关于电力操作电源两种控制方式的比较
引言
开关电源是一个闭环的自动控制系统，开关电源的控制环节的设计是其设计的重要组成部分。其常用的设计步骤是对主电路建立小信号模型，作出开环波特图，然后根据性能指标要求，运用经典自动控制理论，设计校正系统，使系统具有良好的稳态和暂态性能。很多研究者对开关电源的控制系统进行了分析[1][4]。
应用在电力领域的开关电源一般要求能工作在恒压和恒流两种模式，在控制上有两种常用的实现方式：一种是采用并联式双环控制，在系统中建立两个独立的电压环和电流环。这种控制方式简单稳定，容易设计，稳定时只工作在某个单环控制下，两个控制环不会互相干扰，可以保证很好的恒压和恒流精度。另一种是采用串级式双环控制，当系统工作在恒压模式下时是用双环控制，工作在恒流模式下是用单环控制。
电力操作电源一般为并联工作的模块式电源，在这种并联运行的电源中限流特性十分重要，否则当一台模块退出工作时，其它模块会因不能及时限流而引起连锁反应，相继保护退出工作。另外，从控制的角度来说，减小运行参数对控制系统稳定性的影响，增强系统的鲁棒性是很重要的。本文通过对两种控制方式进行建模分析，对两种控制方式的限流速度和控制稳定性进行了比较，并通过实验得到了验证。
2两种控制方式分析
21并联式双环控制方式
这种控制方式电路原理图如图1所示，使用两个并联的单环分别实现电路的恒压和恒流功能，电压环PI调节器输出和电流环PI调节器输出均通过一个二极管接到三角波比较器的正输入端，电路工作时，若电压环PI调节器输出UV1小于电流环PI调节器输出UC1，则DV1导通，电路工作在电压环控制模式；反之DC1导通，电路工作在电流环控制模式。这种控制方式下，在稳定工作时，电压环和电流环只有一个环在工作，不会互相干扰。而且单环控制的设计和分析都相
图1并联式双环控制方式的电路原理图
图2电压环单环控制模式下的电路方框图
图3电流环单环控制模式下的电路方框图
图4电压环单环开环波特图
图5电流环单环开环波特图
对简单。但由于电压环和电流环的调节器输出端接在一起，在过渡过程中，特别是当两个环之间进行切换时，会形成相互干扰，可能会导致电路工作不稳定。
图2是工作在电压环单环控制模式时的电路方框图。图3是工作在电流环单环控制模式时的电路方框图。图2、图3中：
H为输出电压采样系数，H=R2/(R1＋R2)；
FM为脉宽调制器的传递函数，FM=1/UPP，（UPP为三角波峰峰值）；
GV(s)为电压环PI调节器的传递函数；
GdV(s)为主电路的占空比对输出电压的开环传递函数；
Ki为电感电流采样系数；
Gi(s)为电流环PI调节器的传递函数；
Gdi(s)为主电路的占空比对电感电流的开环传递函数。GV(s)=(1)GdV(s)=×(2)Gdi(s)=×(3) 式中：Uin输入直流母线电压；
L为输出滤波电感值；
RL为滤波电感的电阻；
C为输出滤波电容；
RC为滤波电容的串联等效电阻；
R为负载电阻。 [内容是第一电源网收集于互联网]
由图2可得电压环单环的开环传递函数为：
Tvo1(s)=HFMGV(s)GdV(s)（4）
由图3可得电流环单环的开环传递函数为：
Tio1(s)=KiFMGi(s)Gdi(s)（5）
将如图1所示的实际电路参数代入式(4)和(5)，其中Uin=515V，Upp=3.5V，Ki=0.1。做出波特图。图4为电压环开环波特图，其剪切频率为1.5kHz，相位裕量为28°。图5为电流环开环波特图，其剪切频率为10kHz，相位裕量为81°。
2.2串级型双环控制方式
这种控制方式的电路原理图如图6所示，它在结构上将两个单环串联起来，同样也能实现电路恒压和恒流两种工作方式。当D3导通时，电路工作在恒流模式，此时，电压环不起作用，电路相当于单环控制，其电路方框图和传递函数同图1所示电路工作在恒流模式是一样的，不再重复。当D3截止时，电路工作在恒压模式下，电路采用串级双环控制，电流环作为电压环的内环，电压环PI调节器的输出UV2作为电流环PI调节器的给定。其电路方框图如图7所示，在设计参数时，先设计电流环的调节器，获得稳定的内环，然后得到电流环的闭环传递函数Tic(s)，并将其作为电压环的一个环节，如图8所示，然后设计电压环的调节器。这种控制方式的最大的优点是很好地解决了电路的限流问题，使电路具有最快的限流响应速度。但是这种控制方式的实际限流给定是限流值
Uiref加上D3的管压降，因为D3的管压降与通过它的电流有关，所以这种控制方式的稳流精度不如前面那种控制方式，但可以通过调节电阻R3，减小D3管压降的变化量，以提高这种控制方式的稳流精度。
图8电压环双环控制方式下的等效电路方框图
图6串级型双环控制方式的电路原理图
图7电压环双环控制模式下的电路方框图
图9双环控制方式下电压环的开环波特图
图7和图8中，Z(s)为负载和输出电容支路的并联阻抗：Z(s)=（6）
其它函数在上面已经定义，就不再复述。
根据图7，得到电流环（内环）的闭环传递函数为：Tic(s)=(7)
然后由等效方框图图8可得，电压环的开环传递函数为：
Tvo1(s)=HGV(s)Tic(s)Z(s)(8)
为了便于比较两种控制系统特性，串级型双环控制方式下的控制参数与并联型双环控制方式下的控制参数一致。将如图6所示的实际电路参数代入式（8），其中Uin=515V，Upp=3.5V，Ki=0.1。得到串级型双环控制方式下电压环的开环波特图，如图9所示。其剪切频率为378Hz，相位裕量为98°，稳定裕量为59dB。
3两种控制方法的比较
31串级型双环控制方式具有更快的限流响应速度
在并联型双环控制方式下，当系统的工作状态由恒压模式切换到恒流（限流）模式时，由于存在一个切换的过渡过程，往往会导致限流速度太慢，甚至发生两个环交互作用，互相干扰而导致系统的不稳定。因为当电路工作在恒压模式时，此时的输出电感电流平均值比限流设定值低，所以电流环PI调节器正向饱和输出UC1，这时负载突然增大，并且电感电流平均值大于限流值，但电路并不是立即进入限流状态，而是要等到UC1的输出从正向饱和状态退出并且降到比电压环PI调节器输出UV1低时，此时DC1才导通，限流环才开始起作用。这样就会有可能带来两个问题：一是如果这段时间太长，系统有可能因为不能及时限流而导致过流保护；二是如果电流环和电压环的响应速度比较接近时，则在这个过渡过程中有可能两个环交错作用，互相干扰，导致系统的不稳定。图10所示波形是当两台模块并联运行时，关掉一台模块，另一台模块过流保护时输出滤波电感电流的波形，其波形是采用霍尔传感器得到的，检测系数为20:1，通道1为模块1输出滤波电感电流波形，通道2为模块2输出滤波电感电流波形，实验条件为：两台并联工作输出42A，模块的限流值为25A。此时关掉模块1，对于模块2相当于突然增加一倍负载，由图中可见，由于模块2的限流环不能及时作用，导致其过流保护。
图11显示了通道1为电压环PI调节器输出UV1，通道2为电流环PI调节器输出UC1。负载没有突变时，系统工作在电压环单环控制模式，此时UV1决定电路的占空比；UC1饱和输出，（在实验电路中为了加快其响应速度，将它限幅在6V）电流环不工作。当负载突增，输出电压下降，因此UV1上升，当电感电流平均值超过限流值时，UC1下降，但在电路中由于电压环和电流环的速度接近，使它们在过渡过程中交错作用，导致系统的不稳定。
而系统采用串级型双环控制方式时则不会有此类问题，因为在这种情况下，电路工作在恒压模式时，说明电压环
PI调节器的输出小于限流环设定，D3截止，但电流环作为内环仍然在工作着。同样如果此时负载突然增加，则由于输出电压降低，所以电压环的PI调节器输出增加，当UV2大于限流值时，D3导通，系统则工作在恒流模式。从电路结构中看，这种控制方式是对电压环PI调节器的输出进行限幅，限幅值就是电流环的限流值Uiref，这样一旦电压环PI调节器的输出大于限流值Uiref,系统就立即进入限流状态，从而使系统具有最快的限流响应速度。图12是当两台模块并联运行时，关掉一台模块，另一台模块快速限流时的输出滤波电感电流波形。通道1、通道2分别为模块1、模块2的输出滤波电感电流，电流检测系数为20:1。此时模块的限流值和保护值不变。同样两台模块也是并联工作，输出42A。然后关掉模块1，由图12可见，采用串级型双环控制后，模块2快速限流，并且无超调。
32串级型双环控制方式具有更好的系统稳定性能
图10并联型双环控制方式下突变负载引起过流保护
图11并联型双环控制方式下负载突变引起电压环和电流环交错作用
图12串级型双环控制方式下负载突变模块能够迅速限流
图13电压环单环控制下变化输入电压对系统开环波特图的影响
开关电源的冲击电流控制方法 开关电源的输入一般有滤波器来减小电源反馈到输入的纹波，输入滤波器一般有电容和电感组成∏形滤波器，图1. 和图2. 分别为典型的AC/DC电源输入电路和DC/DC电源输入电路。 由于电容器在瞬态时可以看成是短路的，当开关电源上电时，会产生非常大的冲击电流，冲击电流的幅度要比稳态工作电流大很多，如对冲击电流不加以限制，不但会烧坏保险丝，烧毁接插件，还会由于共同输入阻抗而干扰附近的电器设备。
图3.通信系统的最大冲击电流限值（AC/DC电源） 图4.通信系统在标称输入电压和最大输出负载时的冲击电流限值（DC/DC电源） 欧洲电信标准协会(the European Telecommunications Standards Institute)对用于通信系统的开关电源的冲击电流大小做了规定，图3为通信系统用AC/DC电源供电时的最大冲击电流限值[4]，图4为通信系统在DC/DC电源供电，标称输入电压和最大输出负载时的最大冲击电流限值[5]。图中It为冲击电流的瞬态值，Im为稳态工作电流。 冲击电流的大小由很多因素决定，如输入电压大小，输入电线阻抗，电源内部输入电感及等效阻抗，输入电容等效串连阻抗等。这些参数根据不同的电源系统和布局不同而不同，很难进行估算，最精确的方法是在实际应用中测量冲击电流的大小。在测量冲击电流时，不能因引入传感器而改变冲击电流的大小，推荐用的传感器为霍尔传感器。
2. AC/DC开关电源的冲击电流限制方法 2.1 串连电阻法 对于小功率开关电源，可以用象图5的串连电阻法。如果电阻选得大，冲击电流就小，但在电阻上的功耗就大，所以必须选择折衷的电阻值，使冲击电流和电阻上的功耗都在允许的范围之内。 图5. 串连电阻法冲击电流控制电路（适用于桥式整流和倍压电路，其冲击电流相同）串连在电路上的电阻必须能承受在开机时的高电压和大电流，大额定电流的电阻在这种应用中比较适合，常用的为线绕电阻，但在高湿度的环境下，则不要用线绕电阻。因线绕电阻在高湿度环境下，瞬态热应力和绕线的膨胀会降低保护层的作用，会因湿气入侵而引起电阻损坏。 图5所示为冲击电流限制电阻的通常位置，对于110V、220V双电压输入电路，应该在R1和R2位置放两个电阻，这样在110V输入连接线连接时和220V输入连接线断开时的冲击电流一样大。对于单输入电压电路，应该在R3位置放电阻。 2.2 热敏电阻法 在小功率开关电源中，负温度系数热敏电阻（NTC）常用在图5中R1，R2，R3位置。在开关电源第一次启动时，NTC的电阻值很大，可限制冲击电流，随着NTC的自身发热，其电阻值变小，使其在工作状态时的功耗减小。 用热敏电阻法也由缺点，当第一次启动后，热敏电阻要过一会儿才到达其工作状态电阻值，如果这时的输入电压在电源可以工作的最小值附近，刚启动时由于热敏电阻阻值还较大，它的压降较大，电源就可能工作在打嗝状态。另外，当开关电源关掉后，热敏电阻需要一段冷却时间来将阻值升高到常温态以备下一次启动，冷却时间根据器件、安装方式、环境温度的不同而不同，一般为1分钟。如果开关电源关掉后马上开启，热敏电阻还没有变冷，这时对冲击电流失去限制作用，这就是在使用这种方法控制冲击电流的电源不允许在关掉后马上开启的原因。
考纲 稳态分析计算题从稳态分析出 1.潮流计算 2.稳态运行（本科教材，有功、无功调节） 3.故障分析（简单故障，对称分量法） 4.状态估计（基本概念） 暂态分析 1.同步电机模型（基本概念） 2.稳定性分析 1)主要是暂态稳定（时域法、直接法——基本概念） 2)低频振荡 重点内容 潮流计算 1.等值参数 变压器模型参数 本科教材上册，P23，2－3 变压器的等值电路和参数 变压器中心点接地方式，对应等值电路，有哪些参数，物理意义 本科教材上册，P126，图6－10、图6－11 变压器Y/△-11接法，原变、副边U、I相位关系 见本科教材上册P156，图7－15 输电线路等值电路，序阻抗怎么定义的，影响因素。各序阻抗大小关系，倍数关系。 见本科教材上册P130,6－4节
2.计算方法 1）基本要求 对于一个潮流算法，其基本要求可归纳成以下四个方面 1)计算速度 2)计算机内存占用量 3)算法的收敛可靠性 4)程序设计的方便性以及算法扩充移植等的灵活通用性 2）各种方法及特点 高斯－塞德尔法：优点是原理简单，程序设计十分容易，占用内存非常节省，且每次迭代所需计算量很小。缺点是收敛速度很慢，迭代次数与计算网络节点数密切相关；并且对于病态条件的系统，往往会收敛困难。 牛顿－拉夫逊法：最基本、最重要的一种算法，是其他一些派生算法的基础，具有快速的收敛性和良好的收敛可靠性。 快速解耦法（P－Q解耦）：在计算速度、内存占用量及程序设计简单等方面的优异特性，已经使它成为当前使用最为普遍的一种算法。特别对在线计算，作为一种精确的算法，其计算速度更非其他算法所能比拟。 保留非线性算法：采用了更精确的模型，具有良好收敛可靠性、较快的计算速度。 最小潮流法：在处理病态潮流方面具有优越性。 另外, 随机潮流，直流潮流等，见研究生教材上册，P70 3）牛顿－拉夫逊法计算过程，存在问题 ——计算步骤，见本科教材下册，P43～44 ——性能和特点 突出优点是收敛速度快，若选择到一个较好的初值，算法将具有平方收敛特性，一般迭代4～5次便可以收敛到一个非常精确的解，且迭代次数与所计算网络的规模基本无关。牛顿法也具有良好的收敛可靠性，对于病态系统均能可靠地收敛。 缺点是牛顿法所需的内存量及每次迭代所需时间均较高斯－塞德尔为多，并与程序设计技巧密切相关。牛顿法的可靠收敛取决于有一个良好的启动初值，如果初值选择不当，算法
开关电源常见故障及维修方法： 1.保险烧或炸 主要检查300V上的大滤波电容、整流桥各二极管及开关管等部位，抗干扰电路出问题也会导致保险烧、发黑。需要注意的是：因开关管击穿导致保险烧一般会把电流检测电阻和电源控制芯片烧坏。负温度系数热敏电阻也很容易和保险一起被烧坏。 2.无输出，保险管正常 这种现象说明开关电源未工作或进入了保护状态。首先要测量电源控制芯片的启动脚是否有启动电压，若无启动电压或者启动电压太低，则要检查启动电阻和启动脚外接的元件是否漏电，此时如电源控制芯片正常，则经上述检查可以迅速查到故障。若有启动电压，则测量控制芯片的输出端在开机瞬间是否有高、低电平的跳变，若无跳变，说明控制芯片坏、外围振荡电路元件或保护电路有问题，可先代换控制芯片，再检查外围元件;若有跳变，一般为开关管不良或损坏。 3.有输出电压，但输出电压过高 这种故障一般来自于稳压取样和稳压控制电路。在直流输出、取样电阻、误差取样放大器如TL431、光耦、电源控制芯片等电路共同构成一个闭合的控制环路，任何一处出问题就会导致输出电压升高。 4.输出电压过低 除稳压控制电路会引起输出电压低，还有下面一些原因也会引起输出电压低： a.开关电源负载有短路故障（特别是DC/DC变换器短路或性能不良等），此时，应该 断开开关电源电路的所有负载，以区分是开关电源电路还是负载电路有故障。若断 开负载电路电压输出正常，说明是负载过重;或仍不正常说明开关电源电路有故障。 b.输出电压端整流二极管、滤波电容失效等，可以通过代换法进行判断。 c.开关管的性能下降，必然导致开关管不能正常导通，使电源的内阻增加，带负载能 力下降。 d.开关变压器不良，不但造成输出电压下降，还会造成开关管激励不足从而屡损开关 管 e.300V滤波电容不良，造成电源带负载能力差，一接负载输出电压便会下降。
DC-DC开关电源管理芯片的设计 引言 电源是一切电子设备的心脏部分，其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性。而开关电源更为如此，越来越受到人们的重视。目前的计算机设备和各种高效便携式电子产品发展趋于小型化，其功耗都比较大，要求与之配套的电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高，必须采用高效率的DC/ DC开关稳压电源。 目前电力电子与电路的发展主要方向是模块化、集成化。具有各种控制功能的专用芯片，近几年发展很迅速集成化、模块化使电源产品体积小、可靠性高，给应用带来极大方便。 从另一方面说在开关电源DC-DC变换器中，由于输入电压或输出端负载可能出现波动, 应保持平均直流输出电压应能够控制在所要求的幅值偏差范围内，需要复杂的控制技术，于是各种PWM空制结构的研究就成为研究的热点。在这样的前提下，设计开发开关电源DC-DC控制芯片，无论是从经济，还是科学研究上都是是很有价值的。 1.开关电源控制电路原理分析 DC- DC变换器就是利用一个或多个开关器件的切换，把某一等级直流输入电压变换成 另一等级直流输出电压。在给定直流输入电压下，通过调节电路开关器件的导通时间来控制平均输出电压控制方法之一就是采用某一固定频率进行开关切换，并通过调整导通区间 长度来控制平均输出电压，这种方法也称为脉宽调制［PWM法。 PWM从控制方式上可以分为两类，即电压型控制(voltage mode con trol )和电流型 控制(current modecontrol )。电压型控制方式的基本原理就是通过误差放大器输出信号与一固定的锯齿波进行比较，产生控制用的PW信号。从控制理论的角度来讲，电压型控制方式是一种单环控制系统。电压控制型变换器是一个—阶系统，它有两个状态变量：输出滤波电容的电压和输出滤波电感的电流。二阶系统是一个有条件稳定系统，只有对控制电路进行精心的设计和计算后，在满足一定的条件下，闭环系统方能稳定的工作。图即为电压型控制的原理框图。 1
浅谈电力系统自动化 “安全、可靠、经济、优质”的电能供应是现代社会对电力事业的要求,自动化的电力系统成为现代社会的发展趋势,而且电力系统自动化技术也不断地从低级到高级,从局部到整体。本文试对电力系统自动化发展趋势及新技术的应用作简要阐述。 标签：电力系统自动化探讨 1 电力系统自动化总的发展趋势 1.1 当今电力系统的自动控制技术正趋向于: ①在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。②在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。③在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。④在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。⑤在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 1.2 整个电力系统自动化的发展则趋向于: ①由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。②由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。③由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。④由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 2 具有变革性重要影响的三项新技术 2.1 电力系统的智能控制电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有:
考纲 稳态分析计算题从稳态分析出1. 潮流计算 2.稳态运行（本科教材，有功、无功调节） 3.故障分析（简单故障，对称分量法） 4.状态估计（基本概念） 暂态分析 1.同步电机模型（基本概念） 2. 稳定性分析 1）主要是暂态稳定（时域法、直接法——基本概念） 2）低频振荡 重点内容 潮流计算 1. 等值参数 变压器模型参数 本科教材上册，P23，2－3 变压器的等值电路和参数变压器中心点接地方式，对应等值电路，有哪些参数，物理意义 本科教材上册，P126,图6 —10、图6 —11 变压器Y/ △ -11接法，原变、副边U I相位关系见本科教材上册P156,图7—15 输电线路等值电路，序阻抗怎么定义的，影响因素。各序阻抗大小关系，倍数关系。 见本科教材上册P130,6 —4节 2.计算方法 1）基本要求 对于一个潮流算法，其基本要求可归纳成以下四个方面 1）计算速度
2）计算机内存占用量 3）算法的收敛可靠性 4）程序设计的方便性以及算法扩充移植等的灵活通用性 2）各种方法及特点 高斯-塞德尔法：优点是原理简单，程序设计十分容易，占用内存非常节省，且每次迭 代所需计算量很小。缺点是收敛速度很慢，迭代次数与计算网络节点数密切相关；并且 对于病态条件的系统，往往会收敛困难。 牛顿-拉夫逊法：最基本、最重要的一种算法，是其他一些派生算法的基础，具有快速的收敛性和良好的收敛可靠性。 快速解耦法（P- Q解耦）：在计算速度、内存占用量及程序设计简单等方面的优异特性， 已经使它成为当前使用最为普遍的一种算法。特别对在线计算，作为一种精确的算法， 其计算速度更非其他算法所能比拟。 保留非线性算法：采用了更精确的模型，具有良好收敛可靠性、较快的计算速度。 最小潮流法：在处理病态潮流方面具有优越性。 另外， 随机潮流，直流潮流等，见研究生教材上册，P70 3）牛顿-拉夫逊法计算过程，存在问题 ――计算步骤，见本科教材下册，P43?44 ――性能和特点 突出优点是收敛速度快，若选择到一个较好的初值，算法将具有平方收敛特性，一般迭代4?5次便可以收敛到一个非常精确的解，且迭代次数与所计算网络的规模基本无关。牛顿法也具有良好的收敛可靠性，对于病态系统均能可靠地收敛。 缺点是牛顿法所需的内存量及每次迭代所需时间均较高斯-塞德尔为多，并与程序设计 技巧密切相关。牛顿法的可靠收敛取决于有一个良好的启动初值, 有可能不收敛 如果初值选择不当，算法 或收敛到一个无法运行的解点上。解决这个问题的办法可以先用高斯－塞德尔发迭代1?2次，以此迭代结果作为牛顿法的初值；也可以先用直流法潮流求解一次以求得一个较好的角度初值，然后转入牛顿法迭代。 4）潮流计算与状态估计的关系
关于电力操作电源两种控制方式的比较doc-关于电力操 作电 引言 开关电源是一个闭环的自动操纵系统，开关电源的操纵环节的设计是其设计的重要组成部分。其常用的设计步骤是对主电路建立小信号模型，作出开环波特图，然后按照性能指标要求，运用经典自动操纵理论，设计校正系统，使系统具有良好的稳态和暂态性能。专门多研究者对开关电源的操纵系统进行了分析[1][4]。 应用在电力领域的开关电源一样要求能工作在恒压和恒流两种模式，在操纵上有两种常用的实现方式：一种是采纳并联式双环操纵，在系统中建立两个独立的电压环和电流环。这种操纵方式简单稳固，容易设计，稳固时只工作在某个单环操纵下，两个操纵环可不能互相干扰，能够保证专门好的恒压和恒流精度。另一种是采纳串级式双环操纵，当系统工作在恒压模式下时是用双环操纵，工作在恒流模式下是用单环操纵。 电力操作电源一样为并联工作的模块式电源，在这种并联运行的电源中限流特性十分重要，否则当一台模块退出工作时，其它模块会因不能及时限流而引起连锁反应，相继爱护退出工作。另外，从操纵的角度来讲，减小运行参数对操纵系统稳固性的阻碍，增强系统的鲁棒性是专门重要的。本文通过对两种操纵方式进行建模分析，对两种操纵方式的限流速度和操纵稳固性进行了比较，并通过实验得到了验证。 2两种操纵方式分析 21并联式双环操纵方式
这种操纵方式电路原理图如图1所示，使用两个并联的单环分不实现电路的恒压和恒流功能，电压环PI调剂器输出和电流环PI调剂器输出均通过一个二极管接到三角波比较器的正输入端，电路工作时，若电压环PI调剂器输出UV1小于电流环PI调剂器输出UC1，则DV1导通，电路工作在电压环操纵模式；反之DC1导通，电路工作在电流环操纵模式。这种操纵方式下，在稳固工作时，电压环和电流环只有一个环在工作，可不能互相干扰。而且单环操纵的设计和分析都相 图1并联式双环操纵方式的电路原理图 图2电压环单环操纵模式下的电路方框图 图3电流环单环操纵模式下的电路方框图
开关电源Buck 电路CCM 及DCM 工作模式 一、Buck 开关型调整器: 图1 二、CCM 及DCM 定义： 1、CCM (Continuous Conduction Mode),连续导通模式：在一个开关周期内，电感电流从不会到0。或者说电感从不“复位”，意味着在开关周期内电感磁通从不回到0，功率管闭合时，线圈中还有电流流过。 2、DCM ，(Discontinuous Conduction Mode)非连续导通模式：在开关周期内，电感电流总会会到0，意味着电感被适当地“复位”，即功率开关闭合时，电感电流为零。 3、BCM （Boundary Conduction Mode ），边界或边界线导通模式：控制器监控电感电流，一旦检测到电流等于0，功率开关立即闭合。控制器总是等电感电流“复位”来激活开关。如果电感值电流高，而截至斜坡相当平，则开关周期延长，因此，BCM 变化器是可变频率系统。BCM 变换器可以称为临界导通模式或CRM （Critical Conduction Mode ）。 图1通过花电感电流曲线表示了三种不同的工作模式。 图2 电感工作的三种模式 电流斜坡的中点幅值等于直流输出电流o I 的平均值，峰值电流Ip 与谷值电流V I 之差为纹波电流。 三、CCM 工作模式及特点 根据CCM 定义，测试出降压变换器工作于连续模式下的波形，如下图3所示。 图3 波形1表示PWM 图形，将开关触发成导通和截止。当开关SW 导通时，公共点SW/D 上的电压为Vin 。相反，当开关断开时，公共点SW/D 电压将摆到负，此时电感电流对二极管D 提供偏置电流，出现负降压——续流作用。 波形3描述了电感两端电压的变化。在平衡点，电感L 两端的平均电压为0，及S1+S2=0。S1面积对应于开关导通时电压与时间的乘积，S2面积对应于开关关断时电压与时间的乘积。S1简单地用矩形高度（in V -out V ）乘以D sw T ，而S2也是矩形高度-out V t 乘以（1-D ）sw T 。如果对S1和S2求和，然后再整个周期sw T 内平均，得到 （D （in V -out V ）sw T -out V （1-D ）sw T ）/ sw T =0 化简上式可以到CCM 的降压DC 传递函数： out V = D in V =M in V 或M= out V /in V
开关电源控制模式的探讨 随着科学技术的发展，开关电源数字化、模块化、高频化的实现，促进了开关电源控制技术的不断发展。文章主要对开关电源控制模式进行分析，结合开关电源发展的历程，探讨了开关电源数字化控制技术以及电流型控制模式，以供参考。 标签：开关电源；控制模式；电子技术 1 开关电源概述 开关电源是在现代电子电力技术的发展基础上，控制开关管的开通及关断时间比率，以稳定输出电压的一种特殊的电源。一般来说，开关电源由脉冲宽度调制控制IC、MOSFET组成。随着科学技术的发展，开关电源技术也不断进行改革和创新。开关电源效率能够高达85%，与普通线性电源相比，开关电源的利用效率提高了一倍。同时，开关电源采用了小体积的滤波元件及散热器，可靠性、安全性也较高。从开关电源的类别来看，可以分成AC/AC、DC/DC等类型，其中，DC/DC开关电源的变换器已经实现了模块化设计和发展，因而得到用户普遍认可。 从开关电源的产生和发展来看，自上个世纪六十年代以来，由于晶闸管控制模式的出现，大大促进了开关电源的发展。到七十年代初期，开关电源进入了长时期的瓶颈时期，开关电源的效率问题更加突出。直至七十年代后期，由于集成电技术的创新，催生了各种开关电源芯片的产生。当前，集成化电源已经广泛应用于航天、彩电、计算机等各个领域中，随着半导体技术、电子技术的快速发展，电子设备的总量和体积不断减小，导致电源体积与电子设备的体积不相匹配。因此，开关电源体积成为当前研究的重点。 从我国开关电源的研究情况来看，在上个世纪六十年代，我国已经成功研制出稳压电源。经过十年的发展，稳压电源已经成功应用于电视机和中小型计算机。到八十年代，我国已经成功研制出了0.5～5MHz谐振的软开关电源。从八十年代起，我国开关电源进入了大规模更新换代的时期，现代晶闸管稳压电源逐渐取代了传统铁磁稳压电源，对办公自动化产生了很大的影响。进入九十年代，我国成功研制了新型专用的开关电源，供特殊行业使用，如卫星及远程导弹系统所使用的开关电源。经历了约半个世纪的发展，我国开关电源技术研发已经取得了较大的成就，开关电源应用范围也逐渐扩展，但与国外开关电源技术相比，在使用方法和集成度方面，我国还存在很大的不足，还应该继续加强开关电源研究及应用。 2 开关电源数字控制技术分析 近年来，随着计算机技术及网络技术的快速发展，数字控制技术在社会生产生活中广泛应用。数字控制技术的产生，是由于控制领域的监控和计算任务的要
电力系统稳定与控制 廖欢悦电自101 2 电力系统的功能是将能量从一种自然存在的形式转换为电的形式，并将它输送到各个用户。电能的优点是输送和控制相对容易，效率和可靠性高。为了可靠供电，一个大规模电力系统必须保持完整并能承受各种干扰。因此系统的设计和运行应使系统能承受更多可能的故障而不损失负荷（连接到故障元件的负荷除外），能在最不利的可能故障情况些不知产生不可靠的广泛的连锁反应式的停电。 由此，电力系统控制所要实现的目的： 1.运行成本的控制：系统应该以最为经济的方式供电； 2.系统安全稳定运行的控制：系统能够根据不断变化的负荷变化及发电资源变化情况调整功率 分配情况； 3.供电质量的控制：必须满足包括频率、电压以及供电可靠性在内的一系列基本要求；一．电力系统的稳定性设计与基本准则 首先，一个正确设计和运行的电力系统： 1.系统必须能适应不断变化的负荷有功和无功功率需求。与其他形式的能量不同，电能不能方便地以足够数量储存。因而，必须保持适当的有功和无功的旋转备用。 2.系统应以最低成本供电并具有最小的生态影响 3.考虑到如下因素，系统供电质量必须满足一定的最低标准： a）频率的不变性 b）电压的不变性 c）可靠性水平 对于一个大的互联电力系统，以最低成本保证其稳定性运行的设计是一个非常复杂的问题。通过解决这一问题能得到的经济效益是巨大的。从控制理论的观点来看，电力系统具有非常高阶的多变量过程，运行于不断变化的环境。由于系统的高维数和复杂性，对系统作简化假定并采用恰当详细详细的系统描述来分析特定的问题是非常重要的。 二、电力系统安全性及三道防线可靠性－安全性－稳定性 电力系统可靠性：是在所有可能的运行方式、故障下，供给所有用电点符合质量标准和所需数量的电力的能力。是保证供电的综合特性（安全性和充裕性）。可靠性是通过设备投入、合理结构及全面质量管理保证的。 电力系统安全性：是指电力系统在运行中承受故障扰动的能力。通过两个特征表征（1）电力系统能承受住故障扰动引起的暂态过程并过渡到一个可接受的运行工况，不发生稳定破坏、系统崩溃或连锁反应；（2）在新的运行工况下，各种运行条件得到满足，设备不过负荷、母线电压、系统频率在允许范围内。 电力系统充裕性：是指电力系统在静态条件下，并且系统元件负载不超出定额、电压与频率在允许范围内，考虑元件计划和非计划停运情况下，供给用户要求的总的电力和电量的能力。 电力系统稳定性：是电力系统受到事故扰动（例如功率或阻抗变化）后保持稳定运行的能力。包括功角稳定性、电压稳定性、频率稳定性。 正常运行状态下，通过调度手段让电力系统保持必要的安全稳定裕度以抵御可能遭遇的干扰。要实现预防性控制，首先应掌握当前电力系统运行状态的实时数据和必要的信息，并及时分析电网在发生各种可能故障时的稳定状况，如存在问题，则应提示调度人员立即调整运行方式，例如重新分配电厂有功、无功出力，限制某些用电负荷，改变联络线的送电潮流等，以改善系统的稳定状况。 目前电网运行方式主要靠调度运行方式人员预先安排，一般只能兼顾几种极端运行方式，且往往以牺牲经济性来确保安全性。调度员按照预先的安排和运行经验监视和调整电网的运行状态，但他并不清楚当前实际电网的安全裕度，也就无法通过预防性控制来增强电网抗扰动的能力。因此，实现电力系统在线安全稳定分析和决策，得出当前电网的稳定状况、存在问题、以及相应的处理措
有源逆变放电装置在电力直流操作电源中的应用分析 介绍采用逆变放电装置的一体化直流操作电源系统，并对蓄电池放电参数进行检测，证明该装置可在线对电池放电并逆变回馈电网。装置有恒流放电，维护方便等特点。 标签：有源逆变蓄电池放电DC/DC DC/AC 0 引言 电力直流操作电源系统通常由蓄电池组、充电器、馈线、检测、监控等组成，作为变电站（所）的控制、信号、操作、保护及自动装置、事故照明等设备的控制和操作电源。是变电站（所）正常运行的重要环节。 蓄电池组作为能量储存及转换的装置，是该系统的核心，因此对蓄电池组的维护及检修成为站内二次工作人员的常规内容。在蓄电池组维护过程中，为活化蓄电池、测量蓄电池容量，须定期（半年或一年）对蓄电池进行充放电试验。目前较多采用的是电阻放电装置，将电能转化为热能，该种放电方式简单，易于操作，造价低。但这种放电方式存在以下弊端：①需要专业人员进行跟踪，劳动强度较大。②放电电流无法保持恒定，对蓄电池测量结果有较大偏差。③装置释放热量较大，对设备环境形成安全隐患。 有源逆变蓄电池放电装置可将直流电转为交流并回馈电网，该装置采用DSP 数字控制技术，结合高频开关整流技术及直流监控单元，可设定放电电流及放电终止条件，计算蓄电池容量，具有高可靠、高集成性的特点。 1 有源逆变放电系统的原理及组成 1.1逆变放电装置原理装置由DC/DC和DC/AC两个功率单元组成，除此之外还有辅助电源、输入输出检测保护电路、切换电路。直流输入经EMI滤波以满足输入电流谐波及EMC标准。DC/DC变换经过高频变压器输出后经整流滤波输出DC，用于后级DC/AC全桥逆变电路工作输出AC220V。可控硅切换作用是可切换逆变模块为逆变输出还是回馈电网。 辅助电源为两种，一种在DC/DC变换之前，利用直流输入产生控制电路所需电源。另一种利用交流电网输入产生控制电路所需电源。输入检测实现输入过欠压检测。DC/DC，DC/AC检测保护电路包括输出电压电流检测，风扇温度检测等，用于对DC/DC、DC/AC进行控制和保护。485通讯用于实现通讯功能。 DC/DC，DC/AC变换控制电路可控制蓄电池恒流放电，并将直流电压变换为整流逆变电路所需的电压。蓄电池放电设置电流与实际电流进行比较，误差信号经过内部调节器送入控制器，控制器产生控制信号，经驱动电路驱动后控制IGBT元件，即可使实际放电电流跟踪给定电流，达到恒流放电的目的。如整流
找电源工作上----------------------------电源英才网 开关电源中几种过流保护方式的电路比较分析 引言 电源作为一切电子产品的供电设备，除了性能要满足供电产品的要求外，其自身的保护措施也非常重要，如过压、过流、过热保护等。一旦电子产品出现故障时，如电子产品输入侧短路或输出侧开路时，则电源必须关闭其输出电压，才能保护功率MOSFET和输出侧设备等不被烧毁，否则可能引起电子产品的进一步损坏，甚至引起操作人员的触电及火灾等现象，因此，开关电源的过流保护功能一定要完善。 1开关电源中常用的过流保护方式 过电流保护有多种形式，如图1所示，可分为额定电流下垂型，即フ字型；恒流型；恒功率型，多数为电流下垂型。过电流的设定值通常为额定电流的110％～130％。一般为自动恢复型。 图1中①表示电流下垂型，②表示恒流型，③表示恒功率型。 图1过电流保护特性 1.1用于变压器初级直接驱动电路中的限流电路 在变压器初级直接驱动的电路（如单端正激式变换器或反激式变换器）的设计中，实现限流是比较容易的。图2是在这样的电路中实现限流的两种方法。 图2电路可用于单端正激式变换器和反激式变换器。图2（a）与图2（b）中在MOSFET的源极均串入一个限流电阻Rsc，在图2（a）中，Rsc提供一个电压降驱动晶体管S2导通，在图2（b）中跨接在Rsc上的限流电压比较器，当产生过流时，可以把驱动电流脉冲短路，起到保护作用。 图2（a）与图2（b）相比，图2（b）保护电路反应速度更快及准确。首先，它把比较放大器的限流驱动的门槛电压预置在一个比晶体管的门槛电压Vbe更精确的范围内；第二，它把所预置的门槛电压取得足够小，其典型值只有100mV～200mV，因此，可以把限流取样
电力系统稳定与控制 廖欢悦电自101201010401164 电力系统的功能是将能量从一种自然存在的形式转换为电的形式，并将它输送到各个用户。电能的优点是输送和控制相对容易，效率和可靠性高。为了可靠供电，一个大规模电力系统必须保持完整并能承受各种干扰。因此系统的设计和运行应使系统能承受更多可能的故障而不损失负荷（连接到故障元件的负荷除外），能在最不利的可能故障情况些不知产生不可靠的广泛的连锁反应式的停电。 由此，电力系统控制所要实现的目的： 1.运行成本的控制：系统应该以最为经济的方式供电； 2.系统安全稳定运行的控制：系统能够根据不断变化的负荷变化及发电资源变 化情况调整功率分配情况； 3.供电质量的控制：必须满足包括频率、电压以及供电可靠性在内的一系列基 本要求； 一．电力系统的稳定性设计与基本准则 首先，一个正确设计和运行的电力系统： 1.系统必须能适应不断变化的负荷有功和无功功率需求。与其他形式的能量不同，电能不能方便地以足够数量储存。因而，必须保持适当的有功和无功的旋转备用。
2.系统应以最低成本供电并具有最小的生态影响 3.考虑到如下因素，系统供电质量必须满足一定的最低标准： a）频率的不变性 b）电压的不变性 c）可靠性水平 对于一个大的互联电力系统，以最低成本保证其稳定性运行的设计是一个非常复杂的问题。通过解决这一问题能得到的经济效益是巨大的。从控制理论的观点来看，电力系统具有非常高阶的多变量过程，运行于不断变化的环境。由于系统的高维数和复杂性，对系统作简化假定并采用恰当详细详细的系统描述来分析特定的问题是非常重要的。 二、电力系统安全性及三道防线可靠性－安全性－稳定性 电力系统可靠性：是在所有可能的运行方式、故障下，供给所有用电点符合质量标准和所需数量的电力的能力。是保证供电的综合特性（安全性和充裕性）。可靠性是通过设备投入、合理结构及全面质量管理保证的。 电力系统安全性：是指电力系统在运行中承受故障扰动的能力。通过两个特征表征（1）电力系统能承受住故障扰动引起的暂态过程并过渡到一个可接受的运行工况，不发生稳定破坏、系统崩溃或连锁反应；（2）在新的运行工况下，各种运行条件得到满足，设备不过负荷、母线电压、系统频率在允许范围内。 电力系统充裕性：是指电力系统在静态条件下，并且系统元件负载不超出定额、电压与
变电站操作电源的选择 变电站操作电源断电后，控制、信号与数字式(微机)保护与监控装置电源同时断电，变电站就会在无继电保护情况下运行;此时一旦发生短路事故就会引起越级跳闸，由上一级变电站的继电保护动作跳闸，从而造成全站停电，扩大停电范围，增加事故停电造成的经济损失;如果发生过电流或过负荷，继电保护拒动会烧毁变压器或相关设备。所以变电站操作电源的可靠性必须保证，变电站的负荷等级越高，操作电源的可靠性要求就越高。 1.交流操作与直流操作的选择 交流操作设备简单，价格低但可靠性也低。常规继电器式继电保护如果选用电流脱扣器，事故跳闸与操作电源无关，高压熔断器保护事故跳闸也与操作电源无关，所以可选用交流操作。 目前数字式(微机)保护与监控装置已经得到广泛应，由于数字式(微机)保护装置的装置电源断电后就会停止运行，而且数字式(微机)监控装置只能够通过合闸与分闸线圈进行合闸与分闸操作，所以采用交流操作电源的变电站，选用数字式(微机)保护与监控装置后，必须选用可靠的后备电源。目前一般选用ups不间断电源作为后备电源。但ups不间断电源不仅过载能力差，而且不适用于感性负荷。 变电站采用直流操作需要选用直流屏，价格高但可靠性也高，变电站采用数字式(微机)保护与监控装置后，应优先选用直流操作。但直流电源蓄电池容量大时价格比较高。现在变电站用
小型直流电源已经开始推广，它可以分散安装于电压互感器柜或隔离柜仪表室，也可以集中组屏替代现有直流屏，当变电站开关柜数量不超过10面时可以选用小型直流电源，并采用分散安装方式。 2.操作电源的电压等级选择 由于现有ups不间断电源的标准输出电压为ac220v，所以交流操作电源电压应选用ac220v，如果选用ac110v，就要选用输出电压为ac110v的非标准ups不间断电源，会给订货与日后维护造成不必要的麻烦。直流操作电源电压有dc220v、dc110v与dc48v三种。dc220v与dc110v广泛应用于各种变电站，dc48v主要用于有配电网自动化的环网柜与箱式变压器。 断路器曾经采用电磁操动机构，其合闸电流都大于100a，所以直流操作电源都选用dc220v。现在电磁操动机构已经被淘汰，弹簧储能操动机构与永磁操动机构的储能与合分闸操作需要的电流都非常小，一般不超过5a，所以采用直流操作时，应选用dc110v电压等级。国家建筑标准设计图集d203-1～2《变配电所二次接线》说明中已经提出采用弹簧储能操动机构后，直流操作应优先选用dc110v电压等级，但并没有引起大家的重视。 3.操作电源的容量选择 变电站操作电源容量一直没有引起设计与运行单位重视。变电站操作电源容量计算也存在许多不确定因素，设计时一般都根据经验来选择，交流操作后备电源容量一般选用1～3kva。直流
開關電源中的電流型控制模式 摘要：討論了開關電源中電流迴授控制模式的工作原理、優缺點，以及與之有關的斜波補償技術。關鍵詞：開關電源；電流型控制；斜波補償 1、前言 PWM型開關穩壓電源是一個閉迴路控制系統,其基本工作原理就是在輸入電壓、內部元件參數、外接負載等因素發生變化時，通過檢測被控制信號與基準信號的差值，利用差值調整主電路功率開關元件的導通脈波寬度，從而改變輸出電壓的平均值，使得開關電源的輸出電壓保持穩定。 以開關電源中的降壓型變換為例（其它類型如正激型、推挽型等，均可由降壓型衍生得到），圖1表示了該變換器的主電路的基本拓撲結構。 圖1降壓型開關電源 根據選用不同的PWM控制模式，圖1電路中的輸入電壓U in、輸出電壓U o、開關功率元件電流(可從A 點取樣)、輸出電感電流(可從B或C點採樣)均可作為控制信號，用於完成穩壓調整過程。 目前在開關電源中廣泛使用的控制方式是通過對輸出電壓或電流(功率開關元件或輸出電感上流過的電流)進行取樣，即形成2類控制方式：電壓控制模式與電流控制模式。
2電流控制模式的工作原理 圖2為檢測輸出電感電流的電流型控制的基本原理圖。它的主要特點是：將取樣得到的電感電流直接回授去控制功率開關的責任週期，使功率開關的峰值電流直接跟隨電壓迴授電路中誤差放大器輸出的信號。 從圖2中可以看出,與單一迴路的電壓控制模式相比,電流模式控制是雙閉迴路控制系統，外迴路由輸出電壓迴授電路形成，內迴路由電感器取樣輸出電感電流形成。在該雙迴路控制中，由電壓外迴路控制電流內迴路，即內迴路電流在每一開關週期內上升，直至達到電壓外迴路設定的誤差電壓閾值。電流內迴路是瞬時快速進行逐個脈衝比較工作的，並且監測輸出電感電流的動態變化，電壓外迴路只負責控制輸出電壓。因此電流型控制模式具有比起電壓型控制模式大得多的頻寬。 圖2檢測輸出電感電流的電流型控制原理圖 實際電路以單端正激型電源為例，如圖3所示。誤差電壓信號U e送至PWM比較器後，並不是像電壓模式那樣與振盪電路產生的固定三角波狀電壓斜波比較調寬，而是與一個變化的、峰值代表功率開關上的電流信號(由Rs上採樣得到)的三角狀波形信號(電感電流不連續)或矩形波上端疊加三角波合成波形信號(電感電流連續)比較，然後得到PWM脈衝關斷時刻。在電路中，電流的取樣通常使用一
编号：TQC/K351 电力操作电源细分产品市场调研报告完整版 Daily description of the work content, achievements, and shortcomings, and finally put forward reasonable suggestions or new direction of efforts, so that the overall process does not deviate from the direction, continue to move towards the established goal. 【适用信息传递/研究经验/相互监督/自我提升等场景】 编写：________________________ 审核：________________________ 时间：________________________ 部门：________________________
电力操作电源细分产品市场调研报 告完整版 下载说明：本报告资料适合用于日常描述工作内容，取得的成绩，以及不足，最后提出合理化的建议或者新的努力方向，使整体流程的进度信息实现快速共享，并使整体过程不偏离方向，继续朝既定的目标前行。可直接应用日常文档制作，也可以根据实际需要对其进行修改。 eps报价、应急电源报价、深圳应急电源、湖南应急电源、汕头应急电源、深圳eps、湖南eps、汕头eps、天津应急电源、天津eps 了解电力直流电源系统概念及构成 1、直流系统是应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户，为给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流电源的电源设备。直流系统是一
1、何谓“并列操作”？ 答：电力系统中的负荷随机变化，为保证电能质量，并满足安全和经济运行的要求，需经常将发电机投入和退出运行，把一台待投入系统的空载发电机经过必要的调节，在满足并列运行的条件下经开关操作与系统并列，这样的操作过程称为并列操作。 2、同步发电机组并列时遵循什么原则？ 答：⑴ 并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过1~2倍的额定电流；⑵ 发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减小对电力系统的扰动。 3、同步发电机自动准同期并列的理想条件是什么？实际条件是什么？ 答：理想条件：频率相等，电压幅值相等，相角差为零。 实际条件：① 频率差不应超过额定频率的±0.2％～±0.5％；② 电压差不应超过额定电压的±5％～±10％；③ 在断路器合闸瞬间，待并发电机电压与系统电压的相位差应接近零，误差不应大于10°。 4、什么是准同期并列？什么是自同期并列？ 答：准同期并列：发电机在并列合闸前已加励磁，当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。 自同期并列：将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统，随后给发电机加上励磁，在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉入同步，完成并列操作。 5、什么是滑差、滑差频率、滑差周期？它们之间有什么关系？ 答：滑差：并列断路器两侧发电机电压角频率与系统电压角频率之差，用s ω表示；滑差频率：并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差，用s f 表示； 滑差周期：并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化360°所用的时间，用s T 表示。关系：s s f ?=πω2 s s s f T π21== 6、在自动准同期并列过程中，⑴ 滑差角频率为常数，⑵ 滑差角频率等速变化，⑶ 滑差角频率的一阶导数等加速变化，分别代表并列过程中的什么现象？ 答：⑴ 滑差角频率为常数，表示电网和待并机组的频率稳定；⑵ 滑差角频率等速变化，表示待并机组按恒定加速度升速，发电机频率与电网频率逐渐接近；⑶ 滑差角频率的一阶导数等加速变化，说明待并机组的转速尚未稳定，还在升速（或减速）之中。 7、什么是同步发电机自动准同期并列？有什么特点？适用什么场合？ 答：同步发电机自动准同期并列是频率差、电压差和相角差都在允许的范围内时进行合闸的过程。其特点是并列时冲击电流小，不会引起系统电压降低；但并列操作过程中需要对发电机电压、频率进行调整，并列时间较长且操作复杂。 适用场合：由于准同步并列冲击电流小，不会引起系统电压降低，所以适用于正常情况下发电机的并列，是发电机的主要并列方式。但因为并列时间较长且操作复杂，故不适用紧急情况的发电机并列。 8、同步发电机自动准同期并列时，不满足并列条件会产生什么后果？为什么？ 答：发电机准同期并列时，如果不满足并列条件，将产生冲击电流，并引起发电机振荡，严重时，冲击电流产生的电动力会损坏发电机，振荡使发电机失步，甚
高压开关柜操作机构和操作电源 （成都贝锐智能电气有限公司） 1、开关柜分合闸的执行机构—电磁操作机构与弹簧操作机构 电磁操作机构：早先的开关柜，普遍采用电磁操作机构进行分合闸操作，这种机构需要较大的合闸电流，动作速度低，结构笨重，耗材较多，现已逐渐淘汰。 弹簧操作机构：弹簧操作机构是利用储存在弹簧中的能量完成分合闸的过程，弹簧的储能由储能电机完成。弹簧操作机构的优点是：需要的分合闸电流小，即可远方电动合、分闸，电机储能，也可就地手动合、分闸和电机储能。 对于弹簧操作机构，大多数的储能电机功率在100W~300W之间，分合闸线圈的功率在200W~400W之间。 2、直流操作电源-直流屏 直流屏的原理框图如下： 直流屏采用2V规格的电池，串成220V，需要110只，但2V规格的电池，其电压一般都高于2V，在2.2V甚至更高，所以电池组正负两端的电压会达到或超过240V。 直流屏的输出有二路，一路240V（左右），一路220V。240V输出直接来自于电池组的正负两端。这样高的电压，如果直接提供给开关柜的其他直流负载，如微机保护装置等，会使其无法承受，因此需要用降压硅链降压到220V，这一路输出就是控制母线电压（KM）。 而早先的电磁操作机构，刚好需要比较大的驱动电流，也能承受较高的直流电压，因此就把电池组两端的电压直接输出供分合闸使用，这一路输出就是合母电压（HM）。 3、分布式直流电源作为开关柜操作电源的使用 分布式直流电源具有体积小，造价低，方便使用的特点，其连续功率在100W~200W之间，短时功率（供储能电机）在350W左右（20S），短时功率（供分合闸线圈）能达到600W~100W之间，能完全满足1~2面弹簧操作机构的开关柜使用。 考虑到弹簧操作机构的分合闸线圈功率并不大，对于分布式直流电源，只安排一路输出，电压为220V，不在区分控母输出和合母输出。 4、早先采用两路电源的设计，现改用分布式单路电源时，设计图子的调整方法 使用弹簧操作机构的断路器，已无需再分控母（HM）与合母（HM），只需将分布式电源的直流输出直接连接到原来的合母与控母线端即可。