng)宜選擇51或52只)。該系統(tǒng)方案的閥控式鉛酸蓄電池組宜選擇10103或104只(110V系統(tǒng)宜選擇51或52只)。該系統(tǒng)方案的閥控式鉛酸蓄電池組宜選擇108只(110V系統(tǒng)宜選擇53或54只)。方案五：PZ61/□121A□/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。附表一：直流系統(tǒng)就地和遠方監(jiān)控I/O內(nèi)容回路I/O名稱直流屏柜直流系統(tǒng)微機監(jiān)控裝置發(fā)電廠和變電所監(jiān)控系統(tǒng)模擬量開關(guān)量模擬量開關(guān)量模擬量開關(guān)量充電裝置整流器電壓√√◇整流器電流√√◇交流電源電壓◇◇◇交流輸入空開狀態(tài)√√◇交流輸入空開跳閘√√◇交流輸入防雷器失效√√◇交流電源故障√√√整流模塊異?！獭獭陶髌鬏敵鲩_關(guān)狀態(tài)◇◇◇整流器熔斷器熔斷或斷路器跳閘√√√蓄電池組 電池組電壓√√√電池組電流√√√電池組環(huán)境溫度◇◇◇電池組輸出開關(guān)狀態(tài)◇◇◇電池組熔斷器熔斷或斷路器跳閘√√√電池組充電電壓異?！獭獭讨绷髂妇€及饋線直流母線電壓√√√直流母線電壓異常√√√直流母線接地√√√絕緣監(jiān)測儀異?！蟆蟆竽妇€調(diào)壓裝置異常√√√母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)狀態(tài)◇◇◇直流饋線開關(guān)狀態(tài)◇◇◇直流饋線斷路器跳閘或熔斷器熔斷√√√直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置交流電源告警√√整流模塊告警√√蓄電池組告警√√直流母線告警√√直流饋線告警√√通信失敗告警√√監(jiān)控裝置異常√√注：表中“√”表示該項應(yīng)列入；表中“◇”表示該項有條件時或需要時可列入。當(dāng)上下級瞬時保護配合系數(shù)不滿足要求時，可提高上一級直流斷路器的額定電流，但應(yīng)進行靈敏系數(shù)計算，防止斷路器拒動；或降低下一級直流斷路器的瞬動電流倍數(shù)。b) 額定電流應(yīng)大于回路的最大工作電流。 蓄電池巡檢裝置 直流系統(tǒng)不推薦裝設(shè)對電池組單只電池的電壓進行在線監(jiān)測的巡檢裝置。f) 滿載效率：≥92％。b) 。b) 2組蓄電池的直流系統(tǒng)，對于控制負荷每組按全部負荷統(tǒng)計；對于動力負荷宜平均分配到兩組蓄電池，其中直流事故照明負荷，每組應(yīng)按全部負荷的60％（變電所和有保安電源的發(fā)電廠可按100％）統(tǒng)計；事故后恢復(fù)供電的斷路器合閘沖擊負荷按隨機負荷考慮。c) 充電裝置的整流模塊在交流輸入電壓過高或過低、直流輸出過壓或過流及溫度過高保護時，應(yīng)發(fā)出報警信號到微機監(jiān)控單元。 每組蓄電池均應(yīng)設(shè)置專用的試驗放電回路。i) 直流輸電換流站，站用蓄電池可裝設(shè)2組，極用蓄電池每極可裝設(shè)2組。c) 事故放電運行情況下，%。2） 直流漏電流原理：采用磁調(diào)制有源直流微電流傳感器，饋電支路正負極穿過傳感器的正常負荷電流大小相等、方向相反，在傳感器中的合成直流電磁場為零，其二次輸出也為零；當(dāng)支路回路的正負極存在接地電阻時，就會感應(yīng)產(chǎn)生漏電流，并且在傳感器中合成漏電流磁場，其二次輸出就直接反映接地漏電流的大小，結(jié)合母線絕緣檢測不平衡電橋電路的對地電壓測量數(shù)據(jù)，可以計算出支路對地的絕緣電阻值，從而判斷出直流饋電支路的接地故障。調(diào)壓控制電路通過檢測蓄電池組輸出或動力母線的電壓，與設(shè)定的各級繼電器的動作電壓比較，放大后來驅(qū)動適當(dāng)?shù)睦^電器動作，使控制直流母線的電壓保持在一定的范圍內(nèi)；在自動控制電路故障的時，還可以通過手動調(diào)節(jié)開關(guān)實現(xiàn)控制母線電壓的手動調(diào)節(jié)。在模塊啟動的開始階段，軟啟控制信號先起作用，使輸出的PWM驅(qū)動脈沖的脈寬從零緩慢展開，輸出電壓緩慢升高，電壓反饋信號也緩慢升高，而反饋控制信號緩慢下降；當(dāng)反饋控制信號低于軟啟控制信號后，軟啟過程完成，反饋控制信號起作用，進入正常的閉環(huán)調(diào)節(jié)狀態(tài)，達到輸出電壓的穩(wěn)定。其工作原理是每個模塊內(nèi)部都有輸出電流采樣電路，該電路以相同的比例放大倍數(shù)，將輸出電流的采樣信號轉(zhuǎn)化為成比例的采樣電壓。直流輸出的電壓、電流反饋信號與給定的電壓、電流值進行PID運算、調(diào)節(jié)，輸出誤差放大信號，該信號與PWM控制芯片產(chǎn)生的振蕩三角波進行比較，實現(xiàn)驅(qū)動高頻逆變電路開關(guān)管導(dǎo)通的控制脈沖的寬度可調(diào)，達到穩(wěn)定輸出電壓、電流的目的。同時監(jiān)控模塊可通過人機對話操作方式對系統(tǒng)進行運行參數(shù)的設(shè)置和運行狀態(tài)的控制，還可以通過RS485或RS232通信口接入電站監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對電源系統(tǒng)的遠程監(jiān)控。目前，這種直流專用空氣開關(guān)在直流系統(tǒng)中已普遍的應(yīng)用，并開發(fā)出具有三段式選擇性保護功能的直流空氣開關(guān)產(chǎn)品。1995年以后，隨著高頻開關(guān)型整流裝置的普及，考慮到整流模塊的N+1(2)冗余配置和較短的修復(fù)時間，大量采用一組蓄電池配置一組充電裝置的方式。對于220KV及以下電壓等級的變電站，一般裝設(shè)由一組蓄電池組構(gòu)成的直流操作電源；對于容量較大和500KV以上的大型變電站，則裝設(shè)由兩組蓄電池組構(gòu)成的直流操作電源；對于220KV的變電站，2002年國家電力公司要求全部裝設(shè)兩組蓄電池組?，F(xiàn)在《DL/T 50442004 電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程〉中：正常運行時，它給與保護電源并接的足夠大容量的電容器組充電，使其處于荷電狀態(tài)；當(dāng)電站發(fā)生事故時，電容器組繼續(xù)向繼電保護裝置和斷路器跳閘回路供電，保證繼電保護裝置可靠動作，斷路器可靠跳閘。這是引進了當(dāng)時蘇聯(lián)的設(shè)計技術(shù)，在所有新建和擴建的發(fā)電廠和變電站中，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。七十年代以后，開始應(yīng)用半封閉的固定防酸式鉛酸蓄電池，并逐步得到普遍采用。目前，這種高頻開關(guān)型整流裝置已成為市場的主角，未來幾年不會有新的整流裝置替代。硅堆降壓單元：根據(jù)蓄電池組輸出電壓的變化自動調(diào)節(jié)串入降壓硅堆（串連二極管）的數(shù)量，使直流控制母線的電壓穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)。3） 系統(tǒng)工作能量流向：系統(tǒng)工作時的能量流向如圖22所示。 軟開關(guān)技術(shù)對于高頻整流模塊，發(fā)展方向為高功率密度、高效率、小體積、高可靠性，同時要有很好的EMC措施。3﹪。提高開關(guān)頻率，可以減小感性器件的體積，使整流模塊的體積更小、功率密度更大，也可在一定程度上提高輸出穩(wěn)定精度。因此直流系統(tǒng)對地應(yīng)有良好的絕緣，必須對其進行實時的在線監(jiān)測，當(dāng)某一點出現(xiàn)接地故障時，立即發(fā)出告警信號，提醒運行人員查找并排除接地故障，從而杜絕直流系統(tǒng)接地可能引起的事故。c) 對控制負荷與動力負荷合并供電的直流系統(tǒng)標稱電壓宜采用220V。其它情況下可裝設(shè)1組蓄電池。b) 2組蓄電池的直流系統(tǒng)，宜配置2組整流器，也可以配置3組相同容量的整流器。c) 直流饋電回路裝設(shè)直流斷路器保護。h) 對裝設(shè)電池巡檢裝置的系統(tǒng)，當(dāng)單體電池電壓過高或過低及蓄電池開路或短路時，應(yīng)發(fā)出報警信號到微機監(jiān)控單元。c) 直流輸電換流站，全站交流電源事故停電時間按2h計算。 蓄電池容量選擇計算計算方法參見DL/T50442004《電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》。式中：Ir充電裝置輸出額定電流；I10鉛酸蓄電池10h放電率放電電流；Ijc直流系統(tǒng)的經(jīng)常負荷電流。 。l 蓄電池試驗放電回路：（I10）選擇。操作設(shè)備布置在中間位置，測量表計布置在上方位置。方案二：PZ61/□111B□/220(110)直流系統(tǒng)由1組蓄電池、1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108只(110V系統(tǒng)宜選擇53或54只)。方案十一：PZ61/□222A□/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。方案十五：PZ61/□232A□/