直流系統講解
1．直流系統接線方案
方案一：單母線不分段，單組電池，有降壓裝置，適用於110kv以下變電站系統
方案二：單母線分段，單組電池，無降壓裝置，適用於110kv以下變電站系統
方案三：雙母線分段，雙組電池，無降壓裝置，適用於500kv以下變電站系統
2充電模組工作原理：
眾所周知，用於變電站和發電廠的直流電源系統，作為斷路器合閘電源、繼電器保護裝置電源和操作電源，要求其可靠性高，效能穩定。隨著科學技術的飛速發展，對供電質量的要求越來越高，為保證電網的安全、可靠、經濟執行，實現電力系統的自動化，對直流電源系統提出了更高的要求。為了更好地選用和用好電力系統中的直流操作電源系統，現將閘流體相控電源直流系統與高頻開關電源直流系統作一比較。
2.1相控電源是指採用閘流體作為整流器件的電源系統，其原理是交流輸入電壓經工頻變壓器降壓，然後採用閘流體進行整流。並通過移相控制以保持輸出電壓的穩定。
2.2高頻開關電源先將輸入的工頻交流電經整流濾波後得到直流電壓，再通過功率變換器變換成高頻脈衝電壓，經高頻變壓器和整流濾波電路最後轉換為穩定的直流輸出電壓。因其採用脈衝寬度調製（pwm）電路來控制大功率開關器件（功率電晶體、mos管、igbt等）的導通和截止時間，故可以得到很高的穩壓和穩流精度及很短的動態響應時間。
高頻開關電源內部還應用了軟開關技術和無源功率因數校正（pfc）技術，所以開機浪湧基本消除，功率因數大幅提高。
三相交流電源經過emi濾波器輸入到整流電路，將交流整流為脈動的直流輸出，通過無源功率因數校下（pfc）電路，將脈動的直流轉換為平直的直流電源，dc／ac高頻逆變器將直流轉換為高頻交流電源，通過高頻整流電路將高頻的ac轉換為高頻脈動的直流，此直流通過高頻濾波輸出。其中dc／ac高頻變換電路在脈寬調變（pwm）電路的控制下，通過調整變換電路的脈衝寬度，以實現電壓調整（包括穩壓和電壓整定）。
整個充電模組在微機系統的監控下工作，包括模組的保護、電壓調整等，同時微機實現將充電模組的執行資料上報到監控模組和接受監控模組的控制命令。
2.3技術效能比較
高頻開關電源直流系統與閘流體直流系統的技術效能對照如表1所列。
2.4供電可靠性比較
1）閘流體相控電源採用矽堆調壓，響應速度慢，反應時間為幾十ms，輸入電壓突變時在輸出端會產生衝擊，容易燒壞二次裝置。高頻開關電源直流系統採用無級調壓方式，響應速度快，輸入電壓突變時，模組在200μs內調整完成，過衝小於5％。
2）閘流體相控電源採用矽堆調壓，一般6～10v為一級降壓，因而輸出最少有3～5v的誤差。而高頻開關電源直流系統採用無級調壓方式，輸出電壓穩定，輸出精度高；降壓範圍大，輸入電壓可到320v，可降壓100v；當輸入電壓低到180v仍能夠輸出穩定的220v。
3）閘流體相控充電裝置發生故障時，必須將整台充電裝置退出執行，然後進行維護和檢修，降低了系統的可靠性。高頻開關電源直流系統由於採用模組化結構和n＋1備份方式，使系統的可靠性得到大大提高，並為系統擴容提供了極大方便。當執行的電源系統中某一整流模組出現故障時，該模組自動退出，其它模組繼續均衡工作，對系統供電不產生影響，且模組可以帶電插拔。
當使用者需要擴充套件電源系統容量時，只需增加整流模組即可以實現。
4）高頻開關電源直流系統能夠滿足更多變化的系統執行方式，徹底解決了人們長期以來對直流系統的種種顧慮。
2.5對蓄電池壽命影響的比較
發電廠和變電站的直流系統目前主要使用的是鎳鎘蓄電池或閥控式蓄電池，這2種蓄電池對充電裝置的要求較高。高頻開關電源直流系統對蓄電池壽命的影響比閘流體直流電源系統要小，這是因為閘流體直流電源系統輸出紋波大，輸出電壓含有的交流成分較大，影響了蓄電池的使用壽命，而高頻開關電源由於輸出紋波小、輸出穩定，再加智慧型化管理能延長電池的使用壽命。
2.6效益比較
高頻開關電源的裝置容量和執行成本比相控電源要低得多。
如果直流電源系統的負載功率為p，若採用相控電源，其功率因數為0.7，效率為70％，則需輸入功率為
pλ1=p0/(0.7×0.7)=2.041p
若採用高頻開關電源功率因數為0.92，效率為94％，則需輸入功率為
pλ2=p0/(0.92×0.94)=1.156p
顯然，採用高頻開關電源比相控電源節省了電力增容投資。
對於負載為50a的220v直流電源系統來說，負載功率p=220v×50a=11kw。電價按0.5元/kw·h計算，不考慮無功損耗，則採用高頻開關電源相對於相控電源而言，每年節省的電費為0.
5×11×8760(1/0.7－1/0.94)=17573.
3元另外，智慧型化的特點也能節省很多維護費用，所以，高頻開關電源的經濟效益是顯而易見的。
2.7結語
高頻開關電源直流系統的技術效能、可靠性、所產生的經濟效益以及系統構造都遠遠優於閘流體相控直流系統，必將成為電力行業直流電源的主流換代產品。高頻開關電源直流系統的廣泛應用，將使我國電力行業直流電源系統裝置跨入乙個全新的時代。
3. 絕緣監測裝置原理說明
國內目前直流系統絕緣監測裝置的直流選線原理主要分為兩類；
一類是交流低頻疊加訊號原理，該原理是採用平衡橋檢測到母線正負對地電壓發生偏移時，啟動交流低頻訊號（頻率一般為10～15hz，電壓幅值一般為15v）注入到直流系統正負對地間，通過各支路上所裝交流互感器檢測交流電流訊號，然後根據歐姆定律計算出接地電阻，從而達到選線目的。此種原理須向直流系統注入交流訊號，對直流系統有一定的干擾，此外，由於對地電容對交流訊號有衰減作用，會影響選線的精度；
另一類是不平衡橋原理，母線和支路檢測都是通過模擬平衡狀態和不平衡狀態來實現的，支路檢測採用直流互感器，通過檢測直流漏電流來實現，該原理無須向直流系統注入交流訊號，通過系統延時，能有效克服對地電容的影響。
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