直流培训教材(初稿)

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1、直流系统第一节：直流系统概述一、直流系统的作用及重要性为供给继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等直流负荷，发电厂及变电站应装设由蓄电池供电的直流系统。直流系统的用电负荷极为重要，对供电的可靠性要求很高。直流系统的可靠性是保障电厂及变电站安全运行的决定性条件之一。二、定义及基本概念1充电机：由充电模块及相应的测量、保护、操作、监控器等组成的高频开关电源装置。2整流模块：提供电池所需电压输出的AC/DC智能高频开关变换器，其输出连接在直流母线和电池母线上。基本功能是输出稳定的直流电源。3浮充电：充电装置的输出端并接着电池及负载，以恒压充电方式工作。

2、充电装置在承担经常性负荷的同时向蓄电池充电，以补充蓄电池的自放电，使蓄电池以满容量的状态处于备用。4均衡充电：简称均充，是为了补偿蓄电池在使用过程中产生的电压不均匀现象，使其恢复到规定的范围内而进行的充电。5恒流限压充电：简称恒充，先以恒流方式进行充电，当蓄电池端电压上升到限压值时，充电装置自动转换为恒压充电，直到充电完毕。6电源监控模块：用于监控、管理直流系统设备各种参数和工作状态的装置。7绝缘监测仪：实现系统母线和支路的绝缘状况监测，产生告警信号并上报数据到监控模块，在监控模块显示故障详细情况（无论是母线平衡接地，还是不平衡接地；同一支路的单侧接地，还是正负极同时

3、接地；不同支路的单侧接地还是双侧同时接地；以及所有支路的混合接地；都可做出正确判断）8电池巡检仪：支持单体电池电压监测和告警；对电池端电压，充放电电流，电池房温度及其他参数做实时在线监测第二节整流模块一、整流模块的工作原理图2-1高频整流模块原理框图如图2-1所示高频开关整流模块的主回路电路包括EMI滤波、全桥整流、PFC校正、高频逆变、高频变压器、高频整流和LC滤波，各部分的功能如下：EMI滤波：抑制交流输入侧的尖峰电压干扰，将过电压冲击对整流模块的危害降至最小；阻断整流模块产生的高频干扰反向传输污染电网。全桥整流：采用整流桥直接将交流输入电压变换为脉动直流电。PF

4、C校正：单相模块采用有源器件，三相模块采用无源器件，将整流所得的脉动直流电转换成平滑的直流电，对交流输入电路的功率因数进行校正。高频变换：采用MOSFET或IGBT开关功率器件，将输入直流电变换为脉冲宽度可调的高频交流脉冲波。高频变压器：将高频交流脉冲波隔离、耦合输出，实现交流输入与直流输出的电气隔离和功率传输。高频整流：采用快恢复二极管，将高频交流脉冲波变换为高频脉动直流电。LC滤波：采用无源LC器件，将整流所得的高频脉动直流电转换成平滑的直流电。二、整流模块的均流技术整流模块采用先进的平均值自动均流技术，工作原理如图2-2所示。在每个并联模块的输出电流反馈放大信号

5、输出端分别通过一个电阻R接到一条公用母线上，这条母线称为均流母线。均流母线工作时的电压等于各模块电流反馈放大信号的电压平均值，它与负载有关，表征总负载电流的平均值。将每个模块的电流反馈信号电压与均流母线电压比较，得到误差放大信号去修正模块的输出电压给定信号，从而对PWM控制器的占空比进行微调，达到自动均流和稳压的目的。平均值均流技术的本质是调整模块的外特性，即通过模块的输出电流反馈信号来适当调整模块输出电压，从而调整其输出电流，使各并联模块输出电流等于总负载电流的平均值，可以非常精确地实现自动均流。平均值法的均流母线断开或开路都不会影响电源模块独立工作，但某一模块失效

6、会使均流母线电压下降，因此对连接均流母线的电流反馈信号输出采用电压继电器保护。图2-2整流模块并联均流电路原理图三、整流模块的监控a)本机监控：l测量：模块输出电压和电流。由高亮度LED数码管显示，通过V/A显示转换按钮进行切换。测量采用零点和满度自校准技术（可通过按键手动校正），在环境温度变化或测量电路参数时变的条件下，仍能保证测量数据的准确性。l信号：绿色LED闪亮指示模块工作正常；黄色LED指示模块保护告警，包括交流输入过压、欠压或缺相，直流输出欠压及模块过温。红色LED指示模块故障告警，包括直流输出过压。l控制：通过后背板上的船形开关控制模块的开关机。通过前面

7、板内的拨码开关选择模块的工作方式，第1位拨码向上拨为手动，向下拨为自动。在自动工作方式下，整流模块的输出电压、限流值、开/关机和均/浮充状态由监控装置进行控制，人工无法干预；在手动工作方式下，可通过前面板上的↑↓按键调节模块的输出电压和限流值，模块的运行不受监控装置的控制，但仍上送运行状态信息。b)后台监控：通过RS485通信接口，将模块信息上传到电源监控装置，同时接收监控装置的控制命令。整流模块与监控装置的通信地址由第2～6位拨码开关决定，其中第2位拨码开关为地址高位，第6位拨码开关为地址低位，拨码向上拨为1，向下拨为0。整流模块的后台监控内容如表