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1、 电力直流屏智能监控设计探究 摘要：当前国内直流屏监控系统普遍存在一些不足之处，例如监控系统实时性不高、集中监控弱等问题;国外直流屏监控系统整体工作性能较高，但其价格昂贵，核心技术封锁，在国内得不到广泛应用。针对上述存在的问题，本文提出并实现了一种低成本、高性能的智能化直流屏实时监控系统，该系统可满足直流屏应用中的主体监控功能，也适应了智能电网的飞速发展，在目前的国内直流屏生产环境中具有较高的推广潜力。关键词：直流屏；监控系统；直流绝缘检测；蓄电池监控；直流屏是电力系统的重要组成部分，是继电保护、自动装置和断路器等设备正确动作的基本保证。其稳定运行对防止系统破坏、事故扩大和设备严重损坏至为重要
2、。直流监控系统的主要作用就是监测直流屏的状态信息，同时与监控中心/交流信息，控制直流屏的运行。这样，维护人员可以及时发现设备运行的不正常状态，及时处理，而不等其发展演变成事故。直流屏通常由蓄电池组、充电电源、馈出回路等设备组成。直流屏的监测一般有直流屏参数监测、绝缘漏电监测、蓄电池故障监测。智能控制单元模块实现了高频开关电源模块结构的紧凑控制，实现输出电压，电流限制的连续调节和实时显示，实现了通过总线通信对主监控模块进行监控和控制，同时还提出了智能电池管理解决方案。实现电源监控，控制和电池管理。1电力直流屏监控概述在电力系统中，为了供给控制、保护，自动装置、事故照明和各种直流设备的用电，必须要
3、求有可靠的直流电源。因此，在发电厂(变电站)均设有独立的直流电源蓄电池组和与之配套的充电、浮充电装置一直流屏。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、断路器合闸和跳闸、载波通信、发电厂直流电动机拖动的厂用机械提供直流电源。因此变电站的直流系统是继电保护、自动装置和断路器正确动作的基本保证，其稳定运行对防止系统破坏、事故扩大和设备严重损坏至为重要。它的正常与否直接影响着电力系统的安全可靠的运行。如何加强对直流系统的监控和故障分析，并采取相应的对策是电力系统需要解决的问题。直流屏主要由充电屏、馈出屏、蓄电池组三部分组成。充电屏主
4、要由充机、充放电回路、充放电控制回路、充放电继电保护回路等组成。馈出屏主由降压硅链，直流输出回路等组成。蓄电池组一般有两组备用，在电力系统直流系统中根据电压高低一般可分为110V和220V两种。根据容量来分一有200AH,300AH,SOOAH,800AH一直到3000AH等等。充电机部分一般两组浮充机和一组充电机组成。浮充机部分主要负责正常情况下对蓄电池组浮充电和电力系统所挂的直流负荷的供电。充电机主要用来对蓄电池组的补充电，极化充电，平衡充电。在所有浮充机都发生故障时可以暂时代替浮充对蓄电池组浮充充电。2电力直流屏监控系统的发展概况直流屏监控系统的主要作用就是把各变电站的直流设备的信息上送
5、到监控中心，供其查询，同时各监控中心也可以向各变电站发送控制命令，由监控系统执行。同时还可以及时发现设备运行的不正常状态，及时处理。充分的节省人力物力，提高工作效率。直流屏监控系统主要可以分为三大部分:直流回路的绝缘检测单元、交直参数监控单元、电池巡检单元。直流电源的绝缘水平直接影响直流回路的可靠性。直流接地的故障率一直排在电气故障率的首位，它对电气设备的安全运行带来了潜在的危险。目前采用的检测方法可以根据利用的传感器可以分为直流传感检测和附加交流信号的交流传感检测。直流传感检测主要遇到的问题是在于其成本高、易损坏、干扰严重。交流传感检测主要是受分布电容的影响很大，且须注入一定信号，对直流系统
6、产生一定的影响。参数监控单元主要是检测母线电压及电流，充电机交流侧电压及直流侧的电IR及电流，蓄电池组充放电电压及电流等。且通过这些量与设定的标准量的比较来报警或者动作。目前这些主要都是由电磁式仪表和继电监控来完成，智能化和灵敏性都较差。当前开发的此部分监控系统也只是将数据简单检测和直接上调，缺少自我分析和实时的自我故障处理能力。蓄电池组是整个直流屏的心脏，维护蓄电池安全可靠的运行，是直流屏监控的一项重要的工作。合理的维护蓄电池可以大大的延长蓄电池的寿命。目前，蓄电池巡检主要是通过直流传感器检测各节蓄电池的电压，通过与标称值的比较判断蓄电池的好坏，成本很高，而且容易损坏。3监控单元模块3.1监
7、控单元的职能为了实现充电器的智能控制，加上监控单元，称为整流模块监控单元，它将完成以下工作：（1）向整流模块发送控制信号。包括开/关，故障复位，输出电压设置。（2）自动采集整流模块的模拟量数据。包括每个模块的输入/输出电压/电流值，充电电压手动设定值。（3）检测和判断各种故障。包括过压，欠压，过流，过热，跳闸，断路等，并根据故障发生相应的光报警。（4）与监控模块通信，收发信息。包括接收控制信号：开关机，故障复位，输出电压设定值等，根据监控模块的要求发送整流模块的模拟量和故障，操作状态开关等数据。（5）根据用户需求实时显示整流模块的各个模拟量值。3.2智能电池管理电池管理采用先进的电池管理设计方
8、案：短时快速恒流充电-恒压充电-恒压充电-长电池管理-微小电流放电，加上实时集成的电池充放电管理系统用于电池性能老化检测以有效延长电池寿命。有两种方式可以实现电池充电系统的电池管理模式。当智能充电电源对牲畜电池单独充电时，监控单元通过收集电池的充电电压和电流来设计控制算法，以使充电电源根据智能管理案例单独连接到电池完成充电。当智能充电电源为直流电源面板系统的一部分时，主监控模块通过485总线与各监控单元进行通信，获取各监控单元的状态数据，例如充电电源模块的状态：是否它处于同等充电或浮充状态，每条故障告警信息，充电电压和充电电流大小等;可以从电池监视模块获得电池组的各种状态信息。主监控模块对这些
9、信息进行汇总后，根据控制算法并根据智能管理方案对每个监控单元模块进行分析并发送相应的指令。4智能监控系统设计的具体工作(1)监测双路交流供电电压和交流接触器状态:当一路电网掉电、电网电压过高或过低、电网三相不平衡时自动将系统供电切换到另一路并报警。(2)检测整流模块的输出电流和故障状态:当模块有故障时，监控系统发出报警信号。(3)可本地或远端控制整流模块的开/关机、自动控制电池充电均浮充转换。(4)可本地或远端连续设置模块的输出电压。(5)监测各母线对地电压，并在绝缘故障时，自动巡检各馈电输出回路绝缘状况，同时发出报警。(6)监测电池电压及充放电电流:当市电中断由电池维持向负载供电时，如果电池
10、电压降至低压告警值，监控模块报警;当市电恢复后监控系统可对电池进行自动均衡充电管理;当用户认为有必要对电池进行均充电时，亦可通过键盘操作进行手动均衡充电。(7)采用电力部标准通讯协议，RS232串行通讯接口，能与电力自动化系统对接，实现直流系统“遥信、遥测、遥控、遥调”的四遥功能。4结语通过分析国内外直流屏监控系统的优缺点，针对目前国内直流屏监控系统实时性、智能化不高等问题存在，再加上国外直流屏监控系统价格昂贵等诸多原因。因此，国内市场迫切需要一种低成本、高性能的直流屏实时监控终端系统，面对这一实际问题，本文旨在研究一种智能化直流屏实时监控终端系统，针对直流屏多任务和通讯实时性，实现在直流屏系统上多任务同步运行，数据可靠实时获取、处理，达到无人值守效果与使用安全的目标一智能直流屏实时监控终端系统。参考文献:1李永臣.智能化多功能直流屏用充电电源研制J.电力电子技术,2004,38(3)2孔晓丽.高频开关智能电力直流屏相关技术的研究D.2002.3邹甲,王礼帅,乔黎,等.电力直流屏用智能充电电源的研制J.电源世界,2008(05):32-35. -全文完-
