直流操作电源.
分布式直流操作电源说明书
1. 产品简介ZMK Ⅱ系列分布式直流电源是深圳市中子为科技有限公司2015年在原分布式电源的基础上开发出的新一代分布式电源。
此款与目前市面所使用的分布式电源相比，无论从质量、功能、功率、体积等方面都为电力系统供电的可靠性、经济性及自动化提供新的选择方案。
ZMK Ⅱ系列分布式直流电源是一种新型的直流电源设备，主要应用于小型开关站和用户末端，为二次控制线路（如微机保护等智能终端及指示灯、模拟指示器等）提供可靠的不间断工作电源，避免交流失电时导致微机保护失去保护作用，解决因操作过电压及谐波等因素使UPS失效从而导致微机保护失效的问题。
同时还可为符合装置功率要求的一次开关设备（弹簧机构真空断路器、永磁机构真空断路器、电动负荷开关等）提供直流操作电源。
ZMK Ⅱ系列分布式直流电源具有市电输入和PT输入两种方式，输出方式从DC220V至DC24V各种规格，可以满足各种使用场合。
装置最大输出功率可达600W，可以满足不同负载的需求。
ZMK Ⅱ系列分布式直流电源体积小，安装接线方便，适合分散安装于各种型号的开关设备内。
使之比一般直流屏系统更可靠，更经济（对小型用户终端更明显），又节省占地空间，降低线路损耗及安装工程量，且维护方便，为电力系统供电可靠性提供新的选择方案。
ZMK Ⅱ系列分布式直流电源采用高频电源技术，蓄电池采用自动充电管理模块进行维护，大大延长蓄电池的使用寿命，使得装置运行更加安全可靠。
装置具备通讯、报警功能，可以方便地实现无人值守的远程自动化管理。
2. 应用范围ZMK Ⅱ系列分布式直流电源主要应用于各种型号的开关设备内，为主开关（断路器、负荷开关等）和二次保护装置提供可靠的直流操作电源。
用于环网开关设备及断路器柜为二次设备及负荷开关提供直流电源3. 产品型号说明ZMK FB/600-220电源输出电压(单位：V)最大输出功率（单位：W）分布式直流电源中子为公司说明:交流输入电压等级：85VAC～265VAC直流输出电压等级：220V、110V、48V、24V4. 技术参数4.1 使用环境条件工组环境温度：-10℃～+45℃最大月平均相对湿度：≤90%最大日平均相对湿度：≤95%海拔高度：不大于2000米工作环境条件：无导电微粒尘埃，无腐蚀金属和破坏绝缘的化学物质，使用地点应具有防御雨、雪、风、沙的设施，周围不允许充满水蒸气或有较严重的霉菌存在。
直流操作电源
容量的放电，其目的是为了避免由于浮 充电流控制不准确造成硫酸铅沉淀在极 板上，影响蓄电池的输出容量或降低其 使用寿命。
铅酸蓄电池的直流系统 接线方式：单母线分段接线 浮充电设备：U1,U2分接在两段母线上 1.正常时： U1,U2负责向直流负荷供电， 并向蓄电池浮充电 2.故障时：蓄电池GB供电给直流负荷 基本电池：直接接在直流母线上的电池 端电池：根据运行需要可投切的电池 端电池调整器：用来实现端电池的投切.
Ⅱ段直流母线
投切开关
投切开关
闪光母线 Ⅰ段直流母线
测量表计
测量表计
蓄电池组
充电设备
蓄电池直流系统是由充电设备、蓄电池 组、浮充设备和相关的开关及测量仪表 组成。 上图中硅整流器U1为充电设备，它在充 电过程中除了向蓄电池组提供电源外， 还可以担负母线上的全部直流负荷。在 整流器U1回路中装有双投开关QK3，使 整流器U1既可对蓄电池进行充电(触点 2-3、5-6接通)，也可以接入母线上接 带直流负荷(触点1-2、4-5接通)。在其 出口回路中，装有电压表PV2和电流表 PA3，用以监视端电压和充电电流。为 了蓄电池放电，整流器U1宜采用能实现 逆变的整流装置。
蓄电池 酸性蓄电池：电解液是27％～37％的硫 酸水溶液，电极是以二氧化铅为正极板 和铅为负极板的特制绒状铅板，所以又 称为铅酸蓄电池。 特点：容量大、冲击放电电流大、端电 压较高（2.15V）、寿命较短（一般8～ 10年）、占地面积大、维护工作量大。 碱性蓄电池：电解液是20％的氢氧化钾 水溶液，电极用氢氧化镍作正极，镉作 负极时叫镉镍蓄电池，用铁作负极时叫 铁镍蓄电池。 特点：体积小、容量大、寿命长（20年 左右），端电压为1.35V，无有害气体 污染。在发电厂和变电所中广泛应用。
直流操作电源基础知识
的直流电。
稳压是在整流的基础上，通过调整输出电压的幅度和波形，保持输出电 压的稳定。稳压电路通常由集成稳压器或晶体管等元件组成，根据输入 电压和输出电压的变化自动调整输出电压，确保电源的稳定性。
直流操作电源基础知识
• 直流操作电源概述 • 直流操作电源的基本原理 • 直流操作电源的分类与选择 • 直流操作电源的使用与维护 • 直流操作电源的发展趋势与未来展望
01
直流操作电源概述
定义与特点
定义
稳定性高
直流操作电源是一种将交流电转换为直流 电的电源设备，为电子设备和控制系统提 供稳定的直流电源。
大电流
在某些特定应用领域，如大功率电子设备和高速列车等，需 要直流操作电源具备大电流输出能力。大电流直流操作电源 能够提供充足的电流，确保设备的正常运行和稳定性能。
智能化与模块化的发展趋势
智能化
随着智能化技术的不断发展，直流操作电源的智能化发展趋势日益明显。智能化直流操作电源具备自 适应调节、故障诊断和远程监控等功能，能够实现自动化控制和智能管理，提高电源的运行效率和可 靠性。
根据设备或电路的电压和电流 需求选择合适的直流操作电源
。
使用环境
考虑设备或电路的使用环境， 如室内、室外、防尘、防潮、
防雨、防雷等要求。
可靠性
选择具有高可靠性、长寿命的 直流操作电源，以确保设备或
电路的正常运行。
成本
在满足性能要求的前提下，选 择成本较低的直流操作电源。
04
直流操作电源的使用与维护
模块化
为了满足不同应用领域的需求，直流操作电源的模块化发展趋势日益受到关注。模块化直流操作电源 将电源模块化设计，便于灵活配置和扩展，同时提高电源的可维护性和可靠性。
变电所直流操作电源设备选择维护
关于变电所直流操作电源设备的选择与维护探讨摘要:随着社会的发展,用电量越来越大,对电力系统的要求越来越高,系统的安全性、可靠性、稳定性是供电企业最为关心的问题。
直流系统作为变电站的“心脏”，应在保证直流系统最大供电可靠性的原则下，根据变电站实际情况制定直流系统运行维护方法，确保直流系统安全可靠运行。
本文从直流操作电源设备所需的功率容量、性能、特点、使用范围、电池的选用及维护等方面,提出了如何合理选择直流电源设备,对确保电力系统安全稳定运行进行了分析和探讨。
关键词:直流电源;设备;整流模块;维护中图分类号：v423.4+4 文献标识码：a 文章编号：abstract: with the development of society, the power consumption is more and more big, the electric power system to demand more and more, the system’s security, reliability and stability is the power supply enterprise to the most concern. dc system as the transformer substation “heart”, should keep dc system under the principle of maximum power supply reliability, according to the actual situation of dc system for substation operation maintenance method, ensure the safe and reliable operation of the dc system. this article from dc operating power equipment the power needed capacity, properties, characteristics, use scope, battery choose andmaintenance and so on, proposed how to choose a dc power equipment, to ensure the safe and stable operation of the power system are analyzed and discussed.keywords: dc power; equipment; rectifier module; maintenance引言直流系统的稳定可靠对变电站的安全运行起着至关重要的作用，因为直流系统要给继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等提供电源，因此对供电的可靠性要求很高。
PZ61型直流操作电源设计
PZ61型直流操作电源设计学生：宁志杰指导教师：韩亮（山西机电职业技术学院电气自动化技术）摘要：直流操作电源在发电厂和变电站中占有极其重要的地位，它主要为控制、信号、保护和自动装置，以及断路器电磁合闸、直流电动机、交流不停电电源、事故照明等提供直流电源。
本次毕业设计首先分析了直流操作电源在国内外的发展现状，研究了现有与系统设计有关模块的功能，在对系统进行了理论分析和工程计算后，设计出了含有高频整流模块、蓄电池组、硅堆降压单元、绝缘监测装置、电池巡检装置、配电监测单元和集中监控装置的PZ61型直流操作电源，在工厂中依据设计好的原理图和配线图生产出了相应的产品，并对之进行了调试和数据分析，保证了整套设备的正常工作。
关键词：操作电源整流模块直流母线目录1.直流操作电源的发展历程 (4)1.1问题的提出及研究意义 (4)1.2直流操作电源技术研究现状 (4)1.3直流操作电源的设备技术发展现状 (6)1.4本次毕业设计研究内容 (8)2.PZ61型直流操作电源系统设计 (9)2.1系统总体设计 (9)2.2直流系统的工作过程分析 (10)2.2.1交流正常工作状态： (10)2.2.2交流失电工作状态： (11)2.2.3系统工作能量流向： (11)2.3直流操作电源系统的单元设计 (12)2.3.1交流配电单元设计 (12)2.3.2直流配电单元设计 (13)2.3.3高频整流模块功能 (15)2.3.4硅堆降压单元功能 (18)2.3.5绝缘监测单元功能 (19)2.3.6电池巡检单元功能 (22)2.3.7配电测控单元功能 (25)2.3.8微机监控单元功能 (26)3计算与设备选择 (29)3.1防雷单元的选择 (29)3.2交流进线断路器和接触器的选择 (30)3.3蓄电池组选择计算 (31)3.4导线截面选择 (32)3.5其它设备选择 (34)4产品调试 (35)4.1调试设备 (35)4.2调试过程 (35)4.3发现问题及解决办法 (37)4.4调试数据记录与分析 (38)5总结及展望 (39)5.1本文所做主要工作及结论 (39)5.2本文不足及展望 (41)致谢参考文献1.直流操作电源的发展历程在发电厂和变电站中，为控制、信号、保护和自动装置（统称为控制负荷），以及断路器电磁合闸、直流电动机、交流不停电电源、事故照明（统称为动力负荷）等供电的电源统称为操作电源，在操作电源中，主要分为两大类：交流电力操作电源、直流电力操作电源。
直流电源 操作电源 标准
直流电源操作电源标准
直流电源的操作电源标准应符合以下几点要求：
1. 仔细阅读并理解直流电源的使用手册，了解其输入和输出参数，以及相关的
安全注意事项。
2. 根据设备的需求，选择合适的直流电源，并注意其输出电流和额定功率是否
满足使用要求。
3. 在连接直流电源之前，必须确保电源和设备的接线正确无误。
要使用专门设
计的电源线，确保连接牢固可靠，并避免信号干扰。
4. 在调节直流电源输出参数之前，需要确保电源处于关闭状态。
根据设备的需
要，调整电源的电压和电流，以满足系统要求。
要逐步增加电源的输出电流，避
免电流突然增大，造成设备损坏或短路。
5. 遵循安全用电的原则，避免触电等事故的发生。
另外，如果使用数字万用表作为操作电源的标准设备，那么还需要注意以下几点：1. 外观和基本性能测试：检查设备的外观是否完好无损，并测试其显示是否稳
定。
2. 显示校准：连接设备后，断开负载电阻端子，设置空载直流电流，以稳定地
读取数字万用表数据。
之后连接负载电阻器以调整电气输出数据。
3. 公差评估：基于测试的稳压电源装置的准确性进行评估。
以上信息仅供参考，具体标准可能会因直流电源的型号、品牌等因素而有所差异。
在实际操作时，如果遇到问题或不确定的情况，建议咨询专业人士或相关厂家。
直流操作电源及绝缘监视
２ Ｋ Ｍ 是 控制母 线 。在控制 母线装 有两 个二 极管 ｚ １ 、ｚ ２ ，是为 了防止在事故 情况下直流 系统断 电时 ，电容组 向连接 于控制母 线上的其它 回路 放 电 ，而 不 能使 断 路 器 跳 闸 。 二 、直流 系统绝缘 监察装置 （ 见图２ ） 直流系统与继 电保护 、信 号装 嚣、 自动装 置等 连接 ，因此 直流系统 比较复杂 ，发生接地
故
、
三个压敏 电阻构成 。压敏 电阻也称为 “ 突波吸 障 的机 会较 多， 当发 生一 点接 地 时 ， 由 收器 ”。压敏 电阻在 正常时具有很 高的阻抗 ， 于隔离变压器 二次没有 接地 ，没有 短路 电流流 而且不会改变 原 电路特性 ，但 当电路 出现瞬 间 过 ，熔 断器 不会熔 断 ，所 以可 以继续 运行 ． 但 过电压时 ，该压敏 电阻的阻抗会变 的很低 ，使 必须及时发现 迅速排 除故障 ，否 则当另一 点接 各元件或 电路 因此而受 到保 护 １ Ｇ Ｚ 、２ Ｇ Ｚ 为硅 地时 ，可能引起信 号回路 、控制 回路 、继 电保 整流装 ＿ 置 。Ｆ １ 是分流 器，一般 与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ流 电流表 配 护 回路和 自动装置 回路误动作 ，使开关误 跳闸 套使用 。分 流器是测 量直流 电流用 的，根据 直 或误报警 。为 了避免 这种情况 ，要 求经 常监视 流 电流通过 分流器时 在分流器两 端产生 电压 的 直流系统的对地绝缘情况。 原理制 成。当有直流 电流通过 时，产生压 降， 目 前 我 们 各 单 位 配 电 室 的 直 流 系 统 均 采 供直流 电流表 显示 。分流器实 际就是一个 阻值 用这种绝 缘监视装置 。这套装置 主要 由直流绝 很小 的电阻。 １ Ｋ 、２ Ｋ 是交流开关 ，３ Ｋ 、４ Ｋ 是 直 缘监视 继 电器ｘ Ｊ Ｊ 和转 换开关 ｃ Ｋ 及 电压 表２ ｖ 组 流开关 １ Ａ 、２ Ａ 是 直流测量回路 。１ Ｈ Ｍ 、２ Ｈ Ｍ 、 成 。它有 电压检测和 发出监视信 号两个功 能。 ３ Ｈ Ｍ 是合 闸 母线 ，１ Ｘ Ｍ 、２ Ｘ Ｍ 是信 号母线 ，１ Ｋ ￣ Ｉ 、 母线转换 开关Ｃ Ｋ 有 三个位置 ，正常Ｃ Ｋ 手柄 垂直
LXUP-N100微型直流电源
LXUP-N100微型直流电源是一种新型的直流电源设备，主要应用于小型开关站和用户末端提供直流操作电源，可以满足各种使用场合。
直流电源装置体积小，安装接线方便，适合分散安装于各种型号的开关设备内。
使之比一般直流屏系统更可靠，更经济（对小型用户终端更明显），又节省占地空间，降低线路损耗及安装工程量，且维护方便，为电力系统供电可靠性提供新的选择方案。
LXUP-N100微型直流电源，LXUP-N100微型直流电源是我公司引进国外先进的设计理念自主研发的电力专用直流电源，主要应用于变电站、开闭所、环网柜和箱式变电站等场所，为一次开关设备（真空断路器、真空接触器、负荷开关等）以及二次控制、保护和信号回路（如微机保护、远程控制单元RTU、负荷控制装置、指示灯、模拟指示器、智能仪表等）提供可靠的直流电源。
LXUP-N100微型直流电源的输入电源有220V市电和100V电压互感器（TV）两种方式，输出电压有DC220V、110V、48V、24V四种。
最大连续运行功率可达200W，可满足对一次开关设备储能、合分闸指示以及微机保护与监控装置的供电要求，最大瞬间运行功率可达600W，可满足除电磁操作机构以外的弹簧储能与永磁操作机构以及电动负荷开关分合闸要求。
LXUP-N100微型直流电源独特的DSP控制和高频电源技术使其具有高效率、高可靠性能等特点。
本电源还可以并联运行，支持N+1冗余备份，避免现有直流电源一点故障影响整个电源供电的缺陷，极大地提高了变电站操作电源的可靠性。
LXUP-N100微型直流电源具有体积小，安装接线方便等特点，在小型用户终端变电站可分散安装于各种型号的开关柜仪表室或者柜门上，比采用直流屏可减小施工安装工程量与占地面积，又可节省电源电缆，降低线路电压与功率损耗；对于空间有限的箱式变电站和户外（内）环网柜，本电源更具有无可比拟的适用性。
LXUP-N100微型直流电源对蓄电池采用自动充放电管理技术，可大大延长蓄电池的使用寿命；本电源具有较宽的工作温度，可适应于寒冷和高热地区；本电源具备远程通讯与报警功能，可以方便地实现无人值守变电站的自动化管理。
直流操作电源设计要求
直流操作电源设计要求1.直流操作电源设计要求1.1 直流系统设计要求蓄电池的直流系统采用220、110、48V三种电压。
(1)变电所的直流母线，宜采用母线或分段单母线的接线。
采用分段单母线时，蓄电应能切换至任一母线。
(2)重要变电所的操作电源，宜采用一组110V或220V固定铅酸蓄电池组或镉镍蓄电池组。
作为充电、浮充电用的硅整流装置宜合用一套。
其他变电所的操作电源，宜采用成套的小容量镉镍电池装置或电容储能装置。
(3)供一级负荷的配电所或大型配电所，当装有电磁操动机构的断路器时，应采用220V或110V蓄电池组作为合、分闸直流操作电源；当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置作为合、分闸操作电源。
(4)中型配电所当装有电磁操动机构的断路器时，合闸电源宜采用硅整流，分闸电源可采用小容量镉镍电池装置或电容储能。
对重要负荷供电时，合、分闸电源宜采用镉镍电池装置。
当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置或电容储能式硅整流装置作为合、分闸操作电源。
采用硅整流作为电磁操动机构合闸电源时，应校核该整流合闸电源能保证断路器在事故情况下可靠合闸。
(5)蓄电池组的容量，应满足下列要求：1)全所事故停电1h的放电容量；DL/T5044-2004电力工程直流系统设计技术规程(无人值班2h)。
2)事故放电末期最大的冲击负荷容量。
小容量镉镍电池装置中的镉镍电池容量，应满足分闸、信号和继电保护的要求。
(6)当采用蓄电池组作直流电源时，由浮充电设备引起的波纹系数不应大于5％；电压许波动应控制在额定电压的5％范围内。
放电末期直流母线电压下限不应低于额定电压的85％，充电后期直流母线电压上限不应高于额定电压的115％。
(7)交流整流电源作为继电保护直流电源时，应符合下列要求：1)直流母线电压，在最大负荷时保护动作不应低于额定电压的80％，最高电压不应超过额定电压的115％，并应采取稳压、限幅和滤波的措施。
电力行业标准《直流操作电源——交流不停电电源一体化装置规范》编制设想
４ 适应 电力 系统 的高可靠性 、稳定性要 求 ， ． ５ 蓄 电池容量选择要保证 足够的容量，Ｉ Ｐ 、 ． ￣ Ｕ Ｓ Ｉ
Ｄ ／ Ｃ、Ｄ ／Ｃ的负荷 ，考虑直 流电压下 降 、温 ＣＤ ＣＡ
能辐 射作用产 生的较 高的干扰 电压 、静 电放 电等 ， 试验项 目和标准按 国家或 电力行业标准执行 。
４ Ｄ 、Ｕ Ｓ ＣＡ 或 Ｄ 、Ｕ Ｓ ｃＤ 一体化 ． Ｃ Ｐ 、Ｄ ／Ｃ Ｃ Ｐ 、Ｄ ／ ｃ
许短时停 电的交流操 作控制 、保护 和 自动装置及 动力等负荷的电源。不允许交流 电源停 电的负荷 有发电厂 、变电所 的监控 、保护 和 自动装置 的计 算机和微机 、热工仪表 、变送器 、打 印机及显示
器等。
３ 直流变换 电源 （ Ｃ／ Ｃ）：由直流操作 ． Ｄ Ｄ 电源Ｄ 经直流变换装置给低于４ Ｖ Ｃ ８ 的直流弱 电设 备供电的电源 。 电源Ｄ 经逆变器转变为交流供事故照 明等负荷电 Ｃ
的逆变 电源 。
电源装置 。统一 由蓄 电池直流操作系统供电 ， 具备Ｕ Ｓ ＣＡ 或Ｕ Ｓ ＣＤ 的功能。 Ｐ 、Ｄ ／ Ｃ Ｐ 、Ｄ ／ Ｃ 全 厂（ 重要的电源统一 由蓄电池直流操作 电 所） 源供电。具备Ｕ Ｓ Ｄ ／ Ｃ Ｄ ／Ｃ Ｐ 、 ＣＡ 、 ＣＤ 的全部功能 。 以上五种类 型 ，各发 电厂 和变 电所根据设计 要求可选择其 中之一种 。 目前 ，我 国信息 、通信 、家 电和 国防等领域 普遍采用高频开关技术 的 Ｄ ／ Ｃ ＣＤ 电源装 ＣＡ 、Ｄ ／ Ｃ
一
体化 。根据发 电厂和变电所 的特点及用 电要求
可分为 以下类型 ：
代 以来 ，国家或 有关行业 已颁布 了 《 通信用高频
超级电容直流操作电源
摘要：提出采用超级电容，即双电层电容器ＥＤＬＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｏｕｂｌｅ—Ｌａｙｅｒ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）代替铅酸蓄电池 设计的直流操作电源系统。超级电容用于为冲击负荷和故障负荷提供电能．可根据负荷大小确定超
级电容的容量，一般选择１ Ｆ／３００ Ｖ，一只或多只并联。对于超级电容的储能密度不如铅酸蓄电池高
的缺点．电源系统采用了双充冗余热备份结构。通过对超级电容系统的可靠性分析．表明冗余备份
使电源系统的平均故障间隔时问ＭＴＢＦ（Ｍｃａｎ Ｔｉｍｅ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｆａｉｌｕｒｅ）提高了１．５倍。应用结果表明
用超级电容代替铅酸蓄电池是直流操作电源系统的一个改进方向。
关键词：直流操作电源；超级电容；冗余设计；可靠性
超级电容与蓄电池相比，具有环保、寿命长、对
表ｌ超级电容与铅酸蓄电池特性比较 Ｔａｂ．１ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｃｈａｒａ（·ｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｂｅｔｗｅｅｎ
ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ ａｎｄ ｌｅａｄ·ａｃｉｄ ｂａｔｔｅｒｙ
比较内容
ＥＤＬＣ超级电容
铅酸蓄电池
环保性
材料无毒．环保性好材料有毒．重金属污染
［３］陈永真．超级电容器原理及应用［Ｃ］∥中国电源学会第１５届全 国技术论文集．上海：中国电源学会，２００４：４９９．５０２． ＣＨＥＮ Ｙｏｎｇｚｈｅｎ．Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ［Ｃ］∥ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ １５ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｆｕｒ ＣＰＳＳ． Ｓｈａｈｌｓｈａｉ：Ｃｈｉｎａ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００４：４９９－５０２．
［５］张丹丹，姚宗千．大容世高储能密度电化学电容器的研究进展 ［Ｊ］．电子元件与材料，２０００，１９（１）：３４—３７． ＺＨＡＮＧ Ｄａｎｄａｎ．ＹＡＯ Ｚｏｎｇｇａｎ．１１１ｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｅａｐｍ‘ｉｌｏｒ ｏｆ ｈｉｇｈ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｎｓｉｔｙ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓ＆Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０００，１９（１）：３４—３７．
电力工程直流操作电源系统的原理、设计与设备选择
电力工程直流操作电源系统的原理、设计与设备选择许继电源XX2005年8月201.直流操作电源的历史与发展发电厂和变电站中，为控制、信号、保护和自动装置（统称为控制负荷），以及断路器电磁合闸、直流电动机、交流不停电电源、事故照明（统称为动力负荷）等供电的直流电源系统，通称为直流操作电源。
1.1直流操作电源的历史根据构成方式的不同，在发电厂和变电站中应用的有以下几种直流操作电源：1）电容储能式直流操作电源：是一种用交流厂（站）用电源经隔离整流后，取得直流电为控制负荷供电的电源系统。
正常运行时，它给与保护电源并接的足够大容量的电容器组充电，使其处于荷电状态；当电站发生事故时，电容器组继续向继电保护装置和断路器跳闸回路供电，保证继电保护装置可靠动作，断路器可靠跳闸。
这是一种简易的直流操作电源，一般只是在规模小、不很重要的电站使用。
2）复式整流式直流操作电源：是一种用交流厂（站）用电源、电压互感器和电流互感器经整流后，取得直流电为控制负荷供电的电源系统，在其设计上，要在各种故障情况下都能保证继电保护装置可靠动作、断路器可靠跳闸。
这也是一种简易的直流操作电源，一般只是在规模小、不很重要的电站使用。
3）蓄电池组直流操作电源：由蓄电池组和充电装置构成。
正常运行时，由充电装置为控制负荷供电，同时给蓄电池组充电，使其处于满容量荷电状态；当电站发生事故时，由蓄电池组继续向直流控制和动力负荷供电。
这是一种在各种正常和事故情况下都能保证可靠供电的电源系统，广泛应用于各种类型的发电厂和变电站中。
以上电容储能式和复式整流式直流操作电源系统，在六、七十年代有较多的应用，八十年代以后，由于小型镉镍碱性蓄电池和阀控式铅酸蓄电池的应用，这种操作电源在发电厂和变电站中已不再采用。
而蓄电池组直流操作电源系统，其应用历史悠久，且极为广泛。
现代意义上的直流操作电源系统就是这种由蓄电池组和充电装置构成的直流不停电电源系统，通常简称为直流操作电源系统或直流系统。
二、直流操作电源
《供配电技术》
分闸时，扳下操作机构手柄使断路器分 闸。断路器的辅助触点QF3—4断开，切断 跳闸回路，同时辅助触点QF1—2闭合，绿 灯GN亮，指示断路器已经分闸。绿灯GN 亮，还表明控制回路的熔断器FU1、FU2是 完好韵，即绿灯GN同时起着监视控制回路 完好性的作用。
《供配电技术》
当一次电路发生短路故障时，继电保 护装置动作，其出口继电器KM触点闭合 ，接通跳闸线圈YR的回路(QF3—4原已 闭合)，使断路器跳闸。随后QF3—4断开 ，使红灯RD灭，并切断YR的跳闸电源。 与此同时，QF1—2闭合，使绿灯GN亮。 这时操作机构的操作手柄虽然仍在合闸位 置，但其黄色指示牌掉落，表示断路器自 动跳闸。
6～35kV系统的绝缘监视装置，可采用 三个单相双绕组电压互感器和三只电压表进 行测量，也可以采用一个三相五芯柱三绕组 电压互感器测量。
《供配电技术》
• 当一次电路某一相发生接地故障时，电 压互感器二次侧的对应相的电压表指零， 其他两相的电压表读数则升高到线电压。 由指零电压表的所在相即可得知该相线发 生了单相接地故障。但是这种绝缘监视装 置不能判明是哪一条线路发生了故障，因 此它是无选择性的，只适用于出线不多的 系统及作为有选择性的单相接地保护的一 种辅助装置。
• 断路器位置信号用来显示断路器正常工作的 位置状态。一般是红灯(符号RD)亮，表示断 路器在合闸位置；绿灯(符号GN)亮，表示断 路器在分闸位置。
《供配电技术》
• 事故信号用来显示断路器在事故情况下 的工作状态。一般是红灯闪光，表示断路 器自动合闸；绿灯闪光，表示断路器自动 跳闸。此外还有事故音响信号和光字牌等 。
《供配电技术》
由于红、绿指示灯兼起监视分、合闸回路 完好性的作用，长时间运行，因此耗能较多。 为了减少操作电源中储能电容器能量的过多消 耗，因此另设灯光指示小母线WL(+)，专用来 接入红、绿指示灯。储能电容器的电能只给控 制小母线WC供电。
变配电站操作电源概述
变配电站操作电源概述变配电站操作电源概述操作电源是保证变配电站正常运行的重要条件之一，它为变配电站开关柜提供信号与合分闸电源；有些变配电站站内事故照明也引自操作电源屏。
操作电源设计1、110V 与及以10kV可采用交流操作。
2操作电源电压等级选择操作电源电压等级根据所选用的操动机构来选择。
电磁操动机构的合闸电流一般都在100A以上，所以选用电磁操动机构时，操作电源电压应选用直流220V。
弹簧储能操动机构与永磁操动机构电源电压有直流与交流两种。
弹簧储能操动机构的储能电动机功率只有几百瓦，合分闸电流只有3~5A，永磁操动机构的电源电流与合分闸电流均不到1A。
操作电源为直流操作时，选用弹簧储能与永磁操动机构，操作电源电压应选用110V。
此时蓄电池串联级数可减少一半，其并联级数虽然也应增加一倍，但由于其工作电流小，绝对值增加并不大。
此时可降低直流屏成本。
操作电源为交流操作时，为方便取得备用电源，交流操作电源只有220V一种电压等级。
直流3源220V交流操作电源。
采用交流操作时，如果选用变配电站综合自动化（微机保护）装置，因为变配电站综合自动化（微机保护）装置本身的工作电源消失后就无法运行。
变配电站综合自动化装置（微机保护）的保护跳闸需要通过操动机构的跳闸线圈来跳闸，因此应设计低电压短延时切换的不间断后备电源。
否则变配电站母线或出线开关柜出口发生短路事故，事故电压降低到跳闸线允许最低电压以下时，断路器操动机构就会拒动，引发越级跳闸。
4操作电源的接线方式采用电磁操动机构时，其合闸电流一般都在100A以上，此时操作电源的合分闸电源与控制电源分为两段母线，并将合分闸母线电压提高到蓄电池充电电压240V，90V。
压为5计对地绝缘监测。
如果发生单极或单相接地，对地绝缘监测发出报警，可以采取分段与分路临时拉闸的办法查找出接地回路。
直流操作的直流电源系统容易实现不接地系统（IT系统）。
交流操作操作电源可取此电压互感器，并选用100/220V隔离并升压变压器提供电源220V交流操作电源，采用不接地系统。
操作电源(1)
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二、储能电容器检 查装置
为了防止储能电 容器开路或老化， 即电容器容量降低 或失效，应定期检 查电容器的电压、 泄漏电流和容量。 检查装置电路图如 图所示
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蓄电池的电解液不同，可分为酸性蓄
蓄 电池和碱性蓄电池两种。
电
酸性蓄电池常采用铅酸蓄电池。酸性
池 蓄电池一般适用于大型发电厂和变电站。
直
浮充电运行方式既提高了直流系统供电的可靠 性，又提高了蓄电池的使用寿命．所以得到了广泛 应用。
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三、镉镍蓄电池的直流系统 镉镍蓄电池按其放电电流大小分为中倍率放电型(GNZ)
和高倍率放电型 (GNG)两种。 中倍率放电型镉镍蓄电池与铅酸蓄电池性能相似，其设
计选择可按铅酸蓄电池进行。 高倍率放电型蓄电池的内阻小，瞬时放电串高达20~30
池组、浮充电设备和相关的开关及测量 仪表组成。
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蓄 电 池 组 GB 是 由 不参加调节的基本(固定) 蓄电池(n。)和参加调节 的 端 电 池 (n’) 两 部 分 组 成。采用端电池的目的 是为了调节蓄电池的接 入数目，以保证母线电 压稳定。端电池通过端 电池调整器进行调节， 端电池调整器的工作原 理如图所示。
蓄电池的容量一般分为额定容量和实际容量两种。 1．额定容量 额定容量是指充足电的蓄电池在25oC时，以10h放电率放 出的电能。 2．实际容量
蓄电池实际容量与放电电流的大小关系甚大，以大电流 放电，到达终止电压的时间就短；以小电流放电，到达终止 电压的时间就长。
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二、蓄电他的直流系统及运行方式 1．蓄电池的直流系统 蓄电池直流系统是由充电设备、蓄电
（3）波纹系数小于5%。
（4）使用寿命、维护工作量、设备投资、布置面积等应合理。
直流操作电源基础知识
整流模块电流选择
• 整流（充电）单元电流的选择，主要由直流系统 中的蓄电池容量，即蓄电池组所需要的充电电流， 和经常性负荷所决定的。
• 直流系统经常性负荷（常规负荷）由用户方在设 计阶段提出
• 铅酸蓄电池组的充电电流主要按如下公式计算：
I充电 0.1C10
其中，C10指铅酸蓄电池10小时率放电的容量
我司目前可提供标准整流模块有如下几类：
• 直流220V输出，5A，7A，10A，20A， 30A，40A
• 直流110V输出，10A，20A，40A • 220V或110V直流转48V直流输出，20A，
30A • 220V或110V直流转24V直流输出，20A，
30A
• 根据上述类型，选定一种模块后，用总电 流除以单个模块电流后，再加上1即可得整 个系统所需要的模块数量
控制母线上 • 动力负荷一般比较大，控制负荷较小
控制负荷主要包括：
• 继保装置及自动装置 • 信号装置 • 电气及热工控制操作装置、仪表 • 控制室常明灯
动力负荷主要包括：
• 断路器分、合闸 • 隔离开关操作及闭锁 • 发电厂汽机调速电动机 • 事故照明 • 汽轮机直流润滑油泵和发电机氢冷直流密
– 直流屏 – 电力UPS – 交流事故照明 – 逆变器 – 有源逆变器 – 通讯电源
一体化电源框图
交流输入
整流器 整流器
逆变器
交流220V
通讯模块
直流48V
有源逆变器
逆变器
交流220V
直流220V 合闸回路
降压装置 控制回路
电池
直流操作电源基础知识
直流操作电源应用领域
• 主要应用于各类发电厂，各级变电站（这 类系统容量较大）
直流操作电源讲解
牵引所操作电源小结首先谈一下我对这个知识点的认识：很多人认为这一章非常难，很多公式及方法没法理解，我想究其原因可能是对蓄电池和操作电源（开关电源）的特性理解不透彻，尤其是蓄电池的特性让众多考友挠头。
恰恰如此，考试委员会偏偏每年都考这一块——高频考点！高到什么程度呢？自从有了注册考试以后，有且只有11年没有考试直流相关题目！可见这一块是多么重要啦！所以对于大多数人还是需要有的放矢的，只有命中心脏，我们才能一击必中，我认为直流这一块也是注电考试的一个大动脉，能抓住这一块，10分就轻松到手了！因此本篇小结，分三部分来介绍——蓄电池基本知识、操作电源内容总结、历年考题小结。
1、蓄电池基本知识1.1蓄电池的型号命名术语和定义我国通信行业标准YD/T 799—2010《通信用阀控式密封铅酸蓄电池》规定，蓄电池型号命名用汉语拼音字母表示，命名方法如图2.1所示。
采用通信行标的原因可能是通信行业的蓄电池使用量大的缘故。
图1.1 蓄电池的型号命名方法例1：GFM—1000为额定电压2V、额定容量1000Ah的固定型（G）阀控式（F）密封（M）蓄电池。
例2：6—FM—65为内有6只单体电池、额定电压12V、额定容量65Ah的阀控式（F）密封（M）蓄电池。
此外，3—Q—240是表示内有3只单体电池、额定电压6V、额定容量240Ah的起动（Q）电池。
1.2阀控式密封铅酸蓄电池的结构阀控式密封铅酸蓄电池的英文名称为Valve Regulated Lead Acid Battery（缩写VRLAB），有的资料将它表达为“VRLA 电池”。
正常使用时保持气密和液密状态；当内部气压超过预定值时，安全阀自动开启，释放气体；当内部气压降低后，安全阀自动闭合使电池密封。
在使用寿命期间不用补加水或电解液。
阀控式密封铅酸蓄电池由电池槽、正负极板组、电解液、隔板、安全阀、引出端子等部分组成。
正负极板组正、负极板组由单片正极板和单片负极板分别用汇流条焊接而成，其排列示意图如图2.2所示。