1、西南交通大学网络教育毕业设计（论文）1题目变电站直流系统的分析和改进专业西南交通大学网络教育学院学号11826496姓名指导教师学习中心福建福州西南交通大学网络教育学院2013年04月10日西南交通大学网络教育毕业设计（论文）2院系西南交通大学网络教育学院专业电气工程及其自动化年级20111班学号11826496姓名学习中心福建福州指导教师题目变电站直流系统的分析和改进指导教师评语是否同意答辩过程分满分20指导教师签章评阅人评语评阅人签章成绩答辩组组长签章年月日西南交通大学网络教育毕业设计（论文）3毕业设计任务书班级20111班学生姓名学号11826496开题日期2012年12月21日完成日期
2、2013年3月25日题目变电站直流系统的分析和改进题目类型工程设计技术专题研究理论研究软硬件产品开发一、设计任务及要求1、电力工业是国民经济的基础产业，它一刻不停地向社会提供清洁、高效的能源。2、在电网不断完善和发展的时候，变电站作为电网中的枢纽，起着承上启下的关键作用，而在变电站中间直流系统是变电站非常重要的一种二次设备。是给继电保护、高压断路器的合、分闸及控制电源、交流不间断电源等提供可靠的电源。3、变电站的直流系统是影响电力系统安全稳定运行的一个薄弱环节，提高直流系统安全可靠性，做到防患于未然，至关重要。二、应完成的硬件或软件实验无三、应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘
3、、实验装置或产品等）毕业设计论文，毕业设计图纸四、指导教师提供的设计资料设计原始资料,毕业设计任书五、要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）1变电站直流系统现状分析2变电站现有直流系统方式西南交通大学网络教育毕业设计（论文）43变电站环境条件等等六、设计进度安排第一部分熟练课题，收集、整理课题相关资料（1周）第二部分变电站直流系统现状的概述（2周）第三部分分析现行变电站直流系统存在的问题（1周）第四部分分析直流系统的改进（2周）第五部分毕业设计论文文档编写整理（2周）评阅或答辩（1周）指导教师年月日学院审查意见审批人年月日西南交通大学网络教育毕业设计（论文）5诚信承诺一、本设计是本人
4、独立完成；二、本设计没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩（评阅）资格。承诺人（钢笔填写）年月日西南交通大学网络教育毕业设计（论文）6目录1摘要错误未定义书签。2变电站直流系统现状的概述621直流电源综述922现行部分变电站直流系统介绍9221硅整流电容储能直流系统装置9222蓄电池组式直流系统103现行变电站直流系统存在问题及原因1131主要问题11311变电站直流系统设备比较陈旧。11312蓄电池及其容量11313直流系统接线方式11314熔断器、空气开关问题11315直流系统接地124变电站直流系统的改进1341改进目标1342改进措施13421设备管理原则1
5、3422改进接线方式13423熔断器加强配合14424直流检察方法改进1443对新直流系统的认识与应用15431GZDWM30/220系统的特点16432GZDWM30/220系统内部主要元件及功能的介绍165总结1951结论19致谢20参考文献21西南交通大学网络教育毕业设计（论文）7摘要电力工业是国民经济的基础产业，它一刻不停地向社会提供清洁、高效的能源。电力工业的安全、经济运行，对于向社会提供稳定、优质的电源和提高电力工业企业的经济效益都具有十分重要的作用。改革开发以来，随着我国的经济不断发展，国民经济对电力的需求也逐渐加强，为迎合其发展我国电网的规模也日益扩大，电压等级也不断提高，渐渐
6、出现500KV、750KV等高电压。在电网不断完善和发展的时候，变电站作为电网中的枢纽，起着承上启下的关键作用，而在变电站中间直流系统是变电站非常重要的一种二次设备。它的主要任务是给继电保护、高压断路器的合、分闸及控制电源、交流不间断电源等提供可靠的电源。因此它的正常运行与否，常常涉及到继电保护及开关能否正确切除故障，保护电力一次设备，避免重大电网事故以及尽快恢复供电，减少供电损失。同时，它又是变电所一个公用系统，不象其它控制保护设备一样，有问题只能影响一个间隔或回路，它出了问题会影响全站甚至全网的正常运行。在发供电生产设备发生故障的情况下，直流系统出现问题，特别是保护直流工作电源的中断，保护
7、设备停止工作，往往会引发灾难性的后果，会造成主设备操作电源消失、拒动从而引发设备严重损坏、电力系统大面积停电等，并造成巨大经济损失，严重的情况下，有可能引起电网崩溃。目前，变电站的直流系统是影响电力系统安全稳定运行的一个薄弱环节，提高直流系统安全可靠性，做到防患于未然，至关重要。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）8ABSTRACTTHEELECTRICPOWERINDUSTRYISTHEBASICINDUSTRYOFTHENATIONALECONOMY,ITNEVERSTOPSTOPROVIDETHECOMMUNITYWITHCLEAN,EFFICIENTENERGYSECURITY,ECO
8、NOMICOPERATIONOFTHEPOWERINDUSTRY,TOPROVIDESTABILITYTOTHECOMMUNITY,THEQUALITYOFTHEPOWERSUPPLYANDIMPROVETHEECONOMICEFFICIENCYOFENTERPRISESOFTHEELECTRICPOWERINDUSTRYHASAVERYIMPORTANTROLESINCETHEREFORMANDDEVELOPMENT,WITHTHECONTINUOUSDEVELOPMENTOFCHINASECONOMICANDNATIONALECONOMY,THEDEMANDFORELECTRICITYIS
9、GRADUALLYSTRENGTHENING,WIDENINGSCALEINORDERTOMEETTHEDEVELOPMENTOFCHINASPOWERGRID,THEVOLTAGELEVELISALSORISING,GRADUALLYAPPEAR500KVAND750KVHIGHVOLTAGEGRIDCONTINUOUSIMPROVEMENTANDDEVELOPMENTOFTHESUBSTATIONASTHEHUBINTHEGRID,PLAYSAKEYROLEINCONNECTINGLINKINTHEMIDDLEOFTHEDCSYSTEMINTHESUBSTATIONSUBSTATIONIS
10、VERYIMPORTANTTOASECONDARYDEVICEITSMAINTASKISTORELAY,HIGHVOLTAGECIRCUITBREAKERCLOSINGANDOPENING,ANDCONTROLPOWERSUPPLY,ACUNINTERRUPTIBLEPOWERSUPPLYPROVIDESRELIABLEPOWERITSNORMALOPERATIONORNOT,ANDOFTENINVOLVESRELAYANDSWITCHCORRECTTHEFAULT,ADEVICETOPROTECTPOWERAVOIDMAJORGRIDACCIDENT,ANDPOWERISRESTOREDAS
11、SOONASPOSSIBLETOREDUCETHEPOWERLOSSATTHESAMETIME,ITISALSOAUTILITYSUBSTATIONSYSTEM,UNLIKEOTHERCONTROLANDPROTECTIONEQUIPMENT,THEPROBLEMCANONLYAFFECTANINTERVALORCIRCUIT,ITISAPROBLEMWILLAFFECTTHESTATIONANDEVENTHENORMALOPERATIONOFTHEENTIRENETWORKINCASEOFFAILUREOFTHEPOWERGENERATIONANDSUPPLYOFPRODUCTIONEQUI
12、PMENT,THEDCSYSTEMPROBLEMS,INPARTICULARTHEPROTECTIONDCPOWERSUPPLYINTERRUPTION,PROTECTIVEEQUIPMENTTOSTOPWORKING,OFTENLEADTODISASTROUSCONSEQUENCES,CAUSETHEMAINEQUIPMENTOPERATINGPOWERDISAPPEAR,REFUSETOMOVEANDTHUSTRIGGERTHEDEVICETOSEVEREDAMAGETOTHEPOWERSYSTEMBLACKOUTS,CAUSINGHUGEECONOMICLOSSESANDSEVERECA
13、SES,MAYCAUSETHEPOWERGRIDCOLLAPSESUBSTATIONDCSYSTEMISAWEAKLINKAFFECTTHESAFEANDSTABLEOPERATIONOFTHEPOWERSYSTEMTOIMPROVETHESAFETYANDRELIABILITYOFTHEDCSYSTEM,SOTHATPREVENTIVEMEASURES,ITISESSENTIAL西南交通大学网络教育毕业设计（论文）92变电站直流系统现状的概述21直流电源综述变电站的保护、控制及信号系统统称为二次设备，它负责变电站全部供电设备的控制、保护、测量、事故判断、发出相应信号。一般来讲，二次设备均使用
14、直流电源，通常情况下把交流整流为直流作为二次设备的供电电源，另外绝大多数变电站选用蓄电池作为直流电源的备用能源。交流输入电源由两路组成，一般采用三相四线制主备工作方式。工作电源为主供电回路，备用电源为备用供电回路，两路电源一般都设有互投装置。一般系统主电路有两部分组成，一是供电模块专门为控制母线提供标准的直流220V电压，一是充电模块专门为蓄电池进行均充、浮充。在充电模块、蓄电池组和控制母线之间设置了电压调节器，当供电模块发生故障时，充电机和蓄电池组通过电压调节器给母线供电，当交流电源停电时，蓄电池组通过电压调节器给控制母线供电，从而保证了控制母线在任何瞬间不间断供电。直流电源装置可靠与否直接
15、影响到供配电系统的安全运行，而功能强弱则影响系统的良性运行和蓄电池的使用寿命。所以，对变电站的直流供电需要不间断的监控，需要对蓄电池的状态有不间断的监视，以确保对不合格的电池及时充电或更换，确保直流供电的不间断。目前，发电厂、变电所及很多厂矿企业的直流系统是控制系统、信号系统、继电保护及自动装置的工作电源，它的可靠性十分重要。另外，在变电站的直流监控系统中，对其通讯的要求很高。如果出现故障，怎样以最快的速度通知上位机和维修人员，以及怎样方便工作人员随时随地的查看和监控变电站的运行情况并把各项数据及时准确的传送到上位机都是变电站监控装置必须注意的功能。当今的变电站通讯在以RS232,RS422/
16、485为主的基础上，也逐渐在向光纤方向发展。变电站系统中的直流电源部分由蓄电池组、充电设备、直流屏等设备组成。它的作用是正常时为变电站内的断路器提供合闸直流电源故障时，当厂、站用电中断的情况下为继电保护及自动装置、断路器跳闸与合闸、载波通信、发电厂直流电动机拖动的厂用机械提供工作直流电源。过去，电力系统的各个变电站都有人值守，可以对直流设备的运行状态进行定期检查，因而可以发现并处理其出现的异常现象，保证变电站的安全稳定运行。随着电力系统自动化、计算机控制和电力电子技术的发展及实际现场运行和维护的需要，对直流电源装置的要求也在相应提高。22现行部分变电站直流系统介绍221硅整流电容储能直流系统装
17、置其工作原理在正常时用整流器把变电站里低压交流电变成直流电源供给直流母线。其中有两组整流装置，都采用三相桥式整流接线。第一组整流器容量大并供给断路器合闸西南交通大学网络教育毕业设计（论文）10用，第二组整流器仅向控制、信号回路供电。两组整流装置用电阻和逆止元件来隔开，逆止元件防止断路器合闸或合闸母线故障时，整流装置向合闸母线供电，从而保证了控制、信号电源的可靠性。电阻用来限制控制、信号母线侧短路时流过逆止元件的电流。主要运行方式是当变电站故障时，变电站内的电源消失，为让继电保护装置正确动作，在直流系统装置中附加若干电容器组，且电容器组正常情况下已充足电，能在站用电消失时能对继电保护装置及断路器
18、跳闸回路放电，使断路器可靠的跳闸。但是由于电容储能中电容的容量只有数千微法，且存在短时性，对事故分闸的可靠性差，只承担短时的断开开关电源，且事故发生后不能供给事故照明。222蓄电池组式直流系统由相当数量的蓄电池串接成蓄电池组进行供给，采用充电放电运行方式。工作原理也是由整流器把站用变的交流电压转化成直流电源供给直流母线并供给各馈线中。主要运行方式正常运行时蓄电池进行周期性的充电和放电，即定期给蓄电池组充电，充足后，断开充电装置，蓄电池组供给直流负荷。其蓄电池组供给直流负荷有三类1、经常性负荷如信号灯、位置继电器、及其长期带电的继电器等，2短时负荷。如断路器电磁操作机构的跳、合线圈等。3事故负荷
19、。如事故照明。但是交流电源在蓄电池组任何工作情况下都有可能发生故障，为保证直流系统供电的可靠性，蓄电池组放电时应留有一定的余量，通常在放电至额定容量6070时，就应进行充电。虽然蓄电池组供电的优点事故不受电网电压的影响，供电可靠性高，尤其是在发生事故照明的时候还可以作为事故照明的可靠电源。但也存在着投资大、寿命短、运行费用高、维护工作量大可靠性低、直流系统绝缘差、充电机因大电流开关合闸经常跳闸等一系列缺陷。对保护要求日益精准的今天，这样的设备装置已逐渐退出舞台。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）113现行变电站直流系统存在问题及原因31主要问题311变电站直流系统设备比较陈旧。一些变电站设备
20、还是属于80年代的设备，不能保证发电厂、变电所的安全运行和事故处理。直流系统管理运行、维护检修专业人员缺乏高度责任心，专业技术水平尚需提高。由于设备落后，设计不合理在运行过程中就会产生种种问题，比如熔断器越级熔断硅链开路击穿蓄电池过充欠充母线电压过高蓄电池容量不足充电机参数不能满足运行要求等等。现场环境的恶劣也对蓄电池的容量产生影响，从而影响其使用寿命。312蓄电池及其容量变电站一次设备电磁开关过多，合闸电流过大，对蓄电池容量、放电率要求较高。蓄电池容量随放电倍率的增大而降低。为了节约建设成本，降低工程造价，减少占地面积，目前，电力系统中很多变电所直流系统仍大量采用单组蓄电池。即使采用双组蓄电
21、池的变电所，在接线上虽然普遍为双路环形供电（一路备用），但在故障失电时仍需由值班员手动切换。在电网中发生事故的情况下，值班员很难在短时间内完成直流电源的切换，尤其对于无人值班变电站，成为不可能完成的任务，而这往往是致命的。因此、在发生变电站内事故的同时引发直流系统故障，一旦蓄电池引线熔断器越级熔断，保护装置或断路器因失去直流工作电源而拒动，故障不能被及时切除，造成事故扩大，引起大面积停电313直流系统接线方式直流系统接线方式存在缺陷，不能满足蓄电池充电、控制母线电压等运行要求。314熔断器、空气开关问题由于熔断器、空气开关问题造成变电站直流熔断器越级熔断，控制母线失压。目前，国内很多变电站直流
22、系统熔断器上下级配置不合理，级数过多，直流回路有短路故障时，很容易越级熔断。例如变压器二次控制直流电源回路从蓄电池开始，到高压断路器的操作回路设置四级熔断器第一级，蓄电池引线熔断器RD1（蓄电池和直流母线之间，额定电流典型数据300A）；第二级，控制电源电缆出线熔断器RD2（直流母线各分路出线熔断器，额定电流典型数据60A）第三级变压器总控制保险RD3（额定电流典型数据10A）；第四级；变压器各侧断路器分控制熔断器RD4（额定电流典型数据6A）；很明显，第三、四级之间很难配合。保护装置电源也类似，另外，保护装置内部电源模块本身都装设熔断器，致使熔断器级数更多。不同的变电站稍有不同，有的变电站熔
23、断器级数甚至超过6级。下面例举些以为熔断器原因而引发的事故西南交通大学网络教育毕业设计（论文）12L河北、山西某些电厂及供电局等发生的由于控制熔断器越级，造成保护电源、跳合闸电源失电，扩大事故并造成10KV开关室全部烧毁等巨大损失。2某110KV变电站，由于“掉牌未复归”，没有及时消除，造成信号回路短路，中央信号屏熔断器没有熔断15A，低周屏和自投屏部分继电器烧毁，主控信号熔断器30A未熔断，越级到硅堆保护。3某220KV变电站，主控光字、信号指示灯异常，发出“高频保护失电”高频保护未投、“保护失电”等信号。经检查，直流母线电压220V，蓄电池出口熔断器进线220V，出线197V，直流母线存在
24、交流分量57V，示波图显示直流母线呈锯齿波形。分析认为，由于熔断器与熔座金属接触表面氧化，接触电阻增大，相当于开路，而蓄电池相当于容性负载，使整流器输出波形发生变化。变电站在设计、建造、或设备选型过程中，往往采用多个厂家的产品，每个生产厂家在选用熔断器的时候，随意性较大，熔断器种类及型号繁多，有的使用自动开关代替直流熔断器，致使变电站内的各级熔断器熔断特性差别很大，配合困难。由于熔断器之间是串联关系，任何一级出现问题，则会造成断路器和保护装置因失去直流电源而拒动，从而影响电网及设备的安全运行。为了解决熔断器越级熔断的问题，国内有的研究部门研制了直流系统三段式电流保护装置，采用可控直流熔断器代替
25、传统的熔断器，从原理上讲可以做到，但是在实际工程中不宜推广，主要问题是这样做的结果是把本来简单的问题更加复杂化了，直流整体可靠性因此而更加难以保证。315直流系统接地直流系统绝缘水平降低，比如直流接地是常见故障，其中两点接地、交直流混路对电力系统安全运行有较大危害。发电厂、变电站的直流系统中一些回路是通过电缆线与室外配电装置的端子箱、操作机构相连接，发生接地机会较多。直流系统发生一点接地时，由于没有短路电流流过，熔断器不会熔断，仍能继续运行。但是这种接地故障必须及早发现，否则当发生另一点接地时，有可能引起某些重要回路的误动作。2000年，湖南省郴州电力公司邓家塘110KV变电站就曾发生一起因直
26、流系统接地故障引起的断路器操作机构损坏事故。电力网中各种类型、各种规模的发电厂、变电站都普遍存在着因直流系统接地故障而引起的误停机、开关误跳闸等事故，这些均可能造成重大的经济损失。也有由于地网问题造成变电站事故照明回路故障，使直流系统绝缘降低等。正常运行时，如果发生直流接地，进行排查负荷馈线及充电器、蓄电池后，仍无法查找出接地点，只能判断是母线发生单极接地，却无法对其进行停电处理。直流系统是不允许单极接地长期运行的，如果在同一极其他点又发生接地时，可能造成信号装置误动。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）134变电站直流系统的改进41改进目标以上问题及原因说明，要保证直流系统安全可靠运行，首先
27、必须有一个合理可靠的直流系统接线方式。其中，主要包括直流母线的接线、电源设备的配置和馈出网络的构成。那么，提高变电站直流系统安全运行的主要目标是L通过大修改造和技术改造，改进直流系统接线方式，在满足供电可靠的前提下，接线方式尽可能简单，设备尽可能简化。2加强直流系统熔断器、空气开关的级差配合。改善直流系统绝缘水平，提高直流系统可靠性。3改造直流设备，满足继电保护、自动装置运行要求。4杜绝发生来自一次回路的电磁干扰电压，低压交流电穿人二次回路以及直流系统，避免晶体管、集成电路、微机保护元件损坏，避免逻辑状态遭受破坏，造成保护误动。5避免交流电干扰造成直流母线电压波动，破坏继电保护逻辑状态，造成蓄
28、电池损坏等。42改进措施421设备管理原则L设备管理责任到人，建立直流系统管理网络。2加大考核力度，提高作业人员责任心。开展大充放电工作，延长蓄电池的寿命。3举办技术讲座，结合实际开展现场培训。422改进接线方式L满足供电可靠的前提下，接线尽可能简单，设备尽可能简化。变电站二次电缆排列必须有顺序，交流电源电缆在电缆夹层最下层，避免交叉重叠。2对于500KV变电站以及220KV重要变电站，采用3台整流器、2组蓄电池的方式接线。110KV变电站采用单母分段接线，其工作量尽可能小，为变电站实现无人值守提供条件。明确变电站低压380V/220V站用系统的接地制式。推荐采用三相五线制TN一S接线，工作地
29、零线N，保护地PE明确。110KV变电站改造成2L直流系统2台充电机、1组蓄电池，重要的220KV变电站改造成32直流系统3台充电机、2组蓄电池。3取消尾电瓶，使用硅链、硅堆自动调压，使动力母线与控制母线分开接线，并具有备用通道。此方式解决了蓄电池全部在线浮充方式下进行，但是，硅链、硅堆回路短路使控制母线失电或电压波动，造成晶体管保护、集成电路保护、微机保护逻辑状态变化、死机等继电保护装置误动、失控、退出等后果，因此增加了备用通道保持其通讯的正常。晶体管保护、集成电路保护、微机保护的交流及直流引人线，先经抗干扰电容后再进人屏内。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）144在没有电磁机构的变电站，
30、可以使动力控制母线合一，但必须保证电池容量足够。在硅链、硅堆降压回路中，增加一个备用通道。使用直流继电器、接触器投切备用通道缺陷是有时间断，电压波动大于5V。使用可控硅投切备用通道缺陷是电压变化大于5V。使用稳压斩波VMOS场效应管、IGBT模块等作为备用通道降压回路理想，缺陷是接线复杂，对管子、模块要求可靠很高。423熔断器加强配合直流熔断器与继电保护及自动装置的配置在运行中，必须考虑熔断器或空气开关与保护及自动装置配合。对22OKV以上或110KV较重要变电站，当有一组保护走动几组断路器跳闸的情况，应由专用的熔断器供电。而每组断路器的控制，应有专用熔断器。不允许将保护与断路器的控制回路合用
31、熔断器或几组断路器的控制回路合用熔断器。对配有双重化主保护的线路、变压器、母线，一套主保护和一套后备保护等情况的专用熔断器配置，应执行有关的反措规定。所以，保护负荷侧熔断器配置的合理，才能按级差配置直流系统各控制馈出。424直流检察方法改进目前绝缘监察检测装置所采用的单纯利用平衡电桥技术原理,与现场实际情况存在一定的差距,对于直流接地查找不能做到及时、准确判断,将造成装置的功能难以完全满足现场实际需要。我们可以以下几种方法（1）利用平衡电桥与不平衡电桥相结合,可有效地检测。（2）采用将电桥改为分别投入两段母线的方法,使直流系统的、段母线是否并列运行不影响本装置的检测和系统对地绝缘电阻,自动满足
32、直流系统运行方式变化的要求。这样在同一时刻,两段母线上只有一段有平衡电阻,采集数据根据投入的电桥在哪一段上就记录此段的办法。这样,系统两段母线是否并列运行就不会影响到对绝缘的监测,不会降低直流系统对地绝缘电阻,从而实现了自动满足直流系统运行方式变化的要求正、负极同时接地或延续发展正、负极接地,对地绝缘电阻不受正、负极接地电阻是否相同或接近的影响。（3）采用高灵敏度的直流传感器精度达01MA,结合不平衡电桥可以测出多支路同时接地或同时平衡接地的情况,并可直接显示接地漏电流数值。不需注入信号。通过多次实验,将直流传感器的抗过载能力提高,过载恢复后能即刻恢复其检测性能。利用系统在绝缘良好的时候,每月
33、进行一次零点扫描,将传感器的零点误差消除。（4）在装置中设置定检方式,通过传感器对报警支路的漏电流的高速检测与监视,直接显示在装置的液晶屏幕上,配合拉合报警支路的分支路熔断器,有助于查找具体的接地支路,特别是对于多路、多点接地的情况。（5）对支路电流的采集,因信号小、易受环境的影响,我们用采集母线对地电压的办法。因电压量是比较强的信号量,且检测不易受到外界的影响,用母线电压计算出的阻抗如果正常,则支路就不可能有报警发生。我们在软件上封锁支路报警的输出,但同时计算支路的信号电压值与零点值的误差。如果误差过大,则给出支路检测元件故障的告警信息,显示在屏幕上,以便及时排除。西南交通大学网络教育毕业设
34、计（论文）1543对新直流系统的认识与应用新直流系统GZDWM30/220由高频智能开关电源模块组成，在安全优先的服务状态下能进行资源管理、任务调度、异常处理等等工作、运行速度快，可靠性高的一种人机界面的装置，适用于开关分合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护和故障照明等场合。系统的运行方式系统采取两路交流输入经过交流切换控制板选择其中一路输入，另一个电源输入则作为备用电源。而输入的电压并通过交流配电单元给各个充电模块供电。充电模块将输入的单相交流电转换为直流电并经过隔离二极管隔离后输出，一方面给电池充电，另一方面给合闸负载供电。此外，合闸母线还通过降压硅链装置与控制模块构成备份系统，提供控制
35、母线电源，系统的监控部分对系统进行管理和控制，信号通过采集单元分散采集处理后，再由监控模块统一管理，在显示屏上提供人机操做界面，还可以接入到远程监控系统。系统还配置微机绝缘监测仪，监测母线支路绝缘情况。整个回路见图41西南交通大学网络教育毕业设计（论文）16431GZDWM30/220系统的特点1、充电模块可以带电热插拔，平均维护时间大幅度减少。2、合闸母线和控制、信号母线可以由充电模块单独直接供电，可以通过降压装置热备用。3、可靠的防雷和电气绝缘措施，选配的绝缘监测装置能够实时监测系统绝缘情况，确保系统和人身安全。4、模块具有平滑调节输出电压和电流功能，具备电池充电温度补偿功能5、蓄电池能自
36、动管理及保护，实时自动监测蓄电池的端电压、充电放电电流，并对蓄电池的均浮充电进行智能控制，设有电池过欠压和充电过流声光告警。、6、分散多级监控系统，实现监控系统的简单可靠。7、模块化结构，组屏简单，配置灵活8、组件配套齐全，可以提供全方位的解决方案。432GZDWM30/220系统内部主要元件及功能的介绍1直流系统接线方式EXAM168COM新的直流屏采用单电池、单母线分段有降压装置的GZDW32的接线方式。见图42西南交通大学网络教育毕业设计（论文）172交流电输入方式采用交流自动切换单元主要实现两路交流输入电压的采样，输出交流电压的采样信号，并实现系统两路交流电源输入的自动切换。以第一路为
37、主回路，第二回路为辅助回路，当一路交流异常（包括交、流失压、过压、欠压、缺相等）时，自动切换到交流第二回路，一旦交流回路电源恢复正常，则自动切换到交流一路。为了防止两路交流同时接入到模块输入端，设置机械联锁机构，实践现电气互琐。见图433充电模块主要功能是实现AC/DC交换。此外，还有系统控制、告警等功能。且具有自动/手动控制功能。在自动工作方式下，充电模块接收来自监控模块的指令。通常情况下，所有合闸模块应工作于自动状态，实现监控模块对电池的智能管理。手动状态，由模块面板上的电位器来调节模块的输出电压。电压调整范围可以在输出电压下限（一般为198V/99V）和上限（一般为286V/143V）之
38、间。为了使用监控模块能够识别各充电模块，每个模块都应有一个地址，地址范围为1631。且在充电模块的面板上有电源指示灯，保护指示灯，故障指示灯和电压/电流显示表头，这些信号指示时刻监控着充电模块的运行状态。4接地巡检单元采用PMFSI直流系统接地巡检单元，用来监测直流系统母线对地电压及系统的绝缘情况。其主要功能是实时检测母线电压值及正负母线对地的电压值，当正负母线对地电压西南交通大学网络教育毕业设计（论文）18的差过大时，自动进入接地阻值检测程序，具有手动检测各个支路对地漏电流和绝缘电阻的功能，便于工作人员实际排除故障。且具有自检功能，可检测母线端口及CAN通讯等故障，具有RS485串行接口，实
39、现与上位监控单元的数据通讯。5监控单元功能监控单元在电力操作中系统中、对充电模块、电池电导巡检仪、直流系统接地巡检单元等下级设备实施数据采集，处理及显示；亦可根据系统的各种设置数据进行报警处理、历史数据管理动作；同时，能对这些处理的结果加以判断，根据不同的情况实行电池管理何输出控制操作；另外，监控模块还可以实现与后台机的通讯。监控单元汇集电源系统的各种数据、工作状态、通过整理、分析，实现对电源系统以及蓄电池充放电的全自动管理。6蓄电池监测单元采用高精度A/D芯片完成，每个测量端口均采用光藕进行隔离，保证了良好的高精度及安全性。对蓄电池的过充电、过放电及电池老化等现象都会导致电池损坏或电池容量急
40、剧下降等故障等过进行实时监测和保护。电池巡监单元还能提供各种工作参数、故障类型提示、真正实现人机对话操作。从而实现了对电池单体电压、总电压，精确管理及严格控制，保护电池及延长电池使用寿命的关键，自动完成电池的精确管理及保养维护。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）195总结51结论本论文通过对老式直流系统存在的缺点或不足之处，简单的提出了一系列的改进措施和建议。未来的直流系统要既满足经济性、可靠性、技术性的要求，又美观大方，维护方便，也对我们运行人员提出了更高的要求。在今后的实际的运行中，我们将实时监控直流操作电源的运行情况，使直流系统在变电站中运行中发挥重要的作用。本论文提出的GZDWM30
41、/220系统装置集控制、监测、保护、远动与一体，是一套使用可靠的，运行维护便捷的电力操作电源系统，能有效的确保变电站运行的可靠性。今后的变电站发展趋势逐渐向集约化，自动化，电子化进行，对于直流系统也提出了更高的要求，对于其是否可靠运行，对其监控是否到位都成为我们衡量一个变电站是否可靠运行的标准。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）20致谢老师是我这次毕业设计的导师。在毕业设计的过程中给了我很大帮助，对于设计中出现的问题给予了很好的指正，对于不明白的地方细心的讲解，宏观上帮助我把握好设计方向；微观上提供各种专业知识方面的咨询，解决了许多的问题，我毕业设计能顺利进行和老师悉心指导是分不开的。也感谢
42、在工作中的各位同事，他们帮助我查找了大量的资料，对于我站直流系统不清楚的一些知识点也能耐心的解答。我的毕业设计的顺利完成也有他们的一份功劳。西南交通大学网络教育毕业设计（论文）21参考文献1电力系统继电保护实用技术问答国家电力调度通信中心编2直流操作电源技术问答国家电力出版社编3贾秀芳,陈恺直流系统一点接地问题及简易查找法J电力情报,1999,216184白忠敏,於崇干,刘百震电力工程直流系统设计手册M北京中国电力出版社,19995电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程中华人民共和国国家经济贸易委员会发布6卓乐友，直流系统典型设计简介及几个建议，供电与用电,2001,3315197中国电力百科全书（第二版）中国电力出版社8陶瑜，龙英，韩伟高压直流输电控制保护技术的发展和现状J高电压技术，2004，3011810,17
