变电站直流系统用高可靠性充电电源模块

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1、《电气自动化)2014年第36卷第1期电力系统及其自动化PowerSystem＆Automation变电站直流系统用高可靠性充电电源模块黎治福，金鹊(遵义长征电器开关设备有限责任公司，贵州遵义563000)摘要：针对某无人值守智能变电站设计了一种高可靠性和高性能的充电电源模块。采用在中小功率得到广泛应用的LLC谐振变换器作为功率拓扑，具有变换效率高和供电质量高的优点。详细地给出了方案的设计过程，并且从蓄电池充电策略和故障保护等方面提出了提高电源可靠性的若干策略。最后完成了样机制作，实验结果验证了设计的可行性和准确性。关键词：变电站；直流

2、系统；充电电源；LLC谐振变换器；可靠性DOI：10．3969／j·issn．1000—3886．2014．01．034[中图分类号]TM46[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2014)01—0097—02ChargingPowerSupplyModulewithHighReliabilityUsedinDCPowerSystemofSubstationLIZhi．fu．JINQue(ChangzhengElectricalSwitchingEquipmentCo．，Ltd．，ZunyiGuizhou563000，Chin

3、a)Abstract：Akindofchargingpowersupplymodulewithhighreliabilityforanon—attendantintelligentsubstationisdesigned．LLCresonantconve~erwithmediumandsmallpowerischosenasthemainpowertopologyforitsadvantagesofhighconversionefficiencyandpowersupplyquality．Thedesignprocessispresen

4、tedindetailandseveralschemesonimprovingthereliabilityarealsoproposed，suchas，chargingschemeofthebatteryarrayandfailureprotection．Finally，prototypeissetupandtheexperimentalresultverifiesthefeasibilityandaccuracyoftheproposeddesignmethod．Keywords：substation；DCpowersystem；ch

5、argingpowersupply；LLCresonantconvener；reliability0引言1．1主电路拓扑及工作原理直流系统的可靠性是保障变电站安全运行的决定性条件之本方案的主电路拓扑结构如图2所示，该拓扑由前端三相不”一控整流和后端DC／DC变换器两部分构成。其中，DC／DC变换器。目前变电站直流系统主要采用高频开关直流电源系统，拓扑采用的是在中小功率场合得到广泛应用的LLC谐振变换其核心组成是充电电源和蓄电池组。充电电源由充电电源模块、器-51。其中DC／DC变换器部分的主要工作波形如图3所示。交流配电、直流馈电、配电

6、监控、监控模块、绝缘检测仪、电池监测仪等组成。蓄电池组则是利用蓄电池单体串联形成大容量的储该拓扑的基本三直相流能设备。蓄电池是直流系统的心脏，对蓄电池进行科学的维护是工作原理为：tl—t2：输输入出直流系统的核心工作。本文针对某无人值守智能变电站的直流Q1管导通，变压器系统设计了一种高可靠性和高性能的充电电源模块，该模块具有两端电压被输出电功率变换效率高，供电质量高等优点。同时，为了提高电源可靠压嵌位，励磁电流i性，从蓄电池充电策略和故障保护等方面进行了优化。线性上升。谐振腔内发生LC二元件1充电电源模块设计谐振。充电电源模块是把交流电

7、变换成直流电的功率单元，模块输t2一t3：i，和i相图1电源模块系统框图出电压为110V或220V，电流大小为2A、5A、10A和20A等。同，二极管电流过模块自身有较为完善的各种保护功能，经常是多台并联使用，实现了Ⅳ+1冗余。一一电源模块技术指标为：380V±10％交流输入，220V、10A直流输出，1％的稳压精度和稳流精度，以及2％的纹波系数。该电、一、一吐广厂]源模块的系统框图如图1所示，监控系统控制每个模块的运行状__下况，管理蓄电池的充放电，并且通过RS485协议与上级监控系统通信，实现变电站直流系统的自动化控制。图2充电电源

8、模块拓扑零，实现零电流关断。此时变压器不再向副边传送能量，谐振腔定稿日期：2013—02—05内L，c，和三发生三元件谐振，由于励磁电感值远大于谐振电ElectricaIAutomation97《电气自动化