智能高频开关直流电源系统微机监控方案的研究
智能直流高频开关电源系统微机监控模块的研制
智２ ３一
●应 用 与 设 计
智 能 直 流 高频 开 关 电 源 系统微机 监 控模 块 的研 制
沈 阳 电力 高等 专科 学校 吕勇 军 郝 波 尹 常永 李川 Ｄｅ ｉ ｎ ｎｄ Ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔｏ ０ Ｍ ＣＵ ｏ ｉｏ ｏ ｌ ｎ ｎ ｅｌｇ ｎｔ ｓ ｇ ａ ｍ ｌ ｍ ｎ ａ ｉ ｎ ｆ Ａ Ｍ ｎ ｔ ｒ Ｍ ｄｕ ｅ ｉ Ｉ ｔ ｌｉ ｅ
图 １ 系统 框 图
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一
２ ４一
《 国外 电 子元器 件｝０２ 第 ５期 ２０ ２０ 年 ０２年 ５月
号 的数 据 采集 处理 以及控 制 整 流模 块 调压 信 号 的输 出。后 部 Ｃ Ｕ则 用 于负 责开 关 量 的输 入和 输 出 ， Ｐ 同 时 完成 人 机对 话 的管 理 。 根 据 这一 具 体任 务 的性 质 ，该 系 统 的前 端 Ｃ Ｕ Ｐ
２ ２ 系统 结构 ．
开关 电源可 以最大 限度地 提 高 系统 的性 能 。 下 面 介绍 智 能直 流 高频 开 关 电源 系 统及 其 微机
监控 模 块 的工 作原 理 。
智 能 直 流高 频 开 关 电源 系统 的原 理框 图如 图 １
所 示 。该 直 流系 统 自身 的工作 过 程 为 ：当三 相 交流
行 系 统参 数 的设 置 与修 改 ， 可进 行 系统 操 作 。 并
● 系统 采用 既 有 主监 控模 块 也有 副 监控 模 块 的 双微 机监 控 模块 结 构 ，当主 监控 模块 处 于运 行 方式 时 ，副监 控 模块 处 于 热备 用 运行 方 式 。从 而提 高 了
系统 的安全 性 能 。
选 用 Ａ ｕ ８２ Ｄ Ｃ １ ，该 芯 片是 一 个 高性 能 的单 片数 据 采
在智能变电站中高频开关电源技术的应用分析王亮亮
在智能变电站中高频开关电源技术的应用分析王亮亮发布时间：2022-04-10T00:13:46.008Z 来源：《探索科学》2022年1月上作者：王亮亮[导读] 构建智能变电站的一个重点就是要努力促使智能变电站相对稳定可靠地运行。
新疆开拓工程设计咨询有限公司王亮亮摘要：构建智能变电站的一个重点就是要努力促使智能变电站相对稳定可靠地运行。
高频开关电源技术是智能变电站系统正常运行的重要组成部分，直流电源系统承担的主要任务是将相对可靠的电能动力提供给继电保护、自动控制、开关分合闸等，并担负事故照明的任务等。
所以，这就需要智能变电站中的直流电源系统必须具有相对的可靠性、高效性、稳定性等特点。
应用均流技术或N+1冗余技术形成的高频开关电源模块，能在一定程度上较好地保证大功率的直流电源，实现智能变电站基本的可靠性运行。
关键词：智能变电站；高频开关电源；技术应用1交流和直流一体化电源系统在智能变电站的应用1.1交流和直流一体化电源系统中的直流充电模块组成直流充电模块的主要元素有交流配电单元、单元充电模块、单元直流馈电、单元集中监控、绝缘监测和蓄电池组等。
因为相关开关器件的质量有所不同，它们的性能同样不同。
受这方面因素影响，往往每个开关电源模块的最大输出功率能达到几千瓦。
但在智能变电站建设的实践中，依靠直流系统，仅仅需要几百千瓦的供电电能。
因此，这就需要遴选并且并联相对多个高频开关电源模块，用来保证充电机能够完成一定大功率电能的输出。
针对隔离变压器而言，因为它具有相应的高频化特点，需要具有相对较小的体积和质量，才能体现它的有利性。
另外，如果选择应用一定的软开关技术，还可在一定程度上大幅度减少对开关的相关损耗，并能相应提高它们的变换效率。
在智能变电站的直流供电系统中，绝缘监测技术同样必不可少，因为这项技术可以实施对正负母线的接地绝缘，并能对正母线接地可能出现的失误操作、对负母线接地出现的单点接地等问题实施必要的实时监测，以防出现断路器的拒动问题。
高频开关电源系统的优化设计及应用研究
高频开关电源系统的优化设计及应用研究在电力系统中，直流电源作为继电保护、自动装置、控制操作回路、灯光音响信号及事故照明等电源之用，是发电厂和变电站比较重要的设备。
因直流电源故障而引发的事故时有发生，所以，对直流电源的可靠性、稳定性具有很高要求。
传统的直流电源多数采用可控硅整流型。
近几年来，我国电网已经全面采用智能化的高频开关电源，这种电源系统具有许多优点：安全、可靠、自动化程度高、具有更小的体积和重量、综合效率高以及噪音低等，大大降低了运行人员的工作量，适应电网发展的需要，值得推广使用。
1 高频开关电源优化设计研究1.1 淘汰线性电源设计相对于传统的线性电源开关设计，高频开关电源在技术上有着明显的优势。
受限，其能够在开关内节省下一定的空间，而这一空间就是传统线性电源中变压器的空间，这样就能够使开关电源的重量更轻、体积更小。
同时高频开关电源在设计上是为了满足不断提高工作频率的要求，因此其能够满足于现代不同设备的功率输出，克服输出波纹过大等诸多问题，使得高频开关电源更加适合现代市场的需求。
1.2 小型化设计趋势随着现代集成技术的发展，各类电子设备在设计和研发的过程中都向着更小、更轻便的方向进行发展，因此各电子设备的小型化设计趋势非常明显。
因此，在对开关电源进行设计的过程中也必须要考虑到其安装设备的大小，也需要向着小型化的方向进行发展。
同时，电源在使用的过程中，其内部的电容、变压器以及质量都是与电源工作频率的平方根呈现反比情况，以此，随着不断开关电源的工作效率不断提高，其本身的体积必然会朝着更加小型化的方向发展。
另外，小型化的电源开关在设计和研发的过程中其所消耗的原材料较少，能够有效降低生产企业的生产成本，具有着极重要的经济价值。
1.3 电磁干扰的屏蔽设计在高频开关电源工作的过程中，随着开关的开通和中断，这种快速的电流变化就会引发噪音，噪音经过传导传递到开关外部，就形成了一定的电磁干扰现象，而这也是高频开关电源工作效率较低的原因之一。
微机自控高频开关电源直流系统的运行与维护
微机自控高频开关电源直流系统的运行与维护摘要：微机自控高频开关电源直流系统广泛应用于变电站、发电厂，作为直流操作机构、继电保护、自动装置、控制信号母线等使用的分合闸操作电源、控制保护信号电源、通信及事故照明电源。
该文介绍微机自控高频开关电源直流系统的概况及工作原理，并对其日常运行与维护作了探讨，最后对一个直流系统故障的实例进行讨论分析。
关键词：直流系统充电蓄电池组微机自控高频开关电源直流系统由高频开关电源（包括充电模块、监控模块）、直流馈电单元（包括配电监控、绝缘监测）、阀控蓄电池组（包括蓄电池检测仪）等组成。
目前，变电站多采用GZDW 系列设备。
1 设备概述高频开关电源的特点是体积小、重量轻、效率高、输出纹波极低、动态响应快、控制精度高、模块可叠加输出。
模块化的充电设备采用N+1备份方式，模块间自动无主均流，系统电流由N+1个模块平均分配。
充电机中任何一个模块故障，系统发出故障信号，不影响系统的运行状态与运行方式。
由于采用微机自控，显示出较高智能化。
模块具有平滑调节输出电源和电流的功能，通过扩展通讯口，接入智能电池检测仪和绝缘监测等装置。
随着系统综合自动化程度提高，该电源系统遥测、遥信量已都接入集控端，实现远程监控。
为了提高可靠性，大部分变电站都采用双充双蓄形式，对蓄电池自动管理及保护，实时自动监测蓄电池的端电压、充电放电电流，并对蓄电池的均浮充电进行智能控制。
如果电池过、欠压或充电过流，都会实现声光告警。
2 工作原理（1）电压模块采用三相三线制380V AC输入，具有软启动功能。
在交流输入端，采用先进的尖峰抑制器件及EMI滤波电路，由全桥整流电路将三相交流电整流为直流电，再经无源PFC调整后大大提高了功率因数。
由DC/DC高频变换电路把所得的直流电压变成稳定可控的直流输出。
脉宽调制电路PWM及软开关谐振回路，根据电网和负载的变化，自动调节高频开关的脉冲度和移相角，使输出电压电流在任何允许的情况下都能保持稳定[1]。
高频智能电力操作电源
阀控式铅酸蓄电池 防酸隔爆式蓄电池高倍率镉镍蓄电池 中倍率镉镍蓄电池低倍率镉镍蓄电池输出电压容量控制型 线方式系统用模块一：微机控制高频开关直流电源装置及其检修目前电力系统中直流电源装置广泛采用微机控制型高频开关直流电源系统，为此，在本课题中重点介绍微机控制型高频开关直流电源装置的运行及维护。
微机控制型高频开关直流电源系统（以下简称直流屏）是智能化直流电源产品（具有遥测、遥信、遥控）可实现无人值守，能满足正常运行和保障在事故状态下对继电保护、自动装置、高压断路器的分合闸、事故照明及计算机不间断电源等供给直流电源或在交流失电时，通过逆变装置提供交流电源。
适用于发电厂、变电站、电气化铁路、石化、冶金、开闭所及大型建筑等需要直流供电的场所，从而保证设备安全可靠运行。
因此，直流屏称为变电站的“心脏”。
一、直流屏的发展概况直流屏从旋转电机(直流发电机)—磁饱和稳压—硅整流—晶闸管整流(相控)—现在广泛应用的微机控制高频开关整流直流电源。
二、微机控制高频开关电源直流屏的特点及型号1.特点：微机控制高频开关直流屏具有稳压和稳流精度高、体积小、重量轻、效率高、输出纹波、谐波失真小、自动化程度高及可靠性高，并可配置镉镍蓄电池、防酸蓄电池及阀控式铅酸式电池，可实现无人值守。
2.型号（见图5-4-1）图5-4-1 微机控制高频开关直流电源装置的型号示例：GZDW34-200╱220-M 含义是：电力用微机控制高频开关直流屏，接蓄电池柜3蓄电池柜2蓄电池柜1馈电柜充电柜线方式为母线分段、蓄电池容量200Ah 、直流输出电压220V 的阀控式铅酸蓄电池。
3．微机控制型高频开关直流电源系统可根据用户要求配置系统：（1）大系统：蓄电池容量大于200Ah 以上，适用于35KV 、110KV 、220KV 、500KV 变电站及发电厂。
（2）小系统：蓄电池容量小于100Ah 及以下，适用于10KV 、35KV 变电站及小水电站等场所。
高频开关电源在变电站直流监控系统中的应用
Ａｂ ｔａ ｔ ｏｎ ｏ ｔ ｉｎｆ ａ ｃ ｆＤ ｙ ｔ ｍａｉ ｎ ｔａ ｓｏｍｅ ｕ ｓａｉｎ，ｂ ｎ ｏ ｗ ｒ ｈ ｕ ｅ ｖｓ ｒ ｏ ｔ ｌｃ ｒｙｎ ｓ ｒ ｃ ：Ｐ ｉｔｕ ｇ ｉ ｃ ｎ ｅ ｏ Ｃ ｓ ｓｅ ｔ ｉ ｒ ｎ ｆｒ ｒ ｓ ｂ ｔｔ ｓ ｉ ｃ ｏ ｉ ｒ ｇ ｆ ｒ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｐ ｒ ｉｏｙ ｃ ｎｒ ａｒ ｉ ｇ ｏ ｏ ｔｄｓａ ｃ ｎ ｔ ｎ ｆｒ ｒｓ ｂ ｔｔ ｎ ｄｒ ｃ —ｃ ｒｅ ｔｅ ｕ ｐ ｎ ｙ ｔ ｅ ｆｃ ｈ ｔｄ ｒｃ ｕ ｉｔｎ ｅ ｏ ｒ ｓ ｍｅ ｕ ｓａｉ ｉ ｔ ｕ ｒ ｎ ｑ ｉ ｍｅ ｔｂ ｈ ａ ｔｔａ ｉ ｔ—ｃ ｒ ｎ ｎｔ ｒ ｓ ｓ ｍ ｒ ａｉａ ａ ｏ ｏ ｅ ｅ ｕ ｒ ｔｍｏ ｉ ｓ ｙ ｔ ｅ ｏ ｅ ｅ ｌｚ －
技麻专 囊 ・ 高频 开关 电源在变 电站直 流监控 系统 中的应用
上海 电器技术 （０８ ４ ２０ №． ）
高频 开关 电源在 变 电站直 流 监控 系统 中的应 用
谢庆 华 湖 南生物机 电学院
摘 要 ： 指 出了变 电站直流系统 的重要性 ， 通过高频开关电源直流监控 系统 （ 简称直流监控系统） 实现对变 电站 ，
趋 势 。对变 电站 的直 流 电源 及相关 的直流设 备进行 实时监 控 ， 直流设 备 信 息上 送 到监 控 中心 供 其查 将 询 ，同时监 控调 度 中心也 可 向各 站 发送 控 制命 令 。
这样 ， 护人员不 仅可 以在监控 中心对 直流设 备进 维 行远程 监控 ， 可 及 时 发现 设 备 运行 的异 常情 况 ， 还 进行及 时 的处理 ， 把事故 消灭在 萌芽状 态… 。
微机型模块化高频开关用于直流电源系统
（ ）交 流输 入 过 压 、 流 、 相 缺 零 自动 检 ２ 过 缺
小、 重量 轻 ， 可设 计为 模块 结 构 ， 检修 维 护 简单 。
高频 开关 直 流 电源 系统 与 可控 硅 整 流直 流 电 源 系统 技 术性 能 比较 如表 １所示 。 可见 高频 开关 直 流 电源 系统 的技 术性 能 远优
等 优 点 ． 传 统 的 相 控 整 流 器 式 合 闸 电 源 的 理 想 换 代 新 产 品 。 本 文 介 绍 了此 类 新 产 品 的 特 点 和 一 些 运 行 经 是
验。
关键 词
微 机 型 模 块 化 高 频 开 关 ； 流 系统 ； 直 阀控 密 封 式 铅 酸 蓄 电池
文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ６６ ５ （０ ２ ０ —０ ６０ １０ — ３ ７ ２ ０ ） ３０ １ －３
ｌ 系 统 工 作 原 理
图 ２ 商 频 开 关 整 流 模 块 的 基 本 构 成 框 图
系统 工 作 原 理 与 可控 硅 直 流 系 统 基 本 相 同 ，
均 由两 路 交 流 电 源 输 入 ， 过 自动 切 换 ， 经 整 流 通 再
的 作 用 是 将 高 压 直 流 电压 转 换 为 频 率 大 于
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第 １ 卷 第 ３期 ９ ２０ ０ ２年 ６月
ｌ ６
供
用 电
微 机 型模 块化高频开 关 用于 直流 电源 系统
珠 海 电 力 工 业 局 林 玮玲
摘 要 微 机 型 模 块 化 高 频 开 关 直 流 电 源 系 统 具 有 稳 压 精 度 高 、 流 精 度 高 、 波 系数 小 、 靠 性 高 、 稳 纹 可 易监 控
智能高频开关电力操作电源系统工作原理及使用的探讨.
智能高频开关电力操作电源系统工作原理及使用的探讨股份公司电仪一兰明江摘要对2#变电所、3#变电所及9#变电所使用的智能高频开关电力操作电源系统的工作原理及使用进行探讨与分析。
关键词智能高频开关电力操作电源系统充电模块监控模块合闸整流器1 引言Pow erM aster 智能高频开关电力操作电源系统由高频开关电源模块组成,适用于使用直流设备的用户。
我公司2#变电所、3#变电所及9#变电所的高压开关柜操作电源以前都是由可控硅三相桥式合闸整流装置提供,该装置对交流电源的依赖性比较强,特别是2#变电所和9#变电所无蓄电池组,一旦两段交流电源中断,高压开关柜的操作电源也将随之中断,对高压设备的安全运行带来极大的影响。
而3#变电所虽有蓄电池组,但该蓄电池为铅酸蓄电池,酸性溶液对蓄电池之间的连接片腐蚀相当严重,加大了蓄电池触头与连接片的接触电阻,因此降低了电池的供电质量。
同时因为酸性溶液与铅产生化学反应,降低了酸性溶液浓度,必须人为的定时对蓄电池加入蒸馏水,故加大了维护人员的工作量。
我公司分别于2001年、2003年及2002年对2#变电所、3#变电所及9#变电所安装了一套该设备,从运行的情况看效果很好,提供给高压开关柜的操作电源很稳定。
本文对Pow erM aster 智能高频开关电力操作电源系统的工作原理及使用进行探讨与分析,为该设备安全、稳定、连续运行提供一些技术支持。
2 系统特点2 1 高可靠性(1采用开关电源的模块化设计,N+1热备份。
(2充电模块可以带电热插拔,平均维护时间大幅度减少。
(3动力母线和控制母线可以由充电模块单独直接供电,可以通过降压装置热备份。
(4硬件低差自主均流技术,模块间输出电流不平衡低于5%。
(5可靠的防雷和电气绝缘措施,绝缘监测装置实时监测系统绝缘情况2 2 高智能化(1可通过监控模块进行系统各部分的参数设置。
(2模块能够平滑调节输出电压和电流,以及对蓄电池充电时的温度补偿。
智能型高频开关电力直流电源系统应用
智能型高频开关电力直流电源系统应用发表时间：2020-07-29T16:49:16.753Z 来源：《科学与技术》2020年3月第7期作者：杨帅[导读] 文章分析了高频开关电源在变电站的应用需求，摘要:文章分析了高频开关电源在变电站的应用需求，介绍了WATT智能模块化高频开关电源系统的构成及其优点和特点，在此基础上，探讨了高频开关电源在220kV翁江变电站直流操作系统上的应用及存在问题处理。
关键词：智能型;高频开关;直流电源系统? 中图分类号:TN86目前220kV翁江变电站使用的WATT智能型高频开关直流电源系统主要由高频开关电源模块和分布式监控系统组成，系统采用分布式微机监控技术和国际先进的三电平桥式软开关技术，并率先在直流系统上应用了现场总线技术，使得各模块以信息交互的方式协同工作。
系统采用容错方式设计，数据本地采集，数字信号远传，任一模块均可带电插拔，实现了系统的在线维护，可以直接与变电站综合自动化等智能化设备连接，满足日益增多的无人值班变电站要求。
1WATT智能型高频开关电力直流电源系统特点①采用三电平桥式软开关电源模块化设计，N+1热备份；②任一功能模块（如监控模块、充电模块）均可带电热插拔，便于系统的安装和维护，大幅度减少了平时维护工作量；③采用抢总线式的自主均流技术，各模块之间输出电流的最大不平衡度小于5℅；④控制母线和合闸母线可以实现由充电模块单独直接供电，也可以通过降压装置进行热备份；⑤可靠的电气绝缘和防雷措施，利用绝缘监测装置实时监测系统的绝缘状态，保证了系统和人身的安全；⑥分布式控制技术，信号采集模块与微机监控模块组成分布式监控系统，就地采集数据，数字信号传输，抗干扰能力强，便于安装、检修；⑦采用小母线硬接线布线技术，母线采用国际标准色标识，易于识别；⑧系统采用IEC（国际电工委员会）国际标准，可靠性和安全性有充分保证。
系统智能化程度高，对系统的每个部分能够通过监控模块进行参数配置；实现全数字控制技术，充电模块、微机监控模块、绝缘监测仪、电池巡检等采用数字化控制技术，充电模块采用三电平桥式高频软开关技术，主拓扑电路应力小，充电模块可靠性高，特别适用于电力直流电源三相整流高输入电压条件下的高可靠性要求；监控系统与现代电力电子、网络技术相结合，对直流电源系统提供“四遥”功能的支持，为无人值班工作提供了前提条件；具有输出电流和电压平滑调节的功能，能够实现蓄电池充电温度自动补偿功能；对蓄电池组进行自动保护和管理，能够对蓄电池的均充、浮充电进行智能化控制，实时监控蓄电池的充放电电流和整组、单个电池端电压，设有电池过压、欠压声光提示和充电限流功能；通过设有的多个扩展通讯接口，通常在变电站会接入如电池监测仪、绝缘监测装置等外部智能设备。
微机控制高频开关直流电源的应用
２ 高频开关充 电模块
高频 开 关 充 电模 块 是 该 系 统 的 主要 充 电／ 浮充
电装置 。 由主 电路 、 整 控 制 电路 和 辅 助 电路 三部 调 分 组成 。主 电 路 由交 流 整 流 滤 波 、 流 一件 组 成 ， 器 其作 用是 从单 相 或 三 相 交 流 电 网取 得 交 流 电 ， 将 其 转 换 为 符 合 要求 的 并 直 流 电 。控 制 电路 一 般 采 用 Ｐ ＷＭ 脉 宽 调 制 电路 ， 它包括 输 出 采样 、 号 放 大 、 制 调 节 、 准 比较 等 信 控 基 单元 ， 其作 用是 对输 出 电压进 行 检 测 和取 样 ， 与 基 并 准定 值 进 行 比较 ， 而 控 制 高 频 开关 功 率 管 的开 关 从 时 间 比例 ， 到调 节输 出 电压 的 目的。 功 率 因 数 校 达
作者简介 ： 张晨冬 （ ９ ５一） 男 ， １６ ， 电气工程 师 ， 主要从 事电气设备 自动 化控制技术管理工作 。
正网络也是高频开关功率管 的重要部件 ， 其功能是
通 过控制 过 程 ， 入 电流 波形 跟 踪 正 弦基 波 电流 ， 使输 且 相 位 与输 入 电压 同相 ， 以保 持 输 出 电压 稳 定 和功
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第２ ２卷 第 ２期 ２０ ０ ６年 ４月
ＨＵＮＡＮ ＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳ Ｍ Ｅ ＴＡＬ Ｓ
湖 南有 色金 属
５ ３
・
计算机应用 ・
微机 控制 高频开关 直流 电源的应用
张晨 冬
（ 株洲 冶炼集 团有 限责任公 司 ， 南 株洲 湖
关键词 ： 直流 ； 机 ； 频 开 关 ； 控 微 高 监
中图分类号 ： Ｐ ７ Ｔ ２３
智能高频开关电力直流操作电源系统在直流系统的应用
智能高频开关电力直流操作电源系统在直流系统的应用摘要：由于电力系统一般使用的是直流电源来操作继电保护装置，照明装置，信号装置，事故装置和自动装置等其他装置。
因此，变电站是否可以安全平稳的工作与直流电源所输出的质量息息相关。
所以说直流系统是变电站的核心组成部分，在变电站发挥着无可替代的作用。
本文针对智能高频开关电力直流操作电源系统在直流系统中的具体应用进行了简述，希望对变电站，所的安全稳定运行有所帮助。
关键字：高频开关；直流系统；直流操作1.智能高频开关电源系统的特点（1）采用独特的开关电源模块化设计，N + 1冗余。
（2）具备自然散热功能，使系统没有故障的间隔时间得到改善，可以用在环境比较恶劣的地方。
（3）充电模块可以带电插拔，更换维护起来更加方便。
（4）硬件设备使用的低差自主均流技术，模块间输出电流最大不平衡为5％以上。
（5）绝缘监测装置具备可靠的防雷和电气绝缘措施，可实时监控系统的绝缘性能，在保障系统运行稳定的同时，使工作人员的安全也得到保障。
（6）监控模块采用的是大屏幕液晶显示屏来显示，数据清晰度得到增强，同时还具备声光报警功能。
（7）对系统的参数进行设定可以通过监控模块来完成。
（8）可以稳定的调节输出电压和电流，同时可以自动完成电池温度的补偿工作。
（9）具备多个扩展端口，可轻松完成电池检测设备、绝缘检测设备等多个外部设备之间的连接。
（10）结合最新的电力电子技术和计算机网络技术，使电力系统可以通过远程调节信号传输，完成设备操作。
（11）蓄电池可以实现自动控制和保护功能，并对电池端的电压实行自动监测，另外电池在出现充电过流或欠压时，系统会自动发出警告。
2.智能高频开关电源结构组成以及作用2.1结构组成智能高频开关电源组成部分有整流模块，直流馈电，监控模块，交流配电，绝缘检测和监控模块等。
2.2作用交流配电可以为系统提供三相交流电源，还可以对三相电压、电流以及接触器状态进行监控，从而对交流输入量做出精准判断，判断交流输入量是不是符合系统需求，如果输入过程中出现过压、欠压或不平衡的状况，系统则会自动切换电源。
智能高频开关电力操作直流电源系统
1.系统概述PZ61智能高频开关电力操作直流电源系统是许继电源公司集多年开发电力电子产品和成套电源设备网上运行经验设计生产的高可靠性产品。
系统由交流配电单元、高频整流模块、绝缘监测模块、电池巡检模块、直流馈电单元和集中监控模块等部分组成。
主要应用在发电厂、水电站及各类变电站中，为控制、信号、测量、继电保护和自动化装置等控制负荷，断路器电磁合闸、直流电动机、交流不停电电源、事故照明等动力负荷提供直流电源。
2.型号定义2.1高频开关电力操作直流电源系统的型号定义如下：PZ 61／□ - □ - □／□系统标称电压配套电池容量系统配置方案配套电池型号产品系列号直流电源屏2.1.1系统标称电压为220V或110V。
2.1.2配套电池容量为40～3000Ah(C10)。
2.1.3系统配置方案用阿拉伯数字表示如下：111---代表该系统配置为1组蓄电池、1组整流器、单母线接线；112---代表该系统配置为1组蓄电池、1组整流器、单母线分段接线；121---代表该系统配置为1组蓄电池、2组整流器、单母线接线；122---代表该系统配置为1组蓄电池、2组整流器、单母线分段接线；222---代表该系统配置为2组蓄电池、2组整流器、两段单母线接线；232---代表该系统配置为2组蓄电池、3组整流器、两段单母线接线。
系统配置方案代号后缀字母A、B、C……代表该系统配置方案不同的接线方式。
2.1.4配套电池型号为电池生产厂家提供的蓄电池型号。
2.2高频开关整流模块的型号定义如下：ZZG □ - □ □额定输出电压额定输出电流产品系列号高频整流器2.2.1模块额定输出电压为220V或110V。
2.2.2模块额定电流为5A、10A、20A、30A、40A、50A。
2.2.3产品系列号用阿拉伯数字表示如下：11--代表该模块为单相交流电源输入，防尘风冷结构；12—代表该模块为三相交流电源输入，自然冷却结构；13--代表该模块为三相交流电源输入，防尘风冷结构。
智能高频开关电源监控系统的实现
一种智能高频开关电源监控模块的设计
一种智能高频开关电源监控模块的设计
自90年代以来，国家电信部门对通信设备的网络化管理要求逐步加快，要求组成通信网络的各种设备都必须具备智能化和通信的能力，电源设备也不例外[1]。
计算机技术的应用，使通信电源成为集计算技术、控制技术、通信技术于一体的高科技产品，使产品的性能、功能大大提高，从而可实现系统的自动测试、自动诊断、自动控制，实现电源系统的遥信、遥测、遥控[2]。
因此，高频开关电源也进入了智能化控制阶段。
本文设计实现了一种智能高频开关电源的的监控模块。
1、高频开关电源的原理及其特点
智能化高频开关电源具有高度灵活组合、自主监控的特点，尤其是在通信领域，因其具有体积小、噪声低、维护方便又可被纳入通信系统的计算机监控系统等特点，所以运用十分广泛。
高频开关电源的电路原理框图如图1所示，它主要由交流配电、整流模块、直流配电模块、充电模块、主监控模块及相关电路组成，其中充电模块和主监控模块具有内置微处理器。
此高频开关电源是将220V（或380V）交流电变换成稳定可靠的48V或24V直流电给负载（如程控交换机、光端机等）供电，并给蓄电池组浮充或均衡充电。
当交流电源输入中断后，由蓄电池组通过该系统向负载供电，以保证对负荷连续不间断供电。
当交流电源恢复正常后，系统自动对蓄电池组进行均充电，对蓄电池大量放电后进行电能的快速补充。
图1 高频开关电源组成框图
该电源有以下特点：
●交流输入电压适应范围宽：三相380±30%（266～494V）,单相220±30%。
基于高频开关技术的直流电源监视系统设计
基于高频开关技术的直流电源监视系统设计
1 前言
在电厂及变电站的二次系统中，为了给控制、保护、自动装置、事故照明等设备用电，必须有可靠的直流电源。
直流电源的作用是：正常时为变电站内的断路器提供合闸直流电源;故障时，当厂、站用电中断的情况下，为继电保护、断路器跳合闸、载波通讯提供直流电源，其稳定运行直接影响着电力系统的安全可靠运行。
变电站直流电源主要由以下四个部分组成：蓄电池系统、充电模块部分分为交流整流及稳压整流、微机监控部分、调压模块部分。
目前，现代直流电源的发展正以高频开关技术为基础，并兼备高频化、高效率、大功率、无污染和模块等特点。
在管理方式上，结合计算机网络技术的发展，形成多级计算机网络的集中监控管理系统。
直流电源系统的监视系统是整个系统的核心部分，它的主要作用是把各变电站直流设备的信息上送到监控中心以供查询，同时各监控中心也向各变电站发送控制命令，由系统执行，还可以及时发现设备运行的不正常状态，及时处理。
直流电源系统的典型配置如
直流电源系统主要分为三大部分：直流回路的绝缘检测单元、交直流参数监控单元、电池巡检单元。
目前各个厂家的产品还存在以下问题：
(1)直流接地故障率一直排在电气故障首位，原因是检测方法不足，直流传感器检测主要是易损坏、干扰严重，交流传感检测则受分布电容的影响，且须注入一定信号;
(2)参数监控单元主要是检测母线电压及电流，交流侧电压及直流侧电流电压等，目前此部分监控系统只是将数据简单检测和直接上调，缺少自我分析和实时自我故障处理能力;。
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智能高频开关直流电源系统微机监控方案的研究孙宁波1 ,邵可然1，万升良2, 颜景新21华中科技大学，武汉（430074）2正泰集团，温州（325011）THE STUDY OF THE MCU-MONITOR SCHEME OF INTELLIGENT HIGH-FREQUENCY SWITCH DC POWER SYSTEMSun Ning-bo, K.R. Shao,Wan Sheng-liang,Yan jing-xin（Huazhong University of Sci.&Tec, Wuhan 430074 ; CHINT Group Corporation, Wenzhou 325011） ABSTRACT:This Paper, based on fact, presents the structure, the function and the character of the micro-monitor scheme of intelligent high-frequency switch DC power system, and tells such as design of some main monitor models combined on the theory graphs in detail. And the solution is an intelligent , safety ,effective and reliable solution ,which provides an excellent solution in monitoring the DC power system .KEY WORDS: Intelligence; MCU-monitoring ; DC Power; Automation; High-frequency摘要:本文结合实际，阐述了一种智能高频开关电源直流系统的微机监控方案的系统结构与功能特点，并结合相应原理框图对主要监控模块设计等方面做了详尽介绍。
该直流电源系统微机监控方案集智能化、安全性、高效性和高可靠性于一体，为直流电源系统的监控提供了良好的解决途径。
智能高频开关直流电源柜系统框图如上图1所示。
系统控制方案功能以及特点：本系统具有双中心监控（一个正常运行时，另一个处于热备用状态）、降压双保险（硅链降压和DC/DC降压并联）、整流模块集中并联运行、系统模块化、扩展性能好（整流模块扩展、蓄电池组扩展、远程控制扩展等）、安全保护性能高以及交互功能强、EMC性能好等特点。
2.1主电路为：三相四线（380V，50HZ）交流双路输入自动切换整流模块(10A/230V)(模块备份)，通过合闸母线将输出电压分配DC降压模块（DC/DC和硅链两路）DC降压模块无论合母电压如何变化，控制输出电压（控母电压）稳定在220V +0.5%。
2.2控制电路包括：(1) 交流监控实现两路三相交流输入电源自动投切，将输入的三相交流电源通过配电分配到各个整流模块。
测量两路三相交流输入电压,检测接触器状态，提供防雷器故障状态和相应交流开关跳闸状态，并提供过流过压缺相等保护功能，通过RS485与中心监控器通信，进行电源管理和故障处理。
（2）整流监控这里以正泰的KV AD5系列充电、浮充电装置为例，其功能是根据用户设置,按照所给定蓄电池（设置相应参数）的充电曲线要求,自动（或者手动）控制输出，以实现蓄电池的充电、浮充电，也可以作为直流稳压电源使用。
当使用高频开关整流模块时候，考虑安全和稳定性，设计备份整流模块。
整流监控通过RS485与中心监控器通信，进行系统管理和故障处理。
并提供一定的扩展信道。
(3 ) 开关量监控主要检测合闸馈线开关的跳闸状态，电池开关以及外接设备开关，控制母线馈线开关的跳闸状态,熔断器状态，并采用继电器输出控制相应接点,通过RS485与中心监控器通信，进行开关量管理和故障处理。
（4）直流监控完成电池巡检(对19节和120节单体电池电压监测和告警)、测量合母电压、控母电压以及电流、两组电池电压（没扩展前）以及充电电流、环境温度，进行温度补偿等，并提供一定的扩展测量信道。
（5）绝缘监察监察母线（合母、控母）绝缘状况，产生警告信号，并通过RS485与中心监控器通信，进行显示和故障处理。
(6)中心监控器与各个监控模块通讯，实现模块的监控功能，提供状态参数等显示，以及根据实际作出相应报警和控制动作。
并能检测各个监控模块良好与否，给出相应提示。
与触摸屏进行交互通信。
中心监控器之间可以相互通信，实现主监控和备用监控，并可以通过RS485接口实现远程监控。
3系统电气原理图以及主要监控模块设计:3.1电气原理图如图3.1所示：图 3.1 系统电气原理图3.2主要监控模块设计：3.2.1 整流监控（采用AT89c52单片机为内核）KV AD5图3.1 整流监控关系简图整流模块的主要原理图如图3.2所示，实现蓄电池的均充、浮充电之间的自动切换与控制（或手动），整流模块输出电压电流的调整与系统数据显示、故障状态的显示与报警等。
电池组是直流系统中重要的组成部分，对电池组良好的维护和监测显得尤其重要。
智能高频开关直流系统具有先进的电池管理功能，可以严格按照电池的充放电曲线对电池进行管理。
下面以应用比较广泛的阀式密封铅酸蓄电池为例，阐述蓄电池充电程序，其运行如图4所示:U(V): I(A): n(只) C(容量:Ah)投运点 720h 交流电源中断时刻恢复送电点图3.3 铅酸蓄电池运行示意图对整流监控而言，严格按照电池的充放电曲线对电池充电比较关键，这里对监控系统的实时性、准确性、快速性等都提出了一定的要求。
铅酸蓄电池开始用0.1C10A（可设置）恒流充电,当电压达到(2.30~2.40)V * n(单体电池数)时,自动（或手动）转入恒压充电。
充电电流开始逐渐减小，减小至0.01C10A(可设置)时开始计时，3h后,微机自动控制充电浮电装置转入浮充电运行。
正常运行浮充1~3个月，微机自动控制充电浮电装置转入恒流充电运行，按铅酸蓄电池正常充电程序运行。
当因为电网事故等原因发生交流电源中断时，停止充电浮充电装置,,蓄电池通过降压模块不间断向二次控制母线拱电。
当蓄电池电压低于设定值时发出声光报警，恢复交流供电后按铅酸蓄电池正常充电程序运行。
必须指出的是，该方案中，其整流模块可以采用相位控制锁定技术，软开关技术。
整流监控具有输出限流保护、输出过压保护、短路保护、模块并联保护、过温保护，充电装置的稳压、稳流精度高、纹波系数小，可靠性高，抗干扰能力强。
可以改进的地方有：DC/DC变换器环节的拓扑以及控制,采用全桥隔离式变换器(如图3.4所示)。
图3.4 全桥隔离式DC/DC变换器该电路的变压器铁心和绕组利用率高、功率开关运行安全，输入输出滤波和EMC都做了一定改善。
采用UC3875作为PWM控制芯片对四个功率开关进行控制，可以方便实现峰值电流型PWM控制并具有很好的保护功能。
为了保证系统可靠性，整流模块备份。
通讯方面,该整流监控模块通过RS485 和中心监控之间通讯，实现模块参数设置，采 集模块工作参数，控制模块工作状态。
扩展功能方面，为了实现整流模块的直接扩展，整流监控模块预留一定I/O口，并在程序中按照冗余思路设计与I/O口对应的整流模块监控（可以用循环查询实现）。
这样方便实现整流监控的1对n功能。
3.2.2降压模块(采用89C52为内核)本方案采用高频开关降压模块和硅链降压双保险的控制方案。
其中，高频开关降压模块的原理框图如图3.5所示：图3.5 降压模块的原理框图实际可以选择DC/DC变换器部分类似图3.4的设计方案的降压模块. 这样提供了良好的保护功能的同时，保证了效率和方便实现微机自动化控制。
采用高频开关降压模块和硅链降压模块，降压方式灵活：既可采用传统硅链降压，也可采用高频降压模块。
采用高频开关降压模块可以实现无级调压，控制输出电压稳定在220V +0.5%，精度高，抗干扰能力强，操作方便，可以带电插拔，降压范围大，易于控制实现自动化系统。
而硅链降压具有操作简单，手动控制容易（控制接触器的合断），成本低廉等优点。
在系统设计时，可以考虑降压模块两种同时具备的冗余方案，在接线端子预留两种方案的接线模式，以适应不同用户需求。
3.2.3直流系统蓄电池管理（采用89C52单片机为监控模块内核）蓄电池组是控制核心对象之一，因此，对蓄电池的自动巡检的准确，实时，可靠性提出了比较高的要求。
对蓄电池的直流监控主要是：检测19节和120节单体电池电压,检测电池体表温度和环境温度。
微机直流监控的电池巡检模块原理图（如图3.6）：图3.6 电池巡检原理框图以上原理图中，报警以及切换是选配功能，其实现可以通过RS485接口与中心监控通信，由中心监控来完成。
3.3中心监控模块设计（采用高速80C196芯片）：中心监控是系统控制核心，本控制方案采用双中心监控（一个正常运行时，另一个处于热备用状态）安全保护性能高以及交互功能强、EMC性能好，扩展性能强，智能监控、集中管理等特点。
中心监控可以与交流监控、直流监控、绝缘监察、开关量监控、整流监控以及触摸屏等子监控模块进行RS485标准的串行通信，实现集中管理与统一控制，双中心监控为安全稳定提供了更可靠保证。
同时系统还提供可扩展的远程监控功能和可扩展的其他监控模块功能口。
本中心监控原理框图如图3.7所示:图3.7 中心监控原理框图3.3.1 EMC设计面对激烈的国际电力行业竞争大环境，现代电力电子产品在绿色环保方面特别是EMC方面的性能优劣已经日益成为产品综合指标的关键一环。
因此，本方案对产品EMC 方面做了较为充分的设计。
众所周知，屏蔽、滤波、合理接地合理布局等抑制干扰的措施都是很有效的，在工程实践中被广泛采用。
但是随着电子系统的集成化、综合化，以上措施的应用往往会与成本、质量、功能要求产生矛盾，必须权衡利弊研究出最合理的措施来满足电磁兼容性要求。
针对这样一实际，从硬件和软件两方面对系统的EMC进行了全局设计。
硬件方面，从抑制干扰源、切断干扰传播路径以及提高敏感元件抗干扰性能三方面进行考虑。
主要措施：在电路板内只要涉及到电源进线的都进行滤波（如两端并接0.01uF~0.1uF的高频电容），继电器尽量选用固态继电器，且线圈加续流二极管，继电器接点两端加并接RC吸收电路,单片机电源尽量选适当高性能的，单片机和大功率器件都单独接地，模拟地和数字地分离，最后在一点接于电源地，单片机的WatchDog采用MAX706，I/O 光隔，通信线采用双绞线。
软件方面，主要采用以下措施：软件拦截（指令冗余和软件陷阱），软件“看门狗”技术，输入数字滤波，输出刷新等。