低压直流供配电技术

1、 低压直流供配电技术 摘要：随着经济和科技水平的快速发展，电力行业发展也十分快速。交流配电系统无法做到毫秒级的切换，对大多数二级负荷用户来说，在这个切换过程中即便是备自投能够切换成功，负载装置已经跳停或设备已经停运，造成的损失是巨大的。在车间低压配电装置进行备自投还存在一定的风险，如双回线路其中一个回路突然无电，可能是该回线路存在短路故障，备自投的结果是把另一个线路也跳闸了，就扩大了停电的范围。在电网发生闪络时，这种配电系统根本没有反应。目前对交流低压双回线路备自投的研究比较少，交流低压用户即便是双回线路供电，仍然受上级进线电压闪络的影响。本文研究的是构建一种双回线路交流中压输电，双回线路低压

2、配电的车间级配电系统，以解决诸如输电线路电压闪络等对连续供电的影响。关键词:双回线路;直流供配电；技术引言近年来，随着我国现代化电力建设体系的不断发展及完善，在输配电的可靠性、安全性及稳定性方面都取得了显著成效。尤其是电力电子技术领域的飞速进步，各种电子元件在配电网中的应用，进一步降低了线损，提升了配电质量与效率，使得经济效益得到大幅提升。目前，低压直流配电技术是全世界各国电力技术研究的主要方向与趋势。1低压直流配电存在的技术问题1.1谐波由于低压直流配电技术需采用大量的电力电子元件，这导致了谐波问题。谐波不仅会使电缆、变压器等设备容量降低，同时还会使设备老化速度的加快，降低设备使用年限，甚至

3、直接损坏。谐波极大地影响了低压直流配电技术应用的可靠性与安全性。此外，谐波还会造成电能浪费，增加不必要的经济损失。因而谐波必须被充分滤除。目前而言，滤除谐波的方式主要有谐波源改造，如将整流装置的相数提高；以及设置滤波器，即补偿法。目前较为常用的方式是设置滤波器，既能够在一定程度缓解无功补偿设备的压力，又能够节省成本。1.2谐波与无功补偿电力系统电压控制的主要方法就是无功功率控制，加之lvdc有较大的无功功率损耗，无功补偿技术变得尤为重要。控制无功功率方法有许多，并联电容器由于其经济简单、方便灵活已逐渐成为一种主要方式。1）谐波对并联电容器影响。谐波电流叠加在电容器基波电流上造成电容器电流有效值

4、增加，温升升高甚至过热而降低电容器寿命。谐波电压叠加在电容器基波电压上使得电容器电压峰值增加，影响使用寿命。2）并联电容器对谐波影响。并联电容器投入系统中后，系统的谐波阻抗发生变化，既可能为感性也可能为容性。对于特定谐波，并联电容器有可能与系统发生并联谐振。1.3电网闪络原因:1)自然因素。雷电、大风、大雾。随着自然灾害频发和严重，近些年来，电网闪络的频度和强度也越来越大。2)设备因素。并联用户，由于各种设备运行年代参差不齐、污闪引起的线路短路，相邻双回线路故障、设备故障、大型电机起动、输入电源异常等都有可能引起供电系统闪络。由此会对邻近变配电的用户造成影响，甚至引起设备断电。同一用户的并联设

5、备性能、运行状况不良等，也会造成紧邻配电网络的闪络。3)人为因素。对电力的不合理使用、调度，设备维护不到位，操作人员的误操作等造成的瞬时短路等问题，都会导致紧邻配电网的闪络。2低压直流配电技术2.1低压直流供电方案低压直流供电同动力ups方案相比具有更大的优势，可省去储能单元的巨大投入，降低投资成本。储能单元的故障率同整流单元相比较高，还存在一定的安全隐患，在不少应用中发生了火灾事故，因而直流供电方案提高了供电系统及其本身的可靠性。双回线路直流供电系统就可以不必配置大容量的储能设备，从根本上消除这一隐患。2.2直流配电网更便于直流负荷接入大多数的工业负荷是利用变频技术提升电能利用率，与此同时，

6、大部分办公家用电器设施利用直流供电会更加简单、节约能源，很多家庭电器都使用直流供电方式，电流电压纹波非常少，同时电能损耗比交流要低50%。因此，不但要将有关设备结构进行简化，节省成本，还要防止因换流器造成对交流系统的影响。2.3系统元件换流器。换流器（电压源）是由igbt等开关器件（全控半导体）六脉或十二脉波组成电路，负责变换直流/直流（dc/dc）、直流/交流（dc/ac）及交流/直流（ac/dc）。联接变压器。联接变压器负责从换流器接收交流功率，或是将交流功率提供给换流器，同时变换电压（交流电网侧）到符合配电需求的范围内。在低压直流配电系统中为对三相或单相变压器调分接头，通常采用dy接法，

7、这一接法不仅能够增强无功状态与有功状态下的输送能力，同时还能够避免交流系统受零序分量（由调制模式引起）影响。相电抗器。相电抗器即可对短路电流与开关频率谐波量（电流与电压由换流器输出）进行抑制，同时还能够对无功和有功功率的控制产生影响。简而言之，功率输送（换流器）能力由相电抗器决定。滤波器。电力电子元件构成的换流器，谐波会在交流侧产生，滤波器可对高次谐波（直流侧电压）、较低次特征谐波（交流侧）进行滤除，从而使总谐波畸变率满足谐波要求标准。在对开关进行高频快速动作时，可降低对周边环境、通信线路以及设备的电磁干扰。直流测电容。换流站的支撑电压主要由直流侧电容提供，同时可对直流电压的波动起到抑制作用，

8、使冲击电流（桥臂开端）得到缓冲，从而降低电压谐波在直流侧的影响。直流线路。电缆或是架空线都可作为直流线路，现阶段而言，电缆输电是直流输电系统（柔性）中的主要方式。采用这一方式，可有效防止直流侧故障电流出现不可控问题，使稳定性与可靠性得到提升。地埋式直流电缆在城市配电网中的应用，不仅不会对城市市容造成不良影响，同时还能够有效增加城市电网电容。接地。低压直流配电系统的回线通常采用单极搭地的方式，在大地电阻率偏高或是大地电流过大时，需安装接地极防止出现接地电压过大问题。在无法采用大地作为回线，或者地极的选择较为困难时，可采用双极两端中心点接线或者单极金属回线的方式。结语我国的低压直流配电技术及其应用

9、还需要与时俱进，根据社会经济与科学技术的发展趋势，该技术方案安全有效，达到了预期的目的，符合电网运行对用户的要求。直流双回线路供电相比交流供电系统，更具有优越性。由于低压直流供电系统是首先对低压交流进行三相整流，然后并联运行，对于tn接地型式的交流变配电系统，不会在两个回路产生环流。即使均流在特殊情况下失效，由于变压器、整流模块都是按全部负载的120%负荷能够长期安全运行设计的，也不会对低压变配电系统产生不利的影响和危险，但总是希望双回线路的变配电系统能够各自分担50%的负荷运行。这样，在双回线路设备的运行状况、维护保养周期、使用寿命上都尽可能一致。参考文献1李霞林，郭力，王成山等直流微电网关键技术研究综述j中国电机工程学报，2016，36(1):2172吴鸣，刘海涛，陈文波等中低