系统故障，甚至全所停电，该电源也能在段时间内正常供电，以保证直流负荷正确动作，具有很高的稳定性和可靠性。二电源变换式直流系统电源变换式直流系统也是种式直流电源，其框图如下变电站直流系统分析与设计图电源变换式直流系统图这种电源是由输入可控整流装置蓄电池组逆变装置和输出整流装置组成。正常运行时，由交流供电给，经可控整流后，输出直流，并向蓄电池组充电或浮充电同时，经逆变装置变换成直流，在由输出整流装置输出的直流电，作为供电直流电源。当交流系统故障时，由蓄电池组直接向的直流负荷供电，同时经逆变和整流后维持向的直流负荷持续供电。三整流式直流电源上述两种直流电源，直接或间接地采用了蓄电池作为直流电源，由于蓄电池直流电源价格昂贵，寿命有限，维护量较大等，所以在些中小型变电站中采用了硅整流直流电源。整流式直流电源实际上是台整流装置，其输入般取自所用电的交流电压，经整流装置变换成直流电源。这种直流电源是非式的直流电源，若交流系统故障，将直接影响到直流电源的输出，不能变电站直流系统分析与设计满足直流负荷的要求若交流系统停电，直流电源将没有输出。为了解决上述问题，对于整流式直流电源进行了改进，其中应用最多的是硅整流电容储能直流电源和复式整流直流电源。由于应用不是太广泛在这里就不在介绍。第二节蓄电池技术分析蓄电池分为酸性蓄电池和碱性蓄电池。酸性蓄电池有固定型防酸隔爆铅酸蓄电池和阀控密封免维护铅酸蓄电池。碱性蓄电池是镉镍蓄电池。铅酸蓄电池铅酸蓄电池从组成上来讲，主要是由正极板负极板硫酸溶液隔板蓄电池槽蓄电池盖组成。根据蓄电池的用途不同，还有其它不同的部件，如对于防酸隔爆式蓄电池在电池盖上安有防酸隔爆帽，有的电池还装有密度计温度计等。正负极接线柱是由正负极板引出，用于对外连接。铅酸蓄电池正极板上的活性物质是二氧化铅，负极板上的活性物质是金属铅。蓄电池的储能和释放能量是通过正负极和硫酸溶液之间发生的电化学反应来实现的。在放电过程中，放电电流从蓄电池的正极流出，经负极电池负极电池内部后，到达正极，实现了将蓄电池内的化学能转换为电能，供电给负荷。这种电化学反应可以用下面的反应方程式表示变电站直流系统分析与设计负极电解液正极负极电解液正极由上式可看出，在放电过程中，正负极在放电后都生成了硫酸铅，并消耗了电解液中的硫酸，生成了水，结果硫酸溶液的浓度密度下降。因此在实际工作中，可以根据电解液比重的变化高低，来判断蓄电池的放电程度和作为确定蓄电池放电终了的主要特征。在充电过程中，充电电流由外部电源的正极，经蓄电池的正极电池内部负极，到达外部电源的负极，实际将电能转换成化学能存储在蓄电池内部。充电过程的电化学反应可用下面的化学反应方程式表示负极电解液正极负极电解液正极由此可见，充电时，正极上的硫酸铅氧化成二氧化铅，负极上的硫酸铅还原成金属铅，并且硫酸根与水形成硫酸，使电解液的浓度逐渐上升，最后达到稳定值。在充电过程中，外电源强迫蓄电池接受电解，把及转换成，电能转换成后者的化学能，这是主反应。充电时还伴随着个很难避免的副反应，即电解水生成氧气和氢气。特别是充电后期，电压升高用恒定电流充电时，电能主要消耗在电解水方面，而且对活性物质很不利。电解水的反应是正极负极↑变电站直流系统分析与设计总反应↑↑在充电后期，从正极板析出氧气，负极板析出氢气。充好电之后的蓄电池会自发地进行自放电反应。负极上的自放电反应将使负极板硫化并析出氢气正极板上的自放电反应将析出氧气。铅酸蓄电池充电自放电都会产生氧气和氢气的析出以及酸雾的自然挥发。这样来，方面使得电池的电解液消耗很大，需要经常加酸补水进行维护另方面酸雾对人体，设备和环境带来污染和危害。氢气易引起火灾。由于上述原因，以前在变电所中，蓄电池是安装在蓄电池室内，蓄电池室的建筑应符合国家相关技术要求，设置必要的附属设备和通风设备等，投资大，运行维护量大。我国电力系统自世纪年代开始引进和采用阀控密封免维护铅酸蓄电池，简称阀控电池，年代后开始广泛应用。些新建的变电所，甚至些改造的变电所基本都是采用这种新型蓄电池，取代了固定型防酸隔爆铅酸蓄电池。阀控电池采用了全封闭结构，设有安全阀，正极板为铅锡合金，负极板为钙铝合金，电池内部电解液被吸附在极板和隔离物中，充电产生的气体不向外逸出，全部在电液内合成，该电池在在理论上不消耗水，不需添加蒸馏水，可以长期运行。由于上述特点，阀控电池体积小，具有防震抗压的特点，便于运输，可以放倒后叠加放置，酸液无渗漏，可与其它设备同置室，无酸雾逸出，无需设专门的电池室。铅酸蓄电池的型号般按以下方式表示变电站直流系统分析与设计串联的单体电池数电池的类型和特征额定容量图蓄电池型号表示二镉镍电池镉镍电池属于碱性电池，在结构上，其正极板是氧化镍，负极板是镉铁电解液为氢化钾或氢化钠中加入适量的氢化锂组成外壳为封闭型。其化学能与电能的转换也是通过其内部复杂的驱动脉冲的宽度，从而调整开通时间以使输出电压可调稳定。由于高频变压器取代了笨重的工频变压器从而使稳压电源的体积和重量大大减少。高频开关整流器和可控硅整流器相比具有以下优点重量轻体积小功率因数高可闻噪音低④效率高冲击电流小模块式结构。由此可见，高频开关电源是现阶段变电站直流电源的必然选择。二充电装置选择计算变电站直流系统分析与设计充电装置额定电流选择满足浮充要求满足初充要求则满足均衡充电要求得输电压选择充电装置额定电压蓄电池组单体个数充电末期单体蓄电池电压阀控式铅酸蓄电池为选择充电装置的额定电流为。此次设计为两组蓄电池配三组高频开关充电模块，模块数量为单个模块额定电流高频开关电源模块选择数量采用形式变电站直流系统分析与设计所以，选用套高频开关电源模块，单套高频开关模块的容量为。第三节不停电电源的选择是不间断电源个英文单词的缩写，是指当交流市电断电或其变化超出规定限额时仍能继续向用电设备提供电能的设备。的几种工作方式介绍后备式在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电超出其工作范围时，通过转换开关转换为电池逆变供电。在线互动式在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电偏高或偏低时，通过内部稳压线路稳压后输出，当市电异常或停电时，通过转换开关转变成电池逆变供电。在线式在市电正常时，由市电进行整流提供直流电压给逆变器工作，由逆变器向负载提供交流电，在市电异常时，逆变器由电池提供能量，逆变器始终处于工作状态，保证无间断输出。二随着变电站综合自动化水平的提高，大量采用了交流控制的微机监控等智能化设备。为保证交流控制电源系统的可靠供电，通常是采用由蓄电池组充电装置，构成的交流不停电电源系统，即。到年代末，随着高频开关变换技术的成熟，模块化的电力专用电源和逆变电源在变电所中得到推广应用。它取消了内置蓄电池组，逆变器直流输入取自站内直流控制电源系统的蓄电池组，并且变电站直流系统分析与设计实现了直流与交流输入和输出的电气隔离，以及高精度的稳压稳频逆变输出。三介绍几种电力专用电源典型系统图电力专用电源典型系统结构图图典型系统图电力专用电源内部包含整流器逆变器旁路静态开关直流逆止二极管输入输出隔离变压器及滤波器等等单元。此系统平时由交流供电，当交流出现故障时由直流提供能量。但是当机器过载过温或逆变器故障时都将工作于旁路状态，机器此时的输出只是经过滤波后无稳压稳频处理的普通市电。只要电力专用电源的交流输入和直流输入有路供电正常，电力专用就可输出高品质交流电源为负载提供可靠供电。电力专用多机并联热备份系统结构图变电站直流系统分析与设计图多机系统图多个模块按配置，输出并联后接至旁路切换模块，正常时由并联的模块向负载供电，并平均分担电流，当其中台模块故障时会自动退出运行不影响其它模块正常输出当台以上模块故障退出，且其余工作模块出现过载时自动切换到旁路供电。当旁路切换模块故障时，可通过维护旁路向负载供电，且维护旁路回路同样具有防误操作闭锁功能。四出于更高的可靠性考虑，此次设计的变电站采用电力专用多机并联热备份系统，单个模块采用由合肥阳光电源有限公司生产的型号为的产品。第四节通信电源的分析与设计通信电源是通信系统的重要组成部分，作为通信设备正常工作必备的基础设施，通信电源的优劣将影响到通信系统的通信质量和通信可靠性。电力通信网作为电网发展的基础设施，在保障电网安全稳定经济运行提高电网信息化水平等方面发挥着越来越重要的作用。通变电站直流系统分析与设计信电源是向通信设备不间断的提供直流电或交流电的电能源，任何通信系统都离不开通信电源。通信的迅猛发展，使得通信设备对通信电源的要求越来越高，传统的相控稳压电源已不能满足现代通信对通信质量的要求，而逐渐被性能更为优良高频开关电源取代。开关电源分为两大类。交换是具有将交流变换为直流，输入为的交流电，输出为直流电变换是将固定的直流电压变换为可变的直流电压，也称直流斩波。变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国外均已成熟和标准化，可靠性高，并已得到用户的认可。变换器现已成功应用于电力行业。模块可以转换成各种不同的电压，同电压等级的变换器可以并联运行，之间可以实现自动均流。分析变电所直流操作电源和通信电源的接线特点，正常均由充电设备将交流电转换成所需的直流电，提供设备所需的电源，当交流停电时，由蓄电池保障供电根据变电所规模和重要性不同，系统接线采用单母线或单母线分段接线方式，组或两组蓄电池。不同点是直流操作电源和通信电源的供电电压，前者般为，后者般为。当前模块的成熟发展和大量应用，给以我们些启示，模块的性能指标能完全满足通信设备对电源的要求，同时微机监控装置可以对模块进行监控，安全可靠性满足要求。变电站直流系统分析与设计由此，我们提出了将变电站直流操作电源与通信电源集成的方案，将