高频开关直流电源培训教材

电力系统 变电站 自动化 继电保护 电网 线路 断路器 刀闸 变电运行 CT PT PB GIS 设备验收 变压器 发电机 母线 一次 二次 数字化 接地 通讯 通信 开关 编程 计算机 学位 论文 设计 电子 信息 网络 监控 无功 有功 稳态 暂态 高压 讲义 安全 管理

高频开关直流电源培训教材

珠海泰坦科技股份有限公司

电力系统 变电站 自动化 继电保护 电网 线路 断路器 刀闸 变电运行 CT PT PB GIS 设备验收 变压器 发电机 母线 一次 二次 数字化 接地 通讯 通信 开关 编程 计算机 学位 论文 设计 电子 信息 网络 监控 无功 有功 稳态 暂态 高压 讲义 安全 管理

高频开关直流电源培训大纲

1．用途：

适用于发电厂、变电站作为高压断路器直流操作机构的正常分合闸、继电保护、信号等使用的操作电源及事故时分合闸、照明，控制通信等用的直流电源。 2．直流系统分类：

GZDW系列——变电系列 PED系列——发电系列

GCFW系列——整流逆变系列 3．充电机分类： 磁饱和电源 相控电源

高频开关电源：模块式电源、斩波式电源 4．高频开关电源模块 4．1开关电源分类 4．1．1按原理分

硬开关——开关管的通断受外加脉冲控制（PWM），与本身流过的电流及两端所加的电压无关，其主要缺点在开关的开通及关断时有比较大的损耗，效率一般在90%左右，技术成熟。

软开关——控制开关管在其两端电压为零时导通（ZVS），或控制开关管电流为零时关断（ZCS）-----谐振式开关电源，开关管的开通及关断损耗狠小，效率一般大于92%。

4．1．2按冷却方式分

自然冷却——平均无故障时间MTBF长，一般100000小时以上； 强迫风冷——平均无故障时间MTBF较短，一般50000~80000小时。 4．2主要选用器件 4．2．1开关管

晶体管——速度较低、容量小

MOS管——高速、容量较大，主要用于中小功率

IGBT——晶体管、MOS管相结合，具有较高速度、容量较大，但关断时有拖尾效应，一般用于大功率。 4．2．2集成电路

控制芯片——专用芯片如2525、2846、2842、3854等； 运算放大器——如224等；

集成电路选择时，应选用工业级芯片即2字头芯片。 4．2．3电容

电解电容——应选用105°C无感电解电容；

电容——最好选用温度特性较好的CBB、CL等材料。 4．2．4高频变压器

磁芯材料一般选用铁氧体和非晶合金，高频变压器设计应尽量减小漏感，以降低加在开关管上的尖峰电压。 4．3开关电源框图

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4．3．1 高频开关整流电源框图见图

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图1 高频开关整流电源原理框图 4．3．2高频开关有源逆变放电模块框图见图2。

图2 高频开关有源逆变放电模块框

4．4模块之间均流

主从设置法——设置一个模块为主模块，其它模块为从模块，主模块工作

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在恒压方式，从模块工作在恒流方式。此种方法如果主模块失效，整个系统不能工作，不适用于冗余系统。

平均电流法——是一种无主均流，但须设置均流总线。均流线上的信号代表所有模块的平均电流，每个模块根据此信号控制本机的电流输出，以达到均流目的。此方法均流效果好，但对工艺要求较高，如果均流母线发生短路或有模块不能工作时，造成均流母线电压下降，将使所有模块电压下降，造成故障。

民主均流法——自动选择主模块的主从均流模式，分最大值法和最小值法两种。运行时，系统自动选择输出电流最大或最小的模块为主模块，其它模块的输出电流自动调节向主模块输出电流逼近，以达到均流目的。此方法可靠性高、均流效果好、易于实现冗余，是目前最常用的一种方法。 4．5开关电源主要参数

4．5．1高频开关整流电源模块

交流输入电压（V）：AC380±20 %或AC220±20 %； 额定输出电压（V）：110、220； 额定输出电流（A）：5、10、20、30、40 稳 压 精 度：≤ ± 0.5 %； 稳 流 精 度：≤ ± 0.5 %； 纹 波 系 数：≤ ± 0.1 %； 动 态 响 应：≤ 200μs； 功 率 因 素：≥ 0.9； 效 率：≥ 93 %； 不 均 流 度：≤ 5%；

噪 声：≤45dB（自然冷却），≤55dB（强迫风冷）；

冷 却 方 式：3KW以下自然冷却；3KW以上强迫风冷。

注：TEP-M20/220-C模块为自然冷却模块，其最高输出电压为DC260V， 交流输入电压为AC380V±15%。 4．5．2有源逆变放电模块

输 入 电 压：DC90～132V、DC180～264V； 输 出 电 压：电网电压AC380或220V±15%；

输 入 额 定 放 电 电 流：10A、20A、30A、50A； 稳 流 精 度：≤±1%；

放 电 电 流 纹 波：≤±2%； 注 入 电 网 畸 变 THD：≤5% 逆 变 效 率：≥85%； 不 均 流 度：≤ 5%； 噪 声：≤55dB； 冷 却 方 式：强迫风冷。 4．6开关电源保护

除常规保护外，应重点考虑开关电源交流侧对操作过电压及雷击的保护。开关电源最薄弱环节就在交流侧，防操作过电压及雷击最好办法就是在交流进线或整流后直流侧加装电感，在系统上加压敏电阻。 4．7开关电源防尘、防潮

开关电源在潮湿地区或运行一段时间后，开关电源内部线路板由于潮湿或

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积类灰尘容易引起打火，因此一般要求线路板表面最好进行环氧涂敷处理。 4．8高频开关电源配置原则 4．8．1 整流模块

将交流电转为直流电即AC/DC

N+1或N+2原则既在用N个模块满足系统要求下选用N+1或N+2个模块。如对一200AH系统，若经常负荷电流为5A，则系统电流为5A+0.1*200AH=25A，选用10A模块4台或5台。 4．8．2 有源逆变模块

将蓄电池能量反馈回电网

蓄电池AH*0.1小于或等于逆变模块额定输入电流(A)*N。如对一200AH系统，放电电流为0.1*200AH=20A，选用10A模块2台。 5．绝缘监测装置 5．1两种检测原理 5．1．1交流法

采用交流互感器，当有接地发生时，主机向直流母线注入7~15V，7~25HZ交流信号，在接地支路互感器中感应出电压经计算机采集处理后作出判断。此种原理主要存在以下缺点：

a）支路对地电容对选线精度有很大影响。

b）由于向直流母线注入低频信号源，使得直流母线叠加低频交流信号，有可能对保护产生干扰。另外，若低频信号源发生短路会造成直流母线短路。 5．1．2直流法

采用直流互感器，每个互感器中都有一个磁调制微伏放大电路，当有接地发生时，在直流互感器内感应出电压经放大送入主机采集处理，并作出判断。此种原理无需向直流母线注入任何类型 …… 此处隐藏：3048字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……