充電裝置的工作原理

1、直流系統(tǒng)講解1直流系統(tǒng)接線方案方案一：單母線不分段，單組電池，有降壓裝置，適用于110kv 以下變電站系統(tǒng)方案二：單母線分段，單組電池，無降壓裝置，適用于110kv 以下變電站系統(tǒng)方案三：雙母線分段，雙組電池，無降壓裝置，適用于500kv 以下變電站系統(tǒng)2充電模塊工作原理：眾所周知， 用于變電站和發(fā)電廠的直流電源系統(tǒng)，作為斷路器合閘電源、繼電器保護裝置電源和操作電源，要求其可靠性高，性能穩(wěn)定。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，對供電質(zhì)量的要求越來越高，為保證電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化，對直流電源系統(tǒng)提出了更高的要求。為了更好地選用和用好電力系統(tǒng)中的直流操作電源系統(tǒng)，現(xiàn)將晶閘管相控電

2、源直流系統(tǒng)與高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)作一比較。2.1 相控電源是指采用晶閘管作為整流器件的電源系統(tǒng)，其原理是交流輸入電壓經(jīng)工頻變壓器降壓，然后采用晶閘管進行整流。并通過移相控制以保持輸出電壓的穩(wěn)定。2.2 高頻開關(guān)電源先將輸入的工頻交流電經(jīng)整流濾波后得到直流電壓，再通過功率變換器變換成高頻脈沖電壓，經(jīng)高頻變壓器和整流濾波電路最后轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流輸出電壓。因其采用脈沖寬度調(diào)制（pwm）電路來控制大功率開關(guān)器件（功率晶體管、mos 管、 igbt 等）的導通和截止時間，故可以得到很高的穩(wěn)壓和穩(wěn)流精度及很短的動態(tài)響應(yīng)時間。高頻開關(guān)電源內(nèi)部還應(yīng)用了軟開關(guān)技術(shù)和無源功率因數(shù)校正（pfc）技術(shù)，所以開機浪涌基

3、本消除，功率因數(shù)大幅提高。三相交流電源經(jīng)過emi 濾波器輸入到整流電路，將交流整流為脈動的直流輸出，通過無源功率因數(shù)校下（pfc ）電路，將脈動的直流轉(zhuǎn)換為平直的直流電源，dc ac高頻逆變器將直流轉(zhuǎn)換為高頻交流電源，通過高頻整流電路將高頻的ac轉(zhuǎn)換為高頻脈動的直流，此直流通過高頻濾波輸出。其中 dc ac高頻變換電路在脈寬調(diào)制（pwm ）電路的控制下，通過調(diào)整變換電路的脈沖寬度，以實現(xiàn)電壓調(diào)整（包括穩(wěn)壓和電壓整定）。整個充電模塊在微機系統(tǒng)的監(jiān)控下工作，包括模塊的保護、電壓調(diào)整等， 同時微機實現(xiàn)將充電模塊的運行數(shù)據(jù)上報到監(jiān)控模塊和接受監(jiān)控模塊的控制命令。2.3 技術(shù)性能比較高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)

4、與晶閘管直流系統(tǒng)的技術(shù)性能對照如表1 所列。2.4 供電可靠性比較1）晶閘管相控電源采用硅堆調(diào)壓，響應(yīng)速度慢，反應(yīng)時間為幾十ms，輸入電壓突變時在輸出端會產(chǎn)生沖擊，容易燒壞二次設(shè)備。高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)采用無級調(diào)壓方式，響應(yīng)速度快，輸入電壓突變時，模塊在200s 內(nèi)調(diào)整完成，過沖小于5。2）晶閘管相控電源采用硅堆調(diào)壓，一般610v 為一級降壓，因而輸出最少有35v的誤差。而高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)采用無級調(diào)壓方式，輸出電壓穩(wěn)定，輸出精度高；降壓范圍大，輸入電壓可到320v，可降壓 100v；當輸入電壓低到180v 仍能夠輸出穩(wěn)定的220v。3）晶閘管相控充電裝置發(fā)生故障時，必須將整臺充電裝置退出運

5、行，然后進行維護和檢修，降低了系統(tǒng)的可靠性。高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)由于采用模塊化結(jié)構(gòu)和n 1 備份方式，使系統(tǒng)的可靠性得到大大提高，并為系統(tǒng)擴容提供了極大方便。當運行的電源系統(tǒng)中某一整流模塊出現(xiàn)故障時，該模塊自動退出，其它模塊繼續(xù)均衡工作，對系統(tǒng)供電不產(chǎn)生影響，且模塊可以帶電插拔。當用戶需要擴展電源系統(tǒng)容量時，只需增加整流模塊即可以實現(xiàn)。4）高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)能夠滿足更多變化的系統(tǒng)運行方式，徹底解決了人們長期以來對直流系統(tǒng)的種種顧慮。2.5 對蓄電池壽命影響的比較發(fā)電廠和變電站的直流系統(tǒng)目前主要使用的是鎳鎘蓄電池或閥控式蓄電池，這 2 種蓄電池對充電設(shè)備的要求較高。高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)對蓄電池

6、壽命的影響比晶閘管直流電源系統(tǒng)要小， 這是因為晶閘管直流電源系統(tǒng)輸出紋波大，輸出電壓含有的交流成分較大，影響了蓄電池的使用壽命，而高頻開關(guān)電源由于輸出紋波小、輸出穩(wěn)定， 再加智能化管理能延長電池的使用壽命。2.6 效益比較高頻開關(guān)電源的設(shè)備容量和運行成本比相控電源要低得多。如果直流電源系統(tǒng)的負載功率為p， 若 采用相控電源， 其功率因數(shù)為0.7，效率為 70，則需輸入功率為p1=p0/(0.7 0.7)=2.041p 若采用 高頻開關(guān)電源功率因數(shù)為0.92，效率為94，則需輸入功率為p 2=p0/(0.92 0.94)=1.156p 顯然，采用高頻開關(guān)電源比相控電源節(jié)省了電力增容投資。對于負載

7、為50a 的 220v 直流電源系統(tǒng)來說，負載功率p=220v 50a=11kw 。電價按0.5 元/kw h 計算，不考慮無功損耗，則采用高頻開關(guān)電源相對于相控電源而言，每年節(jié)省的電費為0.5 11 8760(1/0.71/0.94)=17573.3 元另外， 智能化的特點也能節(jié)省很多維護費用，所以， 高頻開關(guān)電源的經(jīng)濟效益是顯而易見的。2.7 結(jié)語高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)的技術(shù)性能、可靠性、 所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益以及系統(tǒng)構(gòu)造都遠遠優(yōu)于晶閘管相控直流系統(tǒng)，必將成為電力行業(yè)直流電源的主流換代產(chǎn)品。高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，將使我國電力行業(yè)直流電源系統(tǒng)設(shè)備跨入一個全新的時代。3. 絕緣監(jiān)測裝置原理說明國內(nèi)目前直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置的直流選線原理主要分為兩類；一類是交流低頻疊加信號原理，該原理是采用平衡橋檢測到母線正負對地電壓發(fā)生偏移時，啟動交流低頻信號（頻率一般為1015hz，電壓幅值一般為15v）注入到直流系統(tǒng)正負對地間， 通過各支路上所裝交流互感器檢測交流電流信號，然后根據(jù)歐姆定律計算出接地電阻，從而達到選線目的。此種原理須向直流系統(tǒng)注入交流信號，對直流系統(tǒng)有一定的干擾，此外，由于對地電容