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直流电源装置工作原理及接地故障分析.doc
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2021-10-06
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直流电源装置工作原理及接地故障分析.doc
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直流电源装置工作原理及系统接地故障案例分析
一、直流电源装置工作原理
1 高频开关电源工作原理
MK-50 智能型高频开关电源采用免维护铅酸阀控蓄电池作为电源,具有
寿命长、无污染、体积小等优点。采用高频开关斩波直流变换器和先进的
PWM 脉宽调制技术,确保电力系统连续稳定供电。供电线路采用充电模块与
稳压模块并联运行方式,输入的交流主电源经三相桥整流、滤波后,一路经充
电模块对电池进展恒压限流充电,另一路经稳压模块连接到直流母线上。电气
原理见图 1。
图 1 直流电源电气原理框图
1QF 主电源输入断路器 3QF 电池充放电断路器
4QF 控制母线输出断路器 5QF 合闸母线输出断路器
1KM 主电源输入接触器 3KM 进线接触器 4KM 维护旁路接触器
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电池与合闸直流母线是永久连接的,在正常工作条件下,它从主电源上获
取电能进展充电。对于双路电源进线系统,当主电源停电时,系统可自动切换
到备用电源供电;当交流电源停电时,电池经稳压模块或硅堆向负荷供电。手
动旁路开关可以将维修旁路与输出负荷直接连接起来,勿需中断对负荷的供电
即可维修本直流电源。当主电源恢复正常供电后,系统自动恢复到初始状态。
2 监控系统简介
MK-50 智能型高频开关电源,采用 PLC 作为直流电源的监控系统以及和
用户之间的通讯接口。监控系统提供了设备的操作、控制、参数测试、运行状
态和故障报警的所有信息,主要由智能操作显示单元、微处理器控制单元、模
拟量转换单元(A/D、D/A)、紧急断电按钮(SB)等部件组成。
2.1 系统简介 智能操作显示单元的触摸式液晶显示屏可进展系统操作,
并能显示所有与直流电源有关的信息,包括电气参数显示、直流电源工作状态、
故障存储以及报警等。投入使用后,液晶显示屏出现主屏幕信息,按“菜单〞键
即可进入菜单项选择择屏幕。
2.2 系统的监控功能
2.2.1 系统操作 在菜单项选择择屏幕状态下,按“操作〞键进入系统操作屏幕,
进展充电方式选择及“系统启动〞和“系统停顿〞操作。根据所选择的充电方式
自动对充电电压和控制母线输出电压进展设定。
2.2.2 参数设定和参数显示 在菜单项选择择屏幕状态下,按“参数〞键进入
参数设定和参数显示屏幕。主要参数有:充电电压,充(放)电电流,输出电压,
输出电流。
2.2.3 故障存储显示及报警 在菜单项选择择屏幕状态下,按“故障查询〞键进
入故障存储显示屏幕。按“查询〞键,便可查询故障发生的内容及发生时间。
2.2.4 系统状态 在菜单项选择择屏幕下,按“系统状态〞键进入系统状态屏幕,
又细分为“控制母线〞、“合闸母线〞和“电源状态〞画面,可分别监察电源工作
状态及各分路断路器的分合状态。
3 直流电源的运行状态
3.1 正常运行
采用交流电源供电时,整流器将交流电转变成直流电,经过整流滤波后对电
池组进展均衡充电或浮充电的同时,兼对控制母线负荷供电。
3.2 旁路电源投入运行
对直流电源进展检修时,可以断开与主电源的联系而不中断对系统供电,也
不会影响负荷。维修旁路允许完全停顿充电模块和稳压模块的运行并实现电气
隔离,在进展设备内部的检修时,不致对技术人员或维修人员造成任何危险。
3.3 交流电源断电时的运行
当交流电源断电时,直流控制母线上的电压是靠电池组放电来维持的,电池
组经稳压模块对控制母线提供一个稳定的直流电压,此时不会因交流电源断电
而影响负荷工作。此外,硅堆在任何非正常的情况下,均会不连续地向控制母
线供电。
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4 主要技术参数及应用效果
输入电压:三相四线制,380V±20%
频率:50Hz±10%
额定输出电压:24V、48V、110V、220V
额定输出电流:15~300A
稳压精度:≤±0.5%
稳流精度:≤±0.5%
稳波电压:≤0.5%
绝缘强度:交流 2000V,1min
控制技术:15KHz,(PWM)脉宽调制技术
二、 直流系统接地故障案例分析
1、直流接地概况
变电所直流系统比拟复杂,它需要供应动力、照明、控制、信号、继电保护及自动装置
等系统,且还须通过电缆线路与屋外配电装置的端子箱、操作机构箱连接,发生接地时机
较多。
直流系统发生一点接地时,由于没有短路电流通过,熔断器不会熔断,仍能继续运行。
但是这种故障必须及早发现并予以排除,否那么当再发生另一点接地时,构成直流两点接
地将会造成信号装置、保护装置及断路器的误动作,同时可能使继电器烧毁。
当系统中某一处发生单相接地时,绝缘监察装置报警,有一极对地电压很低甚至为零,
另一极对地电压升高甚至为全电压。电压降低的极发生接地。
图 1 输电线路过流保护的直流操作回路一极发生接地的情况
K1—电流继电器; K2—中间继电器; Y2—眺闸线圈
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gjmm89
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