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隨著國(guó)家電網(wǎng)的大力發(fā)展和智能電網(wǎng)概念的提出,對(duì)直流操作電源系統(tǒng)提出了更高的要求,現(xiàn)有直流屏系統(tǒng)適用性靈活性不強(qiáng),只能集中式供電、占地面積大等缺點(diǎn)已越來(lái)越無(wú)法滿足現(xiàn)代電力發(fā)展的需求,同時(shí),又隨著現(xiàn)代電力監(jiān)控技術(shù)的大力發(fā)展,電力系統(tǒng)故障停電時(shí)間一般不超過(guò)2h,因此,傳統(tǒng)直流屏能量浪費(fèi)和成本浪費(fèi)的情況越來(lái)越嚴(yán)重。在這樣的大環(huán)境下,本文提出了一種并聯(lián)均流型,配置靈活性高、節(jié)能、環(huán)保、安全的直流操作系統(tǒng),為電力系統(tǒng)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

1傳統(tǒng)直流屏系統(tǒng)組成和工作原理

1.1系統(tǒng)的組成

傳統(tǒng)直流屏系統(tǒng),一般由交流輸人單元充電單元、微機(jī)監(jiān)控單元、電壓調(diào)整單元.絕緣監(jiān)察單元、電池巡顯單元、直流饋電單元,以及蓄電池組等組成。

1.2系統(tǒng)的工作原理

系統(tǒng)的工作原理,如圖1所示。

從圖1我們可以看出:蓄電池組必須由18~20節(jié)蓄電池組成,控母和合母的輸出電壓不一樣,控制模塊的電壓通過(guò)降壓回路降為220 V輸入到控母,給控制回路供電,充電模塊輸出的電壓為250 V左右,一是,給電池進(jìn)行充電;二是,直接輸入到合母,給合母回路供電。所以,控母和合母是不可互用的,用戶在使用時(shí),必須注意分清負(fù)載該接入控母還是合母,具備一定的不安全性。電池采用串聯(lián)的方式,因此,當(dāng)某一個(gè)電池出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候,整個(gè)供電系統(tǒng)能量減弱或者無(wú)法提供能量,同時(shí),采用串聯(lián)的方式不能實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)電池進(jìn)行活化的功能,無(wú)法最大程度提高電池的壽命。所以,傳統(tǒng)直流屏隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,無(wú)論是從成本控制,還是節(jié)能環(huán)保概念上，都已慢慢體現(xiàn)出它的弊端,必須有一種新型的產(chǎn)品來(lái)更好的取代它。

2基于均流系統(tǒng)的并聯(lián)型直流屏基本工作原理及

應(yīng)用

2.1基于均流系統(tǒng)的并聯(lián)型直流屏系統(tǒng)組成

基于均流系統(tǒng)的并聯(lián)型直流屏由交流輸入單元、智能均流電源單元.微機(jī)監(jiān)控單元、直流饋電單元,以及蓄電池組等組成。蓄電池組一般只需4~8節(jié)電池(220 V直流系統(tǒng)),可根據(jù)負(fù)載情況配置。

2.2基于均流系統(tǒng)的并聯(lián)型直流屏系統(tǒng)基本工作原理

基于均流系統(tǒng)的并聯(lián)型直流屏系統(tǒng)基本工作原理，如圖2所示。

2.2.1交流輸入單元

由于電池的數(shù)量的減少,所需充電電流大大減弱，所以本文所闡述的基于均流系統(tǒng)的并聯(lián)型直流屏無(wú)需采用380V三相供電方式,既簡(jiǎn)化了供電方式,又降低了交流輸入的能量要求,比傳統(tǒng)直流屏至少減少了50%的能量需求。

2.2.2智能均流電源模塊單元

智能均流電源模塊,包含了整流回路、 DSP控制回路、充電回路、升壓回路、均流回路等單元,工作原理,如圖3所示。

交流輸人后經(jīng)過(guò)整流,PFC功率因素調(diào)整,降壓輸出直流220 VDC給負(fù)載供電,同時(shí),給充電回路提供能源給電池充電,電池(兩節(jié))通過(guò)升壓回路轉(zhuǎn)換成直流220 VDC,通過(guò)零切換回路給負(fù)載供電,各個(gè)智能均流電源模塊通過(guò)均流母線連接到公共輸出母線,每個(gè)智能均流電源模塊平均扭負(fù)負(fù)載所需的電流,同時(shí)又起到在線備用的效果,使得模塊壽命更長(zhǎng),系統(tǒng)更安全。傳統(tǒng)直流屏的充電模塊采用的是后備用方式,當(dāng)1臺(tái)出現(xiàn)問(wèn)題,另1臺(tái)才開(kāi)始工作,這樣必然會(huì)造成壽命受到一定的影響。

2.2.3 電池組單元

基于均流系統(tǒng)的并聯(lián)型直流屏不再采用多節(jié)電池(18節(jié))直接串聯(lián)的方式進(jìn)行后備,而是兩個(gè)串聯(lián)后,經(jīng)過(guò)智能均流電源模塊單元轉(zhuǎn)換后并聯(lián)輸出(最多4組8節(jié)電池),單個(gè)電池組可通過(guò)智能均流電源模塊單元進(jìn)行活化和管理,解決了傳統(tǒng)直流屏無(wú)法對(duì)單個(gè)電池進(jìn)行管理和活化,大大提高了電池的壽命。同時(shí),電池?cái)?shù)量的減少,既降低了成本,又更加環(huán)保。

直流饋電單元

傳統(tǒng)直流屏控母和合母由于電壓不一致,負(fù)載要嚴(yán)格區(qū)分,比如 ,微機(jī)保護(hù).指示燈等必須接入控母,斷路器分合閘、儲(chǔ)能電機(jī)等負(fù)載必須接人合母。本文所闡述的技術(shù)控母和合母的電壓等級(jí)一致,并聯(lián)輸出,可互用,方便用戶的使用。傳統(tǒng)直流屏、并聯(lián)型直流屏饋電方式,如圖5所示。

2.4基于均流系統(tǒng)的并聯(lián)型直流屏的應(yīng)用

由于基于均流系統(tǒng)的并聯(lián)型直流屏采用并聯(lián)均流技術(shù),可根據(jù)負(fù)載情況對(duì)模塊和電池?cái)?shù)量進(jìn)行增減,因此,它既適用于開(kāi)關(guān)柜及負(fù)載數(shù)量較大的場(chǎng)合,如發(fā)電廠、變電站等,又適用于開(kāi)關(guān)柜及負(fù)載數(shù)量較小的場(chǎng)合,如小型開(kāi)閉所用戶終端等,為用戶提供一種性價(jià)比極高,配置靈活的新型電力設(shè)備。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述對(duì)比,本文所提出的技術(shù)方案與傳統(tǒng)技術(shù)相比,在保證了為控制母線和合閘母線可靠供電的前提下,節(jié)省了蓄電池的使用數(shù)量,避免了蓄電池的閑置浪費(fèi),節(jié)省了成本;同時(shí),避免了因單節(jié)蓄電池?fù)p壞造成的整個(gè)蓄電池組無(wú)法正常提供直流電源的缺陷。又可根據(jù)實(shí)際需要,靈活設(shè)置蓄電池的配置數(shù)量和選擇電池參數(shù),市場(chǎng)應(yīng)用范圍更廣。采用多電源并聯(lián)供電方式為控制母線或合闡母線供電,有效保證了供電的可靠性,維修檢測(cè)也更為方便。