直流供电系统
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直流系统
当直流系统发生接地故障时，便于接地故障点的查找。
电缆的长度较短，压降较小。
常见接线方式
辐射电源供电方式配置的基本原则
①下列回路由独立的直流回路供电： ②在负荷较多且分布较集中的地方应设置直流分电屏，由直 流分电屏向各个负荷分别供电。 信号回路单独设置直流供电回路。
发电机或发电厂-变压器组，对主保护、后备保护、 具有双重跳闸线圈和双重化保护装置的电气元件， 异常运行保护以及励磁设备配置二回或三回直流回路。 设置两组直流电源时，由独立的回路分别供电给两 套保护装置并各自动作于一组跳闸线圈。 不同的直流回路应接于不同总熔断器的直流母线段 上。 具有几个绕组的变压器，配置N+1（或N+2）回直流回 路，分别供电给公共保护（如差动、瓦斯、温度等）和 每个绕组的控制、操作及其后备保护。
适用范围： 适用于110kV 以下小型 变（配）电所和小容量发电 厂，以及大容量发电厂中某 些辅助车间。 对电压波动范围要求不严 格的直流负荷。 不要求进行核对性充放电 和均衡充电电压较低的蓄电 池，如阀控型密封铅酸蓄电 池组
常见接线方式
一组充电机一组蓄电池单母线接线响
常直 见流 接电 线源 方系 式统
控制母线提供持续的，较小负荷的直流电源；而合 闸母线提供瞬时较大的电源，平时无负荷电流。在 合闸时电流较大，会造成母线电压的短时下降。 控母电压一般为220V，合母电压稍高一些，一般为 蓄电池组 240V。
监控模块 直流系统的充电模块统一受控于一台中 央控制系统，系统采用模块化结构，实 现系统的“四遥”功能，这样的系统称 为监控模块。
适用范围： 适用于500kV 以 下大、中型变电所 和大、中型容量发 电厂。 负荷对直流母线电 压的要求和对运行 方式的要求不受限 制。
直流系统简介
蓄电池经分段开关接至两端母线，二套充电机分别接至两段母线。分段开关设保护元件，限制故障范围，提高 安全可靠性
二组充电机一组蓄电池单母分段接线（单电两充）
整个系统由二套单电源配置和单母线接线组成，两段母线间设分段隔离开关，正常两套电源各自独立运行，安全可靠性高。
二组充电机二组蓄电池双母接线（两电两充）
绝缘监察装置一般要求
01
例行巡视设备外观、异响、指示灯、仪表、标识标志、接地
04
特殊巡视全站交流失电、直流断路器脱扣等异常时开展
02
全面巡视仪表校验周期、防火、防小动物措施、抄录蓄电池检测数据
03
熄灯巡视接线端子防止短路接地
电压每月检测一次内阻每年至少1次
内阻无异常变化，单只偏离不大于10%
测试时连接电缆正确，逐一蓄电池开展
检测值在厂家规定范围内
蓄电池内阻检测
异常处理
Thanks!
谢谢观看！
蓄电池室严禁点火、吸烟，严禁明火靠近
蓄电池运维要求
不间断电源
不间断电源即UPS。是一种含储能装置，以整流器、逆变器为主要组成部分，为变电站内监控系统、自动化仪表、远方通信系统等设备提供恒压恒频的不间断电源。逆变电源即INV,一种不含整流器的电力用交流不间断电源。
电力系统UPS的一些要求（1）监控系统和远方通信系统对变电站十分重要，因此作为电源的UPS系统的可靠性也有非常高的要求；（2）综自系统的负载大多数为单相负载，因此电力系统专用的UPS电源大多数要求为三相/单相输入、单相输出的中小型功率 UPS ，容量一般在 60kVA 范围之内；（3）旁路静态切换开关应具有自动、手动两种工作方式，实现无间断切换；（4）由于变电站有 220V或 110V 直流系统，并有直流充电屏给蓄电池充电。所以电力专用UPS自身不带蓄电池，直接使用直流系统作为UPS的直流输入，并且不需要具备充电功能；（5）电力专用 UPS 的直流输入端一般要求装有反灌杂讯抑制器，如逆止二极管等，使 UPS 对直流母线的影响尽量小；（6）UPS电源在带满全部设备后，应留有40%以上的供电容量。UPS在交流电失电后，不间断供电维持时间不小于60分钟。
国网-直流电源系统技术标准
附件9：直流电源系统技术标准（附编制说明）国家电网公司目录1 总则 (1)2 引用标准 (1)3 使用条件 (1)3.1 正常使用的环境条件 (1)3.2 正常使用的电气条件 (2)4 型号与基本参数 (2)4.1 型号 (2)4.2 基本参数 (2)5 通用技术要求 (3)5.1 系统组成 (3)5.2 各部件要求 (3)5.3 结构与元器件的要求 (4)5.4 电气间隙和爬电距离 (5)5.5 电气绝缘性能 (5)5.6 防护等级 (6)5.7 噪声 (6)5.8 温升 (6)5.9 蓄电池组容量 (7)5.10 事故放电能力 (7)5.11 负荷能力 (7)5.12 连续供电 (7)5.13 电压调整功能 (7)5.14 充电装置的技术性能 (7)5.15 效率 (8)5.16 保护及报警功能要求 (8)5.17 微机监控装置的要求 (9)5.18 电磁兼容性 (10)5.19 谐波电流 (10)6 检验与试验 (10)6.1 出厂试验 (10)6.2 型式试验 (10)6.3 试验项目 (10)6.4 试验方法 (11)7 标志、包装、运输、贮存 (17)7.1 标志 (17)7.2 包装 (18)7.3 运输 (18)7.4 贮存 (18)直流电源系统技术标准编制说明 (20)直流电源系统技术标准1 总则1.1 为了适应电网发展要求，提高设备运行的安全可靠性，加强直流电源系统设备技术管理，特制定本技术标准。
1.2 本标准是依据国家和行业的有关标准、规程和规范并结合国家电网公司输变电设备评估分析、生产运行情况分析以及设备运行经验而制定的。
1.3 本标准对直流电源系统设备的技术条件、订货、监造、出厂验收、包装贮运、现场安装、现场验收、试验方法等提出了具体要求。
1.4 本标准适用于国家电网公司系统的发电厂、变电所及其他电力工程对直流电源装置的技术管理。
2 引用标准以下为输电设备设计、制造及试验所应遵循的国家、行业和企业的标准及规范，但不仅限于此：GB 13337.1-1991 固定型防酸式铅酸蓄电池技术条件GB/T 17626.2－1998 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T 17626.12－1998 电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验DL/T 637-1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件DL/T 5044-2004 火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定DL/T 459-2000 电力系统直流电源柜订货技术条件DL/T 724-2000 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护规程DL/T 5120-2000 小型电力工程直流系统设计规程DL/T 781-2001 电力用高频开关整流模块国家电网公司电力生产设备评估管理办法（生产输电[2003]95号）国家电网公司关于加强电力生产技术监督工作意见（生产输电[2003]29号）国家电网公司预防直流电源系统事故措施（国家电网生[2004]641号）3 使用条件3.1 正常使用的环境条件3.1.1 海拔不超过1000m。
地铁直流系统保护原理解读
地铁直流系统保护原理解读一、直流框架保护1、概述：地铁直流供电系统主要由牵引降压变电所、架空接触网、钢轨三部分组成。
每个牵引降压变电所内有两个整流机组，将来自110 kV /33 kV 主变电站的交流33 kV 经整流变压器降压为AC1200V交流电，经整流器组将AC1200V交流电变为直流DC 1500 V直流电后, 通过直流开关柜向接触网供电。
一般来说，正常情况下1号馈电线向下行方向接触网供电，2号馈电线方向上行接触网供电。
每个区间内的接触网由两个牵引变电所同时供电，称为小双边供电方式。
双边供电的优点是供电可靠性高，也可提高接触网电压水平，减少电能损耗。
当任一牵引变电所因故障不能正常供电时，该故障牵引变电所退出运行，即断开该馈线断路器，合上馈线越区隔离开关。
故障牵引变电所担负的供电臂经由相邻牵引变电所实行越区供电，此时称为大双边供电方式。
因地铁直流供电系统是不接地系统，即直流柜对地是绝缘安装。
当直流带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏闪络时，为了及时将直流设备内发生的短路故障迅速切除，故直流系统设置了直流框架保护。
如果发生直流开关带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏或直流1500 V 开关柜的正极与柜体发生故障时, 对设备尤其对人身安全会造成严重威胁,框架保护动作切断直流开关，确保设备安全。
为了设备和人身的安全,。
2、保护原理框架保护分为电压型框架保护和电流型框架保护保护两种（详见直流框架保护原理图）。
牵引变电所直流供电设备内部绝缘材料绝缘性能降低或失去功效，便可能危及人身安全，为防止人身伤害事故发生，可将直流系统框架泄漏保护装置安装在牵引降压变电所内，该保护主要包括反映直流泄漏电流的过电流保护以及反映接触电压的过电压保护，而过电压保护还作为钢轨电位限制装置的后备保护与车站的钢轨电位限制装置相配合。
（1）、柜架泄漏电流型保护：装置设置二段式框架泄漏电流保护，框架泄漏电流保护可以切除绝缘安装的直流开关柜或整流器柜内发生正极与框架短路故障。
直流系统介绍
馈电开关工作位置检查
确认所有需 投在“合位”的馈电 开关均在“合位”
四、直流系统故障判断及处理
4.1直流母线电压高报警 检查母线电压，充电器电流，以判断电压高的原因，如为充电 器输出太大引起，应降低其输出，使母线电压恢复正常。若为 充电器故障造成，则将充电器停用，投入备用充电器。 4.2直流母线电压低报警 检查母线电压，充电器输出电流及蓄电池电流，以判断异常的 原因，如由于负荷过大引起，应提高充电器输出，维持母线电 压正常。若系充电器故障或充电器失去交流电源，致使蓄电池 放电过甚，导致直流母线电压严重降低时，则应迅速恢复充电 器电源，或者停用故障充电器，投入备用充电器。
辅助电源
PWM脉宽 控制
信号调节
输出测量
面
故障保护
微机管理
板
通讯接口(RS232)
集中控制及均流接口
2.1高频开关电源模块原理
电源模块的工作原理是，原边检测控制电路监视交流输入电网的 电压，实现输入过压、欠压、缺相保护功能及软启动的控制；辅助电 源为整个模块的控制电路及监控电路提供工作电源；EMI输入滤波电 路实现对输入电源作净化处理，滤除高频干扰及吸收瞬态冲击；软启 动部分用作消除开机浪涌电流；三相交流输入电源经输入三相整 流、滤波变换成直流，全桥变换电路再将直流变换为高频交流，高频 交流经主变压器隔离、全桥整流、滤波转换成稳定的直流输出；信号调 节、PWM控制电路实现输出电压、电流的控制及调节，确保输出电源 的稳定及可调整性；输出测量、故障保护及微机管理部分负责监
测输出电压、电流及系统的工作状况，并将电源的输出电压、电流显示 到前面板，实现故障判断及保护，协调管理模块的各项操作，并跟系统 通信，实现电源模块的高度智能化。
2.1高频开关电源模块组成部分
铁道供电原理
铁道供电原理
铁道供电是指为铁路交通提供电力的一种方式。
铁道供电原理主要有以下几个方面：
1. 直流供电：铁路供电系统通常采用直流供电的方式，直流供电可以减少电能损耗和电力线路的电压降低。
直流供电系统通常包括电源变电所、接触网、牵引变电所、牵引系统和辅助设备等。
2. 电源变电所：电源变电所是铁路供电系统的起始点，它将交流电转换为直流电，并通过接触网供给给牵引变电所。
3. 接触网：接触网是铁路供电系统的重要组成部分，它由一系列的接触线组成，一端连接到电源变电所，另一端固定在架空的铁道架子上。
列车通过接触线与接触网之间的接触滑行，从而获取所需的电能。
4. 牵引变电所：牵引变电所是供应列车牵引系统所需电能的设施，它将接触网提供的电能通过牵引变压器转换为适合列车牵引设备的电压和电流。
5. 牵引系统：牵引系统由列车上的电力设备和电机组成，它将接触线提供的电能转换为机械能，驱动列车运行。
6. 辅助设备：铁路供电系统还包括为列车和车站提供电力的辅助设备，例如车站照明、信号系统等。
这些设备通常由牵引变电所直接供电。
直流、接地
接地系统的作用
重复接地
在TN系统中要求电源系统有直接接地点，我国强调 水电部《电力设备接地设计技术规程（SDJ8— 重复接地，以防止因保护线断线而造成的危害，增 79）》第22条规定：在中性点直接接地的低压电 设重复接地是有作用的。 力网中，零线应在电源处接地。……电缆和架空 线在引入车间或大型建筑物处零线应重复接地 （但距接地点不超过50m者除外），或在室内将 零线与配电屏、控制屏的接地装置相连。
接地系统的作用
保护接地
触电对人体的危险性
容许通过心脏的电流与流经电流时间的平方根 成反比，其关系为 : √T 根据环境条件的不同，我国规定的安全电压值为： 在没有高度危险的建筑物中为65V； 在高度危险的建筑物中为36V： 在特别危险的建筑物中为12V。
I =
116
（mA）
接地系统的作用
保护接地
10μF
使用测试仪电压指标：
峰一峰值杂音电压： 0—300Hz，≤400mVrev 使用测试仪表： 示波器（20MHZ） 测量方法：按图接好测试电路
整 流 器 直 10μF 流 屏 示 波 器
负 载
交 流 电 源
直流配电系统 杂音电压指标：
宽频杂音电压：
3.4—150kHz≤100mV
国家采用各种接地系统合设的原则 。在若干电话交 ☆很多通信设备的直流接地、交流保护接地和防雷 接地不可能分开； 换局以及终端和中间增音站中进行测量得出的结果如 下： ☆交流电源设备外壳的交流保护接地线和直流接地 由于走线架、铅包电缆等连接，也难于分开； ☆由于随机的和无法控制的连线，并由于大电流的 ☆所有设备和电源装置使用共用的接地，对电话电路 耦合，各种接地极常常是不可能确保分开的。 中的干扰并无影响。 ☆当一个网路的中线接到共用的接地时，干扰并不增 加；相反，有些情况下干扰减小，这是接地电阻改善 的缘故 。
(技术规范标准)直流电源系统技术规范
目次目次 (I)前言 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。
1 总则 (1)2 规范引用文件 (1)3 术语和定义 (2)4 使用条件 (4)4.1 正常使用的环境条件 (4)4.2 正常使用的电气条件 (5)5 通用技术要求 (5)5.1 系统组成及配置原则 (5)5.2 直流系统电气接线 (6)5.3 对直流供电网络的要求 (6)5.4 直流系统的功能 (10)5.5 直流系统的主要技术参数要求 (10)6 直流系统主要部件技术要求 (11)6.1 充电装置和高频开关电源模块 (11)6.2 监控单元 (12)6.3 直流系统绝缘监察装置 (13)6.4 蓄电池管理单元 (14)6.5 降压硅链 (15)6.6防雷器技术要求 (16)6.7 测量表计的配置 (16)6.8 蓄电池技术要求 (16)6.9 直流屏柜技术要求 (18)7 现场安装要求 (19)7.1 安装场所的布局要求 (19)7.2 安装接线要求 (20)7.3 蓄电池安装注意事项 (20)8 标志、包装、运输、储存 (21)8.1 标志 (21)8.2 包装 (22)8.3 运输 (22)8.4 储存 (22)附录A（资料性附录）图一110~500kV直流系统电气主接线图 (24)附录B（资料性附录）直流系统I/O表 (25)附录C（资料性附录）直流系统设备检验和试验 (27)附录D（规范性附录）本规范用词说明 (33)本规范编制说明............................................................................................... 错误!未定义书签。
直流配电技术及应用
直流配电技术及应用一、引言随着电力需求的不断增长和能源转型的推进，直流配电技术逐渐成为电力领域的热门话题。
与传统的交流配电相比，直流配电具有许多优势，如更高的效率、更便捷的能源管理等。
本文将介绍直流配电技术的基本原理、应用场景以及未来的发展趋势，旨在为读者提供关于直流配电的全面了解。
二、直流配电技术的基本原理直流配电是指通过直流电来传输和分配电能的技术。
其基本原理是将交流电源经过整流器转换为直流电，然后通过配电系统将电能传输到目标设备。
直流配电系统由直流发生器、整流器、高压直流线路、变电站和低压直流线路等组成。
其中，整流器具有关键作用，能够将交流电转换为直流电并进行稳定控制。
三、直流配电技术的应用场景1. 新能源发电系统：直流配电技术在太阳能、风能等新能源发电系统中得到广泛应用。
直流系统可以更高效地利用新能源发电并将其接入电网，从而降低能源损耗和传输损耗。
2. 电动交通系统：电动车辆的充电和供电系统通常采用直流配电技术。
直流充电可以更快速地为电动车辆充电，并且在能源管理方面更为灵活，有利于电网平衡和负荷调节。
3. 数据中心：直流配电技术在数据中心中有着广泛的应用。
直流供电可以提高数据中心的能源利用率，并减少能源转换过程中的能耗损失。
4. 工业自动化：直流配电技术在一些工业自动化领域也具备很大优势。
直流供电能够提供更稳定的电能，减少电力波动对工业设备的影响，并且能够更好地满足工业控制系统对能源的需求。
四、直流配电技术的发展趋势1. 智能化控制：随着电力系统的智能化发展，直流配电技术也将更加注重智能化控制。
通过智能算法和自动化设备，实现对直流配电系统的监测、控制和管理，提高电网的抗干扰能力和可靠性。
2. 高效能源转换器：研发更高效的能源转换器是直流配电技术发展的重要方向。
通过提高转换器的转换效率和稳定性，降低能量损耗，并提升直流配电系统的整体效能。
3. 新型材料应用：新型材料在直流配电技术中的应用也有望取得突破。
直流系统介绍及直流母线停电措施
直流系统运行方式及直流母线停电专题分析一、问题的提出：我公司直流母线绝缘监察装置为WZJ-6E型，现厂家已不再生产该型号配件。
因此利用#5机C级检修时将直流母线绝缘检查装置升级改造为深圳奥特迅公司生产的WJY-4000型微机直流绝缘监察装置。
更换过程中需要将#5机#1、2直流母线停电分别停电，期间因运行方式的限制进行了一系列的电源倒换操作，下面将对此次直流母线停电涉及到的操作进行总结。
二、分析内容：1.直流系统介绍：直流系统是给保护装置、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。
直流系统是一个独立的电源，不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响，并且可以在外部交流电中断的情况下，由蓄电池供电，保证直流电源的供给。
直流系统采用单母线供电方式，负荷分配为控制与动力混合式。
每台机组各设置两段单母线，正常运行中#1浮充柜带#1直流母线同时为#1蓄电池供电，#2浮充柜带#2直流母线同时为#2蓄电池供电，#0浮充柜为#1、2浮充柜的备用。
因#1、2充电母线各带一组蓄电池，而蓄电池并列运行将会产生环流降将蓄电池烧毁，所以#0浮充柜正常运行中只能带任一条充电母线，如遇特殊工况需要同时带#1、2充电母线时，应解列任意一组蓄电池。
#1、2母线之间各设一台备用开关，互为备用。
图1 直流系统简图2.直流系统负荷分配直流系统负荷分配为动力与控制混合式，每段母线设有直流动力屏一个，直流控制屏三个，具有分配方式见下表：3.各直流负荷正常运行方式动力类负荷油泵类该类型负荷为备用设备，正常运行时均送电备用。
热工电源作为热工220V直流电源，送电UPS电源作为UPS系统的旁路电源，送电备用发变组保护柜发变组共ABC三个保护柜，电源分别接自#1、2直流母线上。
正常运行中，保护A柜由#1直流母线带；保护B柜由#2直流母线带；保护C柜由#1直流母线带高备变保护柜高备变保护装置正常运行方式下，保护A 柜中801 保护单元由#5 机#1直流母线带，802 保护单元由#6 机#2直流母线带；保护B柜中801保护单元由#6机#2直流母线带，操作箱控制电源一由#5机#2直流母线带，控制电源二由#6机#1直流母线带6KV厂用电快切本机组#1直流母线带本机组6KV工作A段快切装置；本机组#2直流母线带本机组6KV工作B段快切装置6KV公用快切#5机#1直流母线带6KV公用A段快切装置；#6机#1直流母线带6KV公用B段快切装置线路保护装置A柜为RCS-931AM纵联差动保护装置，电源由#2直流母线带；B柜为CSC-103B纵联差动保护，由#1直流母线带；C柜为RCS-921A型断路器失灵保护装置，电源由#1直流母线带；220KV断路器操作箱为CZX-22R型，电源为两路，分别由本机组#1、2直流母线带同期装置由本机组#1直流母线带故障录波器线路故障录波器：由#2直流母线带发变组故障录波器：由#1直流母线带AVR装置#1、2直流母线上各一路电源，送至励磁调节系统主开关电机控制送至2205（6）开关汇控柜内，作为直流控制电源母线直流6KV工作段6KV工作A、B段各两路直流控制电源，分别取自#1、2直流母线，正常运行中直流屏上四路电源均送电，动力类负荷大、小机直流油泵；空、氢侧直流密封油泵；热工电源；UPS电源；主控室长明灯控制类负荷装置类快切装置、故障录波器、线路保护装置、同期装置、AVR装置、发变组保护柜、高备变保护柜、主开关电机控制电源母线类6KV、380V各母线直流控制电源控制电源运行方式从6KV工作段处进行倒换，由#1直流母线带6KV工作A段，由#2直流母线带6KV工作B段6KV公用段6KV公共A、B段各两路直流控制电源，分别取自#5、6机组#1直流母线，正常运行中直流屏上四路电源均送电，运行方式从6KV公用段处进行倒换，由#5机#1直流母线带6KV公用A段，由#6机#1直流母线带6KV公用B段各380V段380V工作段：由本机组#1直流母线带380V工作A段，由#2直流母线带380V工作B段380V公用段：由#5机#1直流母线带380V公用B段，由#5机#2直流母线带380V公用A段保安段：由本机组#1直流母线带保安A段，由#2直流母线带保安B段，保安A、B段直流控制电源设有联络开关，两路直流控制电源互为备用。
交流供电与直流供电计算
交流供电与直流供电计算交流供电和直流供电都是电力系统中常用的两种电源供电方式。
本文将就交流供电和直流供电的计算进行详细探讨。
交流供电是指电力系统中电源输出交流电的方式。
在交流供电系统中，电源输出的电流、电压都是周期性变化的。
交流供电的计算主要包括交流电压、交流电流、交流功率等方面的计算。
1.交流电压计算：交流电压的计算可以通过以下公式进行：V = Vm * sin(ωt + φ)其中，V为交流电压，Vm为峰值电压，ω为角频率，t为时间，φ为相位角。
2.交流电流计算：交流电流的计算可以通过以下公式进行：I = Im * sin(ωt + θ)其中，I为交流电流，Im为峰值电流，ω为角频率，t为时间，θ为相位角。
3.交流功率计算：交流功率的计算可以通过以下公式进行：P = Vm * Im * cos(θ)其中，P为交流功率，Vm为峰值电压，Im为峰值电流，θ为相位角。
直流供电是指电力系统中电源输出直流电的方式。
在直流供电系统中，电流、电压是恒定不变的。
直流供电的计算主要包括直流电压、直流电流、直流功率等方面的计算。
1.直流电压计算：直流电压的计算就是电源输出的电压值。
2.直流电流计算：直流电流的计算就是电源输出的电流值。
3.直流功率计算：直流功率的计算可以通过以下公式进行：P=V*I其中，P为直流功率，V为直流电压，I为直流电流。
从计算的角度来看，交流供电与直流供电还是有一些区别的。
交流供电的计算涉及到交流电压、交流电流的变化，需要考虑相位角的影响；而直流供电的计算相对简单，只需要考虑电压和电流的数值即可。
此外，在实际应用中，交流供电和直流供电各有自己的优势和适用场景。
交流供电在输电距离远、功率较大的情况下更为常用；而直流供电适用于距离近、功率较小的场景，如通信设备、电子设备等。
综上所述，交流供电和直流供电的计算方式存在差异，需要考虑电压、电流的周期性变化和恒定性。
正确的计算方法能够帮助我们更好地理解和应用这两种供电方式。
直流牵引供电系统馈线保护原理与配置分析
直流牵引供电系统馈线保护原理与配置分析摘要：本文以伊朗德黑兰地铁采用的赛雪龙直流开关柜为例，通过介绍几种主要保护功能原理，保护功能如何整定，区分故障情况和正常运行情况,为地铁馈线保护的配置提供了理论基础。
关键词：牵引供电系统，直流馈线保护，配合整定牵引供电系统可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见的、同时也是最危险的故障就是发生短路。
当被保护线路上发生短路故障时，其主要特征就是电流增加和电压降低。
利用这两个特征，可以构成电流电压保护。
本文重点介绍馈线保护的几种主要形式。
一、大电流脱扣保护大电流脱扣保护属于断路器的本体保护，不具有延时性。
通过断路器内设置的脱扣机构实现保护。
当通过断路器的电流超过整定值时，脱扣器马上动作，使断路器跳闸实现保护。
其固有动作时间仅几毫秒，所以大电流脱扣保护非常灵敏。
该保护用以快速切除金属性近端短路故障，往往先于电流上升率及电流增量保护动作。
而对于短路点在远端的情况下，由于短路电流相对较小，大电流脱扣不能有效保护。
大电流脱扣保护的整定值要通过计算和短路试验设定，整定值的配置原则是：比最大负荷时列车正常启动的电流大，并且比最大短路电流小。
二、定时限过流保护当直流线路发生长时间的非正常的电流增大时，可以设置定时限过流保护，通过在保护控制单元预先设定电流最大值和时间值来实现保护功能，保护原理与大电流脱扣保护类似，不同之处电流最大值的设定应小于大电流脱扣保护装置动作值，且过电流延时T的单位是秒，远远大于脱扣保护动作延时。
对于最大电流值的设定，要求小于被保护线路末端短路电流，且大于列车的启动电流。
通过过电流定值和过电流延时时间定值的整定，躲过列车正常启动、加速过程引起电流变化而产生的误动作。
三、DDL 保护DDL 保护是一种反应电流变化趋势的保护，它逐渐成为直流牵引网末端短路的主保护。
采用DDL?保护功能，在牵引直流供电系统中作为主保护，赛雪龙直流柜控制保护单元SEPCOS通过分析电流上升率di/dt、电流增加持续的时间t?及电流增量ΔI，检测中远距离短路故障，其故障电流低于断路器的大电流脱扣整定值。
直流系统并列条件
直流系统并列条件直流系统是一种电力传输和配电系统，其电流方向始终保持不变。
在直流系统中，有时需要将多个直流电源并联以满足一定的功率需求或提高系统的可靠性。
本文将探讨直流系统并列条件及其相关内容。
一、直流系统并列的定义和意义直流系统并列是指将多个直流电源通过适当的连接方式并联在一起，共同为负载供电。
直流系统并列的主要目的是增加系统的供电能力、提高系统的可靠性以及实现功率的分配和传输。
直流系统并列的好处在于，通过增加直流电源的数量，可以提供更大的电流和功率输出，满足大功率负载的需求。
此外，当其中一个直流电源发生故障时，其他电源可以继续为负载供电，保证系统的可靠性。
二、直流系统并列的条件1. 电压匹配：直流系统并列的电源之间应具有相同的电压特性，才能保证它们能够有效地并联工作。
在进行直流系统并列时，应选择相同电压等级的电源。
2. 电流均衡：直流系统并列的电源之间应具有相同的输出电流能力，以确保它们能够平衡地供应负载。
如果电源之间的电流不均衡，会导致某些电源过载，从而影响系统的稳定性和可靠性。
3. 输出特性匹配：直流系统并列的电源之间应具有相似的输出特性，如输出电流限制、输出电压波动等。
这样可以确保它们在并联工作时能够相互协调，共同为负载提供稳定的电力。
4. 保护措施：直流系统并列时，应考虑电源间的保护措施，以防止故障扩散和影响其他电源的正常运行。
常见的保护措施包括过载保护、短路保护、过压保护等。
5. 控制策略：直流系统并列时，需要采用适当的控制策略来实现电源的协调工作。
常见的控制策略包括电流共享控制、电压均衡控制等，以确保各个电源之间的工作状态相互匹配。
三、直流系统并列的实践应用直流系统并列广泛应用于需要大功率供电和高可靠性的场合，如电力系统、工业生产和交通运输等领域。
在电力系统中，直流系统并列常用于直流输电和换流站等关键环节，以提高系统的传输能力和可靠性。
通过并联多个直流电源，可以实现电力的长距离传输和分布式供电。
关于直流牵引供电系统di／dt和ΔI保护
直流牵引供电系统的di dt⁄和ΔI保护直流系统短路具有短路电流上升速度快，短路电流大的特点，因此直流系统⁄保的保护有别于交流系统。
在地铁直流牵引系统常用的保护中，电流上升率di dt护和电流增量ΔI保护是两种重要的保护，这两种保护可以在短路发生的初期检测到故障，相应的断路器可以在短路电流达到稳态值之前将故障回路切除，保护设备的安全。
直流牵引的正常电流与故障电流在特征上有比较明显的区别。
例如，4号线列车的最大工作电流大概在4 kA左右，列车启动时电流从零增长到最大值约需8 s，那么一列列车正常的启动电流上升率仅为0.5 kA/s。
而故障电流的上升率可达到⁄和ΔI保护就是根据故障电流和正常工单列列车启动电流的几十甚至上百倍。
di dt作电流在上升率这一特征上的不同来实现保护功能的。
⁄和ΔI是通过相互配合来实现保护功能的，而且这两种保在实际运用中，di dt护的启动条件通常都是同一个预定的电流上升率，4号线的设置为40A/ms(即40kA/s，远远大于列车启动电流)。
在启动后，两种保护进入各自的延时阶段，⁄保护主互不影响，哪个保护先达到动作条件就由它来动作。
一般情况下，di dt要针对中远距离的非金属性短路故障，ΔI主要针对中近距离的非金属性短路故障(金属性直接短路故障由断路器自身的电磁脱扣装置来跳闸)。
以下简要说明两种保护的保护原理。
⁄电流上升率保护1、di dt在运行中，保护装置不断检测电流上升率。
当电流上升率高于保护设定的电⁄保护启动，进入延时阶段。
若在整个延时阶段，电流的上升流上升率时，di dt率都高于保护设定值，那么保护动作；若在延时阶段，电流上升率回落到保护设定值之下，那么保护返回。
图1表示了一个电流波形在两种保护时间延迟整定值⁄下的动作情况，分别用情况(1)和情况(2)来表示。
图1中，a点电流上升率高于di dt⁄保护延保护整定值，保护计时启动。
在b点，对于情况(1)来说保护延时达到di dt⁄保护整定值，保护动作；对于情时整定值，且在ab间电流上升率始终高于di dt况(2)，在c点，电流上升率回落到保护整定值以下，而此时保护延时整定值尚未达到，保护返回。
直流系统接线图
4、充电柜提供两路交流输入接口，可完成两路 交流输入接口的自动转换，为各路充电模块提 供交流输入电源。 5、为提供系统可靠性，采用双冗余方式（热储 备）即（N+1）+（N+1）两套充电装置。 二、直流系统运行方式 1、正常方式下，每一直流系统两段母线分开运 行，I（II）组蓄电池，#1（2）充电装接入相 应段电源母线，母联双投刀开关掷于相应段负 荷母线，充电装置带该段母线上的负荷及对蓄 电池浮充。#0充电装置作为#1（2）充电装置 的备用。
2、每一直流系统的I（II）段直流电源故障（或 检修）或I（II）组蓄电池故障时，其直流负荷 母线可由II（I）负荷母线串带运行。串带的方 式是将I（II）直流负荷母线的联络双投刀开关 掷于II（I）段直流负荷母线，任一充电装置可I， II段直流母线同时运行。 三、直流系统运行的一般规定 1、直流母线不允许脱离蓄电池长期运行。 2 、两组直流母线都有接地信号时，严禁串带运 行。 3、#0充电装置与#1（2）充电装置的倒换，两 母线分段运行方式与串带运行方式的倒换，各 直流分电屏电源的倒换均应采用停电法。
每组蓄电池设一套高频开关电源装置，2组蓄电池 设一套公用的高频开关电源装置。高频开关电 源装置输出电流均为340A,采用充电（整流）模 块叠加，（N+1）热备份设计。 3 、控制用 110V 直流系统作为本台机组控制，保 护，信号及热控等直流电源。直流系统接线采 用单母分段接线，不设端电池，采用阀控式密 封铅蓄电池，每台机组二套蓄电池，个数选取 52 个。每台机蓄电池除设两套高频开关电源装 置外，还设一套公用的高频开关电源装置，每 套高频开关电源装置输出电流均为320A,采用充 电（整流）模块叠加，（N+1）热备份设计。
1正常方式下每一直流系统两段母线分开运行iii组蓄电池12充电装接入相应段电源母线母联双投刀开关掷于相应段负荷母线充电装置带该段母线上的负荷及对蓄电池浮充
直流系统常见故障及处理措施
直流系统常见故障及处理措施1.短路故障：直流系统中的短路故障主要是由于导线之间或元件损坏，导致电流异常增大。
处理措施包括：-立即切断电源，以防止进一步的电流流过故障点。
-检查导线和元件是否有损坏，修复或更换损坏的部分。
-在重新连接电源之前，必须仔细检查整个系统以确保没有其他电气故障。
2.开路故障：直流系统中的开路故障是电流无法通过的情况，可能是由于导线损坏或连接不良导致。
处理措施包括：-检查导线是否断开或连接不良。
-如果发现导线损坏，及时修复或更换。
-检查连接部分，确保连接牢固可靠。
3.过载故障：直流系统中的过载故障是指所连接的电荷超过了系统设计容量，导致电流超过额定值。
处理措施包括：-减少或分散负载，以降低电流。
-检查系统容量，确定是否需要增加设备容量。
-调整电流阈值，使其适应系统负载。
4.电压波动：直流系统中的电压波动可能由于电源供电不稳定或电线电阻过大等原因引起。
处理措施包括：-检查电源电压是否稳定，必要时更换电源。
-检查导线电阻，确保其在规定范围内。
-对于较大的电荷，可以考虑增加电压稳定器来保持电压稳定。
5.电池故障：直流系统中的电池故障可能是由于电池老化、短路或渗漏等原因引起。
处理措施包括：-检查电池状态，确定是否需要更换。
-对于破损或渗漏的电池，必须正确处理和更换。
-定期检查和维护电池，保持其正常工作状态。
6.接地故障：直流系统中的接地故障主要是由于接地线路断开或接触不良引起的。
处理措施包括：-检查接地线路是否接触良好。
-检查接地电阻是否在规定范围内。
-必要时重新连接或更换接地线路。
总之，直流系统常见故障的处理措施包括及时切断电源、检查电路和元件的损坏情况、修复或更换损坏的部分、增加设备容量或调整电流阈值、检查电源稳定性和电线电阻、更换老化或破损的电池以及确保接地线路的良好连接。
这些措施有助于保障直流系统的正常运行和安全性。
DC600V供电系统
1、DC600V供电系统1.1 系统概述DC600V供电系统是25T客车有别与25K的最大特点。
在电气化区段，电力机车的列车辅助供电装置将受电弓接受的25KV单相高压交流电降压、整流、滤波，形成两套独立DC600V直流电源，两套装置分两路通过KC20D连接器向空调客车供电，供电容量2x400kW；在非电气化区段，内燃机车发电机组发电、整流、滤波，形成两套独立DC600V 直流电源，两套装置分两路通过KC20D连接器向空调客车供电，供电容量2x400kW；空调客车通过综合控制柜自动(按车厢号分奇偶选择)将其中一路DC600V送入逆变电源装置（简称逆变器箱，型号：25T-2X35KVA+15KVA，包括两个35KVA 逆变器和一个15KVA三相四线制隔离变压器）及DC110V电源装置（简称充电器箱，型号：25T-8KW+3.5KVA，包括一个8KW充电器和一个3.5KVA单相不间断逆变器）。
2X35KVA逆变器将DC600V逆变成两路三相50Hz、AC380V交流电，向空调装置、电开水炉等三相交流用电负载供电；8KW充电器将DC600V变换成DC110V 直流电，给蓄电池组充电的同时向照明、供电控制等直流负载供电；客室电热和温水箱采用DC600V直接加热。
采用2X35KVA逆变器供电，主要从两方面考虑：一是25T客车除空调机组外，还新增加了许多设备，单车负载容量较大；另一方面是为了适应新的运行方式，增加供电系统的可靠性和安全性。
两个逆变器其中一个主要给空调机组供电，另一个给开水炉、伴热等交流负载供电；正常情况下，两个逆变器相互独立，互为热备份。
但当其中一个发生故障时，由另一个负责继续向负载供电，只是部分受控负载要减载运行（如空调机组转入半冷或半热工况）。
客室电热器、温水箱等电阻性负载之所以采用DC600V直接加热的方式，一方面减轻了逆变器的冬季负载，另一方面减少了电阻性负载引起的漏电流。
由于电气化区段每隔25km左右有一个分相区，DC600V电源装置在过分相区时没有输入电源，因此逆变器和充电器均没有输出；为了避免照明负载的频繁断电，所以照明采用DC110V供电，在牵引区段，由充电器向照明负载供电，而过无电区时则由安装在车下的蓄电池供电。
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学习目标
• 将市电变换为通信电路所需的直流或交流的 性能稳定可靠安全的能源设备均可称为“通 信电源”。通信电源大体上分为3种类型： AC-DC一次电源；DC-DC二次模块电源； 交流不间断电源UPS。通过本情境的学习， 了解直流供电系统的种类和组成，对集中直 流供电和分散直流供电方式有比较完整清楚 的印象。熟悉直流配电屏、整流模块、DCDC变换模块等电源设备，掌握直流电源的 使用和维护方法。
采样部分、基准电压部分、比较放大器（误差放大器）和脉 冲/电压转换器等。
图3-2 降压型开关电源原理图
• 开关电源稳定输出电压的原理可以直观理解为是通 过控制滤波电容的充、放电时间来实现的。具体的 稳压过程如下：
• 当开关稳压电源的负载电流增大或输入电压Ui 降低时，输出电压Uo轻微下降，控制回路就使高 频变换器输出的脉冲方波的宽度变宽，即给电容多 充点电（充电时间加长），少放点电（放电时间缩 短），从而使电容C上的电压（即输出电压）回升， 起到稳定输出电压的作用。反之，当外界因素引起 输出电压偏高时，控制电路使高频变换器输出脉冲 方波的宽度变窄，即给电容少充点电，从而使电容 C上的电压回落，稳定输出电压。
• 2．相控稳压电源
• 相控电源是指采用可控硅（晶体闸流管）做整流 器件的电源系统。其原理是交流输入电压经工频变 压器降压，然后采用可控硅整流。为了保持输出电 压的稳定，需要一套比较复杂的可控硅触发电路。
• 3．开关稳压电源
• 高频开关稳压电源是交流输入直接整流，然后经 过由功率开关器件（功率晶体管、MOS管、IGBT 等）构成的逆变电路，将高压直流（单相整流约 300V，三相整流约540V）变换成高频方波 （20kHz以上）。高频方波经高频变压器降压得 到低压的高频方波，再经整流滤波得到稳定电压的 直流输出。
情境导引
• 通信局（站）内大部分设备采用－48V直流电源， 直流供电系统负责为通信负载提供安全、稳定、可 靠的电力保证，以确保通信设备的正常运行。直流 供电系统主要由交直流配电屏、整流器和蓄电池组 成。市电经交流配电屏接入开关电源，开关电源经 整流将380V交流变为－48V直流，通过直流配电 屏输出端子分别为交换、传输、数据、移动等设备 供电，同时对蓄电池组进行并联浮充。根据电信部 门的统计，在电源系统各种事故的比例中，与直流 供电系统有关的事故约占80%。因此，通信电源 的维护工作主要在直流供电系统，其日常维护和值 守的工作量也是最大的。
积小、重量轻、动态响应速度快。开关电源的开关频率都在 20kHz以上，超出人耳的听觉范围，没有令人心烦的噪声。 开关电源可以采用有效的功率因数校正技术，使功率因数达 0．9以上，高的甚至达到0．99（如安圣的HD4850整流 模块）。这些使得开关电源的性能几乎全面超过相控电源， 在通信电源领域已大量取代相控电源。
• 开关稳压电源和线性稳压电源相比，功率转换效率高，可达 65%～90%，发热少，体积小、重量轻，功率体积系数可 达60～100W/dm3，对电网电压大范围变化具有很强的适 应性，电压/负载稳定度高，输出电压保持时间长达20ms。 但是线路复杂，电磁干扰和射频干扰大。
• 开关稳压电源和相控稳压电源相比，开关电源不需要工频 变压器，工作频率高，所需的滤波电容小、电感小，因而体
• 在图3-2中，波动的直流电压Ui输入高频变换器（即为开 关管Q和二极管D），经高频变换器转变为高频（≥20kHz） 脉冲方波电压，该脉冲方波电压通过滤波器（电感L波器一
起构成主回路，完成能量处理任务。而稳定输出电压的任务
是靠控制回路对主回路的控制作用来实现的。控制回路包括
• 线性稳压电源的动态响应非常快，稳压性能好，只可惜功率 转换效率太低。要提高效率，就必须使图3-1中的串联功率 调整器件处于开关工作状态，如图3-2所示。调整管作为开 关，导通时（压降小）几乎不消耗能量，关断时漏电流很小，
也几乎不消耗能量，从而大大提高了转换效率，其功率转换 效率可达80%以上。
任务指南
• 任务1认知直流供电系统的种类和组成 • 任务2直流电源供电方式的认知 • 任务3了解直流电源设备 • 任务4掌握直流电源的使用与维护方法
任务1认知直流供电系统的种类和组成 资讯1直流电源的种类
• 交流电经过整流，可以得到直流电。但是， 由于交流电压及负载电流的变化，整流后得 到的直流电压通常会造成20%～40%的 电压变化。为了得到稳定的直流电压，必须 采用稳压电路来实现稳压。按照实现方法的 不同，稳压电源可分为3种：线性稳压电源、 相控稳压电源和开关稳压电源。
• 1．线性稳压电源 • 图3-1为用分立元件组成的简单线性稳压电源电
路。线性稳压电源通常包括：调整管、比较放大部 分（误差放大器）、反馈采样部分以及基准电压部 分。调整管与负载串联分压（分担输入电压Ui）， 因此只要将它们之间的分压比随时调节到适当值， 就能保证输出电压不变。 • 这个调节过程是通过一个反馈控制过程来实现的。 反馈采样部分监测输出电压，然后通过比较放大器 与基准电压进行比较判断，得到输出电压的偏差量， 再把这个偏差量放大去控制调整管。如果输出电压 偏高，则将调整管上的压降调高，使负载的分压减 小；如果输出电压偏低，则将调整管上的压降调低， 使负载的分压增大，从而实现输出稳压。
图3-1 线性串联稳压电源原理图
• 线性稳压电源的线路简单、干扰小，对输入电压和 负载变化的响应非常快，稳压性能非常好。
• 但是，线性稳压电源功率调整管始终工作在线性 放大区，调整管上功率损耗很大，导致线性稳压电 源效率较低，只有20%～40%；发热损耗严重， 所需的散热器体积大，重量大，因而功率体积系数 只有20～30W/dm3；另外，线性电源对电网电 压大范围变化的适应性较差，输出电压保持时间仅 有5ms。因此线性电源主要用在小功率、对稳压精 度要求很高的场合，例如，一些为通信设备内部的 集成电路供电的辅助电源等。