变电站直流电源设计

1、110KV变电站直流电源支持设计列表第一章：前言1.1主题的研究背景、重要性和目的1.2直流操作电源系统简介1.3直流电源运行电源的现状和发展趋势1.4正常运行条件1.5功能1.6系统配置电缆第二章系统组屏幕2.1功能分割画面2.2组屏幕形式2.2.1小型一体式机柜系统2.2.2小型拆分器机柜系统：2.2.3大型拆分器机柜系统2.3实际组屏平凉变电站第三章仿真和实验结果3.1电气性能、环境和安全检查3.2并行机器电流共享不平衡和冗余大气测试3.3电磁兼容性测试第四章结论摘要：本文对我公司PZ61智能高频开关电源操作直流电源系统进行了合理应用，进行了详细设计。PZ61智能高频开关电源操作直流电源

2、系统是根据多年来电力电子产品和完整的电力设备在线操作经验构建的，是一种高可靠性的产品。主要为电站、水电站和各种变电站中的控制、信号、测量、继电保护和自动装置等控制负荷，提供断路器电磁闭路、直流电动机、交流断电电源、事故照明等电力负荷的直流电源。该电源采用多电流控制和保护功能，进一步提高了电源的可靠性。结构上采用自冷却方式，降低了现场恶劣使用环境下电源的故障率。本设计经过许溪电力公司相关专家的探讨，进行了相关仿真测试，该设计可运行，在变电站中发挥了良好的作用。关键字：直流绝缘监测直流配电装置直流电源系统ABSTRCT:the anti-interference of switch power s

3、upply is also introducted . based on the theoretical analyze，the EMC of switch power supply is solved by eeethe power supply adopts multi-layer control and protection，it makes the relieability higher。the fault introducted by bad environment condition is less by the use of self-coled structure。the au

4、thor complets the design and study of 3kw electric power DC system based on soft-switching .the power supply has certified by the type test of n Ational relay quality supervision and inspection center and put into market successfully。keywords : DC operating power supply，phase-shifted full bridge sof

5、t switch，peak current control第一章前言1.1主题的研究背景、重要性和目的平凉领导网站办公室解决变电站安全风险问题http:/www . . cn 2006-9-7113333333333333336943字体3336943添加到收藏夹9月6日上午，赵成成副市长率领里料、规划、电力等部门及负责红楼区的同志前往4十里商店，现场解决了影响110KV变电站安全运行的隐藏问题。110KV变电站今年8月投入运行，其建设为平凉经济发展提供了强大的电力支持。合理应用我公司PZ61智能高频开关电源运行直流电源系统，详细设计了我市变电站存在的问题。河溪电力公司是国内

6、电力系统运行电源的主要供应商，也是第一家获得支持直流运行电源设备的电力系统的推荐厂商，也是市场份额最大的制造商。该课题的顺利完成有助于许溪电力公司产品的系列化，提高相关产品的稳定性和可靠性。在电力运行电力系统中使用高频开关电源已经成为市场和现代电力电子技术综合开发的产物。但是，在电源运行电源系统的性能要求和长期发展中，高频开关电源的解决和改进还存在一些问题。例如，考虑到冲击负载较大的负载特性，必须加强输出短路特性和非线性负载能力。开关电源的可靠性和可靠性仍有改进的馀地。电磁兼容性(EMC)仍处于改进和改进阶段。追求小型化，轻量化是开关电源的发展方向。作者将电力电子转换技术和软开关技术应用于大功

7、率直流工作电源，优化了控制方法，设计了想在这方面做一些工作的合理应用。1.2直流操作电源系统简介电源操作电源是电源系统提供二次电路的电源。主要有交流电源操作电源和直流电源操作电源两种，其中直流电源操作电源应用更广。直流电源工作电源主要用于发电站、水电站和各种变电站，为控制负载(例如控制、信号、计算机监控、测量、继电保护和自动装置)、直流电动机、交流无停电电源设备、事故照明等电力负载提供直流电源。直流系统的电气负荷非常重要，电源的可靠性要求很高。直流系统的可靠性是保证电站、变电站安全运行的决定性条件之一。76直流电源操作电源系统主要包括交流配电装置、整流器、电池组、降压装置、直流配电装置、电池检

8、查、绝缘监控、充电监控、配电监控和集中监控。方块图如图1-1所示。图1-1直流电源操作电源系统图如图1-2所示，系统能源流程图：图1-2系统能源流程图1.3直流电源运行电源的现状和发展趋势1.3 1直流电源操作电源状态目前主要在电力系统中工作的直流电源操作电源有相位控制直流电源和高频开关直流电源。随着电力电子技术的发展和用户对电力操作的直流电源要求的提高，传统的相位控制整流电源体积大、噪声大、功率效率低、电网有严重污染，正在逐步报废。由于体积小、噪音低、功率因数高、效率高、性能稳定，开关电源也越来越成熟，成为市场需求的热点。直流电源操作电源的类型。使用AC/DC转换器的直流电源操作电源。根据输

9、入分为单相交流输入和三相交流输入。输出电压等级为110V和220V。海外产品均以单相交流输入的开关电源为主，国内产品有单相交流输入和三相交流输入两种。主要用于直流电源工作电源的主电路拓扑是全桥、半桥转换电路。如果输入为单相交流，主回路的输入级别还会增加活动功率因数校正(APFC)回路。这个电源成本高，但输入特性好。例如，谐波电流较小，功率因数高，通常大于0.99。大中型开关电源通常使用全桥转换电路。在中小型开关电源中，半桥、双管正激转换电路也很有用。最近，还有将三电平转换电路用于电力工作电源的研究单位。反馈控制方法主要采用电压控制模式和电流控制模式。电压控制模式稳定性好，动态性能差，可靠性高，

10、承载能力好。电流控制模式具有动态响应速度、主电路过电流控制功能、高系统可靠性。电流控制模式又分为平均电流模式和峰值电流模式。由于软开关技术的应用，目前国内只有华为、许启电源的电源操作电源模块应用移相全桥软开关技术。也有采用准谐振软开关技术的制造商。在国内电力市场，国外的电力操作电源具有APFC电路，可以使用并行谐振软开关技术实现主开关管的零电压开关(ZVS)。在使用的交换机设备中，主要是IGBT和电源MOSFET。一般功率使用3千瓦以下开关电源中的电源MOSFET作为主开关设备。交换机频率是数十khz到数百kHz。在高功率应用中，由于IGBT的电压、电流容量大，因此使用得更多。开关频率通常为2

11、0kHz到50kHz。IGBT有电流托业现象，开关频率不高，可以减少开关损耗。对于磁性元件，由于高频软磁材料的开发，高频变压器和过滤器电感的设计更加灵活多样。目前更多地使用EE类型、环结构。变压器主要使用铁氧体的材料，目前国内生产企业的制造水平已经充分满足了开关电源的要求，其材料高频损耗也是南京江大、北京七星飞行等制造商小。高频过滤器电感主要使用铁氧体材料、铁镍50材料、铁硅铝材料等。用铁氧体材料制作电感应添加气隙以防止电感饱和，这可能存在漏磁问题。用铁镍50材料或铁硅铝材料制作的环形芯具有磁导率很低、高频损耗小、价格合理等特点，是进行高频电感的理想材料。但是加工更难。目前，北京七星飞行是国内

12、低渗透高频软磁材料制造的最佳制造者。热释放方式主要使用强制风冷和自冷。目前，大量使用强制风冷结构。国内使用环境一般不好，灰尘多，强制风冷结构(而不是单独的空气导管)的直流电源操作电源模块，环境造成的故障率高。因此，具有独立风管的强制风冷结构和自冷结构的形式是主要发展趋势。在电磁干扰方面，问题更为突出。由于成本和技术的限制，大多数制造商的开关电源的输入滤波电路不会消除开关电源对电网侧的电磁污染，有些制造商根本不会处理。部分电磁兼容性检查项目即将实施，必须妥善处理开关电源的电磁干扰问题。此外，不适当的防雷措施也是工作电源损坏的原因之一。目前国内在国外生产符合电压等级的高频开关电源的企业不多，国内开

13、发、生产该产品的单位也不少。但是外国产品不符合昂贵的价格和中国的国家条件，没有完全进入中国电力市场。与此同时，由于进入电网的许可证问题，关闭电源的制造商主要是国内，进口电源主要支持该制造商。主要生产企业包括许河、深圳华为(仅限生产模块)、深圳奥特欣、烟台东方电子、黑龙江省哈尔滨的救主、青岛的清田、浙江清田、无锡的萨达、北京动力环、江苏的大唐科学院、武汉的电力仪表等。1.3.2直流电源运行电源的发展趋势随着国家对电网电能质量要求的提高，技术的发展，特别是电力设备的更换，电力转换技术的持续改进，新的电磁材料的持续使用，控制方法的持续发展，相关领域技术的持续融合，开关电源的缺点逐渐克服，特别是近年来

14、随着软开关技术的逐步应用，直流电源工作电源的开关损耗降低，功率因数提高，输入方面的缺点逐渐克服当前直流电源操作电源的发展趋势如下：(1)进一步提高开关频率，降低音量，提高功率密度，减轻重量，(2)提高功率因数，减少电流谐波污染。(3)降低开关设备的电压、电流应力，提高开关设备的可靠性。(4)提高整个机器的效率。(5)减少开关噪音和电磁干扰，可以提高电磁兼容性；(6)提高浪涌冲击耐受性。(7)提高开关电源的智能。(8)直流电源操作电源模块暂时没有完整的数字控制产品。但是数字控制技术是开关电源的发展趋势。目前，一些控制芯片制造商正在开发适用于开关电源的低成本全数字控制的专用控制芯片。在技术应用中，

15、软交换技术主要集中在软交换技术上，因为在减少开关损耗的同时，可以大幅降低开关设备的电压、电流应力和开关噪声，提高整个设备的可靠性和功率密度。1.4正常运行条件1.4.1一般工作环境条件a)环境温度：-5 40。b)大气压力：80kPa至110kPa。c)相对湿度：最潮湿月份的平均最大相对湿度为90%，同时该月份的平均最低温度为25c。表面没有露水。d)安装位置：从基准沿任一方向垂直安装，不超过5度。e)使用处：没有强烈的震动和冲击，没有爆炸的危险，可以破坏绝缘的媒体，防御雨、雪、风、沙的设施。正常运行电源条件a)交流输入电压：380V15%，相位不平衡对称小于5%。b)交流电源波形：正弦波。c

16、)交流电源频率：50hz 5%。1.4 2技术规格直流输出电压a)用于负荷控制的直流总线电压为系统公称电压值的85%到110%。b)电源负载的直流汇流排电压为系统标称电压值的87.5%至112.5%。c)控制电源负荷和连接电源的直流总线电压为系统公称电压值的87.5%到110%。d)硅降压设备设置直流系统，控制负载和功率负载混合电源：控制负载直流汇流排电压为系统标称电压值的87.5%至110%。电源负载直流汇流排电压为系统标称电压值的87.5%至115%。直流输出电流a)用于负载控制的直流总线电流为125A、160A、200A、250A、300A和400A。b)电源负载的直流总线电流为125A、160A、200A、250A、300A、400A、500A、630A、800A、1000A、1250A和1600A。c)控制与电源负载组合的电源的直流总线电流为125A、160A、200A、250A、300A、400A、500A、630A、800A、1000A、1250A和1600Ad)硅降压设备设置直流系