变电站电力操作直流电源系统的可靠性研究

摘要

电能已经成为现代人们生活当中不可缺少的动力源,电力系统的运行必须安全、可靠,这样才能保证供电的正常,直流电源系统作为变电站电力系统的保障,也就必须稳定可靠。基于软开关技术的高频开关电源因其性能可靠、效率高、寿命长等优点,成为了现代电力操作电源系统中的重要组成部分。将现代网络技术、计算机检测技术融入到变电站直流电源系统中,实现了对直流电源系统的实时远程监控,从而为变电站一次设备提供了安全、可靠的保障,为人们生产、生活带来了更高质量的保障。 本文首先简单分析了直流电源系统各个模块的工作原理,然后从整体出发给出了直流电源系统的整体设计规则。对各个直流电源系统的关键模块和采用的关键技术在后面分别作了详细的探讨。 作为直流电源系统核心的充放电模块是本文研究的重点,充放电模块的好坏直接影响到蓄电池组的寿命及整个系统的各项性能的好坏。由于传统的充电模块采用的是相控整流,存在着输出电压纹波大,谐波污染严重,转换效率低,系统体积庞大等缺点。针对传统技术的弊端,采用全桥移相PWM软开关技术的高频开关电源可以解决上述问题。全桥移相PWM软开关技术是使变换器的开关在ZVS和ZCS条件下进行通断,一方面,降低了开关损耗,提高系统的效率,另一方面,由于变换器的开关工作频率的提高,使得系统体积缩小,提高了系统的功率密度,并且开关电源输出稳定度高,将延长蓄电池的使用寿命,从而保证供电系统的可靠。可扩展性好、效率高、动态性能好的分布式电源成为电力电子技术的研究热点。分布式电源采用的是均流技术使功率小的电源模块并联起来,通过控制电源模块的数量来满足不同负载的需求。本文对用于变电站直流电源系统的均流技术作了深入的分析,详细比较了几种常用的均流技术的特点。 文章对直流电源系统接地问题作了分析,这是造成直流电源系统误动作或拒动作的重要原因,并研究了绝缘监测的原理和实现方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪 论

1.1 课题的研究背景

1.2变电站直流电源系统的发展史及研究现状

1.2.1充电模块部分发展进程

1.2.2蓄电池发展进程

1.2.3监控系统发展进程

1.2.4前景展望

1.3全文的主要研究内容

第二章变电站直流电源系统的总体设计

2.1直流电源系统的构成

2.1.1蓄电池

2.1.2高频开关电源整流模块

2.1.3监控单元

2.1.4绝缘监察装置

2.1.5蓄电池在线测试

2.1.6馈电单元

2.2直流电源系统的工作原理

2.2.1智能型直流电源系统主要特点

2.2.2智能型直流电源系统工作原理

2.3总体结构的设计

2.3.1直流操作回路的设计原则

2.3.2高频开关电源模块配置

2.3.3绝缘监察装置的整体设计

2.3.4蓄电池容量的选择

2.3.5系统中的抗干扰措施

2.3.6直流电源系统的其它设计规定

2.4本章小结

第三章高频充电模块的工作原理

3.1基本的全桥PWM变换器

3.2高频开关整流装置与传统可控硅整流装置在系统可靠性等方面的比较

3.3本章小结

第四章并联运行均流技术

4.1并联均流技术发展状况

4.2开关电源并联系统常用的均流方法

4.2.1输出阻抗法

4.2.2主从设置法

4.2.3其他均流方法

4.2.4各种均流方法的对比

4.3本章小结

第五章绝缘监测技术

5.1绝缘监测的重要性

5.1.1直流电源系统发生漏电接地

5.1.2直流系统接地概念及分类

5.1.3直流电源系统发生漏电接地的危害

5.2查找、排除直流系统接地故障

5.3直流系统接地故障分析

5.4.查找直流接地故障的注意事项及相关技巧

5.5漏电接地电阻的分析与计算

5.5.1 电桥平衡检测法

5.5.2 电流传感器检测法

5.6漏电接地监测方法及其原理

5.6.1单同线供电接地

5.6.2双回路供电接地

5.6.3环网供电接地

5.6.4 Ⅰ、Ⅱ段串电接地

5.6.5交直流串电接地

5.6.6正、负极均等电阻接地

5.7本章小结

第六章现场最佳运行研究

6.1.直流系统设备状况

6.2运行方式的确定

6.2.1直流系统各种运行方式及切换：

6.2.2运行方式间的转换原则

6.3定值的整定

6.4蓄电池维护

6.4.1初始充放电

6.4.2浮充和均充

6.4.3使用后电池容量测试和维护

6.5设备检查与事故处理

6.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢