基于高頻開關(guān)技術(shù)的直流電源監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　1 前言

　　在電廠及變電站的二次系統(tǒng)中，為了給控制、保護(hù)、自動(dòng)裝置、事故照明等設(shè)備用電，必須有可靠的直流電源。直流電源的作用是：正常時(shí)為變電站內(nèi)的斷路器提供合閘直流電源;故障時(shí)，當(dāng)廠、站用電中斷的情況下，為繼電保護(hù)、斷路器跳合閘、載波通訊提供直流電源，其穩(wěn)定運(yùn)行直接影響著電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。變電站直流電源主要由以下四個(gè)部分組成：蓄電池系統(tǒng)、充電模塊部分分為交流整流及穩(wěn)壓整流、微機(jī)監(jiān)控部分、調(diào)壓模塊部分。目前，現(xiàn)代直流電源的發(fā)展正以高頻開關(guān)技術(shù)為基礎(chǔ)，并兼?zhèn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/高頻">高頻化、高效率、大功率、無污染和模塊等特點(diǎn)。在管理方式上，結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，形成多級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的集中監(jiān)控管理系統(tǒng)。

　　直流電源系統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，它的主要作用是把各變電站直流設(shè)備的信息上送到監(jiān)控中心以供查詢，同時(shí)各監(jiān)控中心也向各變電站發(fā)送控制命令，由系統(tǒng)執(zhí)行，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的不正常狀態(tài)，及時(shí)處理。直流電源系統(tǒng)的典型配置如圖1所示。

　　圖1 直流電源系統(tǒng)的典型配置圖

　　直流電源系統(tǒng)主要分為三大部分：直流回路的絕緣檢測(cè)單元、交直流參數(shù)監(jiān)控單元、電池巡檢單元。目前各個(gè)廠家的產(chǎn)品還存在以下問題：

　　(1)直流接地故障率一直排在電氣故障首位，原因是檢測(cè)方法不足，直流傳感器檢測(cè)主要是易損壞、干擾嚴(yán)重，交流傳感檢測(cè)則受分布電容的影響，且須注入一定信號(hào);

　　(2)參數(shù)監(jiān)控單元主要是檢測(cè)母線電壓及電流，交流側(cè)電壓及直流側(cè)電流電壓等，目前此部分監(jiān)控系統(tǒng)只是將數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單檢測(cè)和直接上調(diào)，缺少自我分析和實(shí)時(shí)自我故障處理能力;

　　(3)各部分之間使用不同的通訊規(guī)約，使對(duì)綜自系統(tǒng)進(jìn)行通訊時(shí)，必須重新統(tǒng)一軟件規(guī)約;

　　(4)不同單元間的組態(tài)不便，使得在使用過程中用匯編語言更改或重新編寫軟件時(shí)不方便，容易出錯(cuò)，操作性差。

　　針對(duì)以上情況，我們推出了PZWG2000系列智能型觸摸屏控制直流高頻開關(guān)電源系統(tǒng)。此系統(tǒng)的信息采集及處理可就地完成，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，信號(hào)不受干擾，配線靈活，組態(tài)方便，網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)，可在線調(diào)控上傳數(shù)據(jù)，自檢功能完善，強(qiáng)大的多媒體及動(dòng)畫功能，友好的中英文人機(jī)顯示圖界，雙重控制原理，使系統(tǒng)更具可靠等優(yōu)點(diǎn)。

　　2 系統(tǒng)構(gòu)成及功能

　　2.1 硬件配置

　　PZWG2000智能型觸摸屏控制直流系統(tǒng)為模塊式結(jié)構(gòu)，模塊間可任意組合，可以根據(jù)不同用戶的不同要求組合系統(tǒng)。一個(gè)完整的系統(tǒng)由五個(gè)部分組成：監(jiān)控后臺(tái)(主控制單元)、充電管理單元(高頻單元)、電池管理單元(電池巡檢單元)、絕緣檢測(cè)單元及調(diào)壓?jiǎn)卧Ｆ渲兄骺刂茊卧幢O(jiān)控后臺(tái)為本系統(tǒng)的核心部分。

　　2.1.1監(jiān)控后臺(tái)

　　監(jiān)控后臺(tái)是通過可觸摸式工控機(jī)來實(shí)現(xiàn)并作為全面管理電源系統(tǒng)運(yùn)行。它可在線記錄、統(tǒng)計(jì)、分析并實(shí)時(shí)打印各種運(yùn)行數(shù)據(jù)。人機(jī)界面為高亮度的彩色大屏幕LCD顯示屏。具有顯示清晰、直觀、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。通過串行的RS232/RS485口，與變電站內(nèi)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)或地區(qū)調(diào)度聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)四遙功能，即遙測(cè)、遙信、遙控及遙調(diào)功能，從而實(shí)現(xiàn)變電站電源系統(tǒng)的無人值守。

　　圖2 監(jiān)控單元原理框圖