控制系统与直流保护介绍

工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald54DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.26.054变电站直流系统介绍及常见故障处理赵青(国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司 湖北宜昌 443000)摘 要：直流系统在变电站中为控制、信号、保护、自动装置、UPS （交流不间断电源）、断路器、隔刀及事故照明等提供操作控制回路线圈动作电源。

如果电力系统直流电流消失，最直接影响是变电站内继电保护系统将失去系统保护机会。

各种由直流电源提供操作控制回路的断路器无法自动跳闸，给变电站带来巨大的危害，直流系统如同变电站的中枢神经，它运行可靠与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用。

本文就变电站内常见直流接地问题及查找故障方法作全面概述，对实践工作有一定指导意义。

关键词：直流系统 接地 拉合法中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)09(b)-0054-021 直流系统介绍变电站直流系统主要由三部分组成：充电装置、蓄电池、直流负荷。

直流屏是一种全新的数字化控制、保护、管理、测量的新型直流系统，直流屏内含交流配电模块、充电模块、绝缘监察、电池巡检、调压、微机中央信号等功能。

主机配置液晶触摸屏，各种运行状态和参数均以数字和汉字显示，方便简洁。

主要相关模块有以下几个单元：交流配电单元、充电模块、绝缘监察、电池巡检、调压模块、微机监控等等。

（1）交流配电单元，它主要有两个作用，其一是引入交流电源并实现充电；其二是实现互相切换交直流电源。

（2）充电模块，将三相交流电380V转变为220V直流电压，一方面对蓄电池进行充电和提供合闸输出，另一方面经过直流馈电屏为各直流负荷供电。

（3）绝缘监察核心目标是对绝缘数值大小进行监测，当发现直流屏各直流母线、各直流支路的对地绝缘数值在规定的整定数值条件下，就发生告警显示，通知运行值班人员；另一方面在直流电压过、欠或直流系统绝缘强度降低等情况也会发出报警信号。

单片机与直流有刷电机编码器保护电路单片机（Microcontroller Unit, MCU）与直流有刷电机编码器保护电路的组合，主要用于实现电机的精确控制、状态监测以及保护机制。

下面是一个简化的方案，介绍如何实现这一功能。

1. 硬件组成•单片机：用于控制电机、接收编码器的信号以及实现保护逻辑。

•直流有刷电机：被控制的电机。

•编码器：用于检测电机的转速和方向，并将这些信息转换为单片机可以理解的信号。

•保护电路：包括过流保护、过温保护、欠压保护等，确保电机在异常情况下不会受损。

2. 工作原理控制流程1.初始化：单片机初始化，设置电机控制参数、编码器参数以及保护电路参数。

2.启动电机：单片机发送启动信号给电机驱动电路，电机开始转动。

3.读取编码器信号：单片机不断读取编码器的信号，了解电机的转速和方向。

4.调整控制：根据编码器的反馈，单片机调整电机的控制信号，实现精确的速度和方向控制。

保护机制1.过流保护：当电机电流超过预设的阈值时，保护电路会切断电机的电源，防止电机烧毁。

2.过温保护：通过温度传感器监测电机温度，当温度超过预设的安全值时，保护电路会触发，停止电机工作。

3.欠压保护：当电源电压低于电机的正常工作电压时，保护电路会关闭电机，防止电机在低电压下运行受损。

3. 软件实现•单片机编程：使用C语言或汇编语言编写程序，实现电机的启动、停止、调速等功能，并处理编码器的信号。

•保护逻辑：在程序中设置保护阈值，并定期检查电机的状态。

当检测到异常情况时，执行相应的保护措施。

4. 注意事项•电路设计：确保保护电路能够准确、快速地响应异常情况，避免电机受损。

•软件优化：优化程序代码，确保电机控制的准确性和响应速度。

•调试与测试：在实际应用中，对电路和软件进行充分的调试和测试，确保系统的稳定性和可靠性。

5. 应用场景这种组合常用于需要精确控制电机转速和方向的场合，如机器人、自动化设备、电动车等。

通过引入保护电路，可以进一步提高系统的安全性和稳定性。

直流电抗器介绍与利用一、直流电抗器的原理直流电抗器是一种在直流电路中产生感抗的元件。

它利用自感效应，阻碍电流的变化，限制电流的增长。

直流电抗器是由线圈或线圈组成，通常由铜线绕制而成，这样可以减小电阻。

当电流通过直流电抗器时，它会产生一个磁场，响应于电流变化的速度。

这个磁场会在电流变化的方向上产生电压，这个电压与电流变化的速度成正比。

当电压增加时，它会限制电流的增长。

因此，直流电抗器起到了限流的作用。

二、直流电抗器的结构直流电抗器的结构通常由线圈绕组、铁芯和支架组成。

线圈绕组通常是由导电材料绕制成圈形，通过绕制多圈来增加感抗。

铁芯的作用是增加磁通量以提高电流的感应电压。

支架用于支撑线圈和铁芯的固定位置。

直流电抗器还配备有连接线和绝缘材料，以提供安全和可靠的电气连接。

三、直流电抗器的类型直流电抗器可以根据其连接方式和应用领域进行分类。

根据连接方式，直流电抗器可以分为串联型、并联型和混合型。

串联型直流电抗器是将线圈串联在电路中，用于控制电流。

并联型直流电抗器是将线圈并联在电路中，用于提供电抗和稳定电压。

混合型直流电抗器是串并联型直流电抗器的组合，用于控制电流和稳定电压。

根据应用领域，直流电抗器可以分为直流输电电抗器和直流供电电抗器。

直流输电电抗器用于直流输电系统中，主要是为了减小输电系统中的电流损耗和电压波动。

直流供电电抗器用于直流供电系统中，主要是为了限制电流的增长，保护电子设备。

四、直流电抗器的应用直流电抗器在直流输电和直流供电系统中有广泛的应用。

在直流输电系统中，直流电抗器可以用于控制电流，减小输电系统中的电流损耗和电压波动。

由于直流电流可以长距离传输而不会损失太多能量，因此直流输电系统被广泛应用在远距离的输电线路中。

直流电抗器能够平衡直流系统中的电流，减小输电损失并提高输电能力。

在直流供电系统中，直流电抗器主要用于限制电流的增长，保护电子设备。

在电子设备中，电流的不稳定增长会导致设备的过载和损坏。

中压直流配电系统保护技术研究综述摘要：近些年，我国的科学技术水平不断进步，其中，电力电子技术的应用与发展，配电网的源荷储直流特征逐步明显，中压直流配电系统的经济技术优势显著。

直流配电保护是保障系统稳定安全运行的关键，但仍未形成成熟的技术体系。

本文试图对国内外直流配电系统保护技术的研究状况做一个系统的介绍。

文章首先概述了与保护方法制定相关的直流配电系统拓扑结构、换流设备、接地方式以及暂态故障特性等内容。

其次，对目前普遍研究和应用的直流配电系统保护方法进行了归纳总结，分析了各种保护方法的适用性和局限性，并对工程实践中应用的直流配电系统控制保护一体化技术进行了归纳和分析；最后，对直流配电系统的保护技术进行了展望和总结。

关键词：中压直流配电系统；故障分析；保护方法；控制保护一体化引言随着以IGBT、IGCT构成的新型全控电力电子器件的发展，直流输电技术在工程中得到了广泛的应用；与此同时，分布式电源和储能装置接入交流配电系统需要使用大量的换流装置；城市用电负荷的快速增长、电动汽车产业的迅速发展以及用户对电能质量的不断提高等，都使得配电网的需求越来越复杂。

与交流配电系统相比，直流配电系统在便于分布式电源与储能装置的接入、电能质量、无需无功补偿等方面具有优势，成为了国内外研究的焦点。

1浅析直流配电系统故障的发生特征1.1故障电流急剧上升在直流配电系统线路出现接地故障的情况下，并联在VSC直流侧的滤波电容，往往会在发生故障的短时间内，迅速向故障点位置进行放线，加速电流数值在线故障线路的上升速度，这一点特性非常不利于检测装置与故障隔离装置迅速发挥作用。

同时，VSC通常会在直流配电线路发生故障后，迅速锁定绝缘闸双极型晶体管，导致系统电路里的续流二极管开始向故障点放出不控整流电流，导致故障线路的电流长时间保持为急速上升的状态。

1.2故障波及范围广泛直流配电系统里面交织着极多的交往单元，主要通过换流器装置进行接入，这种线路的连接特征，使得直流配电系统在出现接地故障之后，临近的换流器出口电容就容易失控，持续向故障点位置做出放电行为。

直流接地原理直流接地原理是电气工程中非常重要的一部分，它在电气系统的设计和运行中起着至关重要的作用。

直流接地原理是指在直流电路中，将电路的一个极性（通常是负极）与地相连接，以实现电路的安全运行和保护设备的目的。

本文将对直流接地原理进行详细介绍，包括其定义、作用、实现方式以及在电气系统中的应用。

直流接地原理的作用主要有两个方面，一是实现电路的安全运行，二是保护设备。

首先，通过将电路的一个极性与地相连接，可以减小电路对地的电压，降低触电危险。

其次，当电路发生故障时，接地可以迅速将故障电流引入地，避免设备损坏和人身安全受到威胁。

实现直流接地的方式有多种，常见的有单点接地和多点接地两种。

单点接地是指将电路的一个极性与地相连接，而另一个极性则与地绝缘；多点接地是指将电路的两个极性都与地相连接。

在实际应用中，选择何种接地方式要根据具体的电气系统特点和要求来决定。

直流接地原理在电气系统中有着广泛的应用。

例如，在电力系统中，通过实施直流接地，可以有效地减小电路对地的电压，提高电力系统的安全性和稳定性。

在工业控制系统中，直流接地也是必不可少的，它可以保护控制设备不受电气干扰和雷击等外界因素的影响。

在船舶、飞机等交通工具的电气系统中，直流接地同样扮演着重要的角色，确保设备的安全运行和乘客的安全。

总之，直流接地原理是电气工程中不可或缺的一部分，它通过将电路的一个极性与地相连接，实现了电路的安全运行和设备的保护。

在实际应用中，我们需要根据具体的情况选择合适的接地方式，并严格按照相关标准和规范进行设计和施工，以确保电气系统的安全和可靠运行。

希望本文对直流接地原理有所帮助，谢谢阅读！。

目录目录 (1)1．设计总体思路 (2)2．基本原理框图 (2)3．单元电路设计 (3)3.1主电路器件的计算与选择 (3)3.1.1变压器的选择 (3)3.1.2晶闸管的选型 (3)3.1.3过电压保护原理及计算选择 (3)3.1.4过电流保护 (5)3.1.5电抗器的参数计算与选择 (7)3.2控制电路的介绍 (7)3.2.1引脚排列、各引脚的功能及用法 (7)3.2.2电流转速闭环调节电路 (10)3.2.3.功率放大电路 (10)4．故障分析与改进 (12)5．实验与仿真 (12)6.心得体会 (13)7.附件 (15)8.参考文献 (16)1．设计总体思路直流电机控制系统（晶闸管整流）分为主电路和控制电路，主电路采用三相全控桥整流电路，变流侧交流电采用电网电压，通过变压器起隔离和调节电网电压，使其达到整流所需求的交流电压，为防止电网波动和其他各类短路情况的出现，在交流侧和整流的直流侧增加一系列的过电压和过电流保护。

控制电路采用转速和电流调节电路，在电网电压通过交流互感器感应电流后将电流信号转为电压信号，和转速反馈信号进行调节，再限幅和功放电路，转换成触发电路能用来改变控制角的信号来调节整流输出电压达到调速目的。

该触发晶闸管的触发电路由六脉冲触发电路TC785构成，最终能调节电机的转速，使其达到转速的稳定。

2．基本原理框图3．单元电路设计3.1主电路器件的计算与选择该设计所调节直流电动机的参数：额定电压225V,额定电流158.5A，额定功率30KW3.1.1变压器的选择变压器二次侧相电压U2=Ud/2.34考虑晶闸管的管压降和启动电压留20%的裕量，整流直流侧电压Ud=1.2*225*270V,得U2=128V；变压器二次侧电流I2=0.816*Id=129.3A；变压器的容量s=3U2 I2=3*128*129.3=50KW；变压器的变比U1:U2=220:128=1.73.1.2晶闸管的选型晶闸管的额定电压Un=(2～3)UTm;Un=2*6*U2=2*6*128=627V晶闸管的额定电流I n=（1.5～2）Ivt;Ivt=Id/(3*1.57）=87.5A;In=1.8*87.5=157A;取Un=;In=157A；选择KP157—580晶闸管六只。

直流电机调速控制系统设计专业：测控技术与仪器姓名：学号：2指导老师：日期：2013/12/25目录1前言31.1直流电机调速系统的研究意义31.2直流电机调速的发展趋势32直流调速系统的硬件设计42.1设计方案综述42.1.1H桥驱动电路设计方案62.1.2调速设计方案72.2硬件设计82.2.1电源电路82.2.2H桥驱动电路92.2.3基于霍尔传感器的测速模块92.3.4LCD显示模块103直流调速系统的软件设计113.1PWM技术简介113.1.1PWM介绍113.1.2PWM控制的基本原理123.1.3PWM调速原理133.2调节器设计143.2.1电流调节器设计143.2.2速度调节器的设计153.2软件设计173.2.1系统总控制流程图与说明173.2.2PWM波软件设计183.2.2测速软件设计195结论20参考文献201前言1.1直流电机调速系统的研究意义在现代电子产品中，自动控制系统，电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面，直流电机都得到了广泛的应用。

大家熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等，都不能缺少直流电机。

所以直流电机的控制是一门很实用的技术。

直流电机，大体上可分为四类：几相绕组的步进电机、永磁式换流器直流电机、伺服电机、两相低电压交流电机。

直流电机具有良好的启动性能和调速特性，它的特点是启动转矩大，最大转矩大，能在宽广的范围内平滑、经济地调速，转速控制容易，调速后效率很高。

与交流调速相比，直流电机结构复杂，生产成本高，维护工作量大。

随着大功率晶体管的问世以与矢量控制技术的成熟，使得矢量控制变频技术获得迅猛发展，从而研制出各种类型、各种功率的变频调速装置，并在工业上得到广泛应用。

适用范围：直流调速器在数控机床、造纸印刷、纺织印染、光缆线缆设备、包装机械、电工机械、食品加工机械、橡胶机械、生物设备、印制电路板设备、实验设备、焊接切割、轻工机械、物流输送设备、机车车辆、医疗设备、通讯设备、雷达设备、卫星地面接受系统等行业广泛应用。

核电厂直流和交流不间断电源系统的介绍摘要:本文以方家山核电项目作为参考,描述了核电厂中电气直流和交流不间断电源(UPS)系统的结构组成和系统运行,同时讲述了直流系统主要设备——蓄电池、充电器和直流配电柜以及交流不间断电源(UPS)系统主要设备——逆变器的功能特性。

同时对主要设备的调试内容做了介绍,从而确保核电厂安全、可靠、稳定运行。

关键词:直流系统、交流不间断电源(UPS)系统、充电器、逆变器核电厂的直流系统作为操作电源,是断路器的分闸、合闸回路,继电保护装置的操作回路、控制回路、信号回路和保护回路的工作电源,是核电厂厂用电系统的最重要组成部分。

220V交流不间断电源(UPS)系统是核电厂计算机、通信系统以及安全保护重要设备必需的一种不间断、高可靠、高性能的电源。

直流系统和交流不间断电源(UPS)系统对保证核反应堆的安全运行有着至关重要的作用,为了满足单一故障准则,核安全级的直流和交流不间断电源系统需要冗余,电气上隔离,实体上分隔。

1直流和UPS系统的运行1.1直流系统的运行方式在核电厂中,直流系统的电压可以分为24V、48V、110V和220V四种等级,其中某些系统为核安全级,对其中的设备有严格要求,必须按照RCC-E标准进行设计制造和试验。

方家山核电工程的直流系统接线方式采用单母线分段形式,包括两台充电器和一组蓄电池,母联开关将母线分为A和B两段,A段母线上连接有一台充电器、一组蓄电池和蓄电池试验回路;B段母线连接有另一台充电器、微机绝缘监测仪以及馈线回路。

正常运行时,由B段母线上的充电器向直流负荷供电,同时向蓄电池组浮充电,该充电器能提供最大持续负荷电流,同时维持蓄电池组端电压不变。

当运行的该台充电器发生故障时,就地手动切换到A段母线上的充电器,切换期间由蓄电池组为负荷进行供电,为了提高供电的可靠性,两台充电器允许并联运行,中间不设机械闭锁。

两台充电器的上游进线电源取自不同的380V母线段。