基于高頻開關技術的直流電源監(jiān)視系統設計

　1 前言

　　在電廠及變電站的二次系統中，為了給控制、保護、自動裝置、事故照明等設備用電，必須有可靠的直流電源。直流電源的作用是：正常時為變電站內的斷路器提供合閘直流電源;故障時，當廠、站用電中斷的情況下，為繼電保護、斷路器跳合閘、載波通訊提供直流電源，其穩(wěn)定運行直接影響著電力系統的安全可靠運行。變電站直流電源主要由以下四個部分組成：蓄電池系統、充電模塊部分分為交流整流及穩(wěn)壓整流、微機監(jiān)控部分、調壓模塊部分。目前，現代直流電源的發(fā)展正以高頻開關技術為基礎，并兼?zhèn)?a class="contentlabel" href="http://www.104case.com/news/listbylabel/label/高頻">高頻化、高效率、大功率、無污染和模塊等特點。在管理方式上，結合計算機網絡技術的發(fā)展，形成多級計算機網絡的集中監(jiān)控管理系統。

　　直流電源系統的監(jiān)視系統是整個系統的核心部分，它的主要作用是把各變電站直流設備的信息上送到監(jiān)控中心以供查詢，同時各監(jiān)控中心也向各變電站發(fā)送控制命令，由系統執(zhí)行，還可以及時發(fā)現設備運行的不正常狀態(tài)，及時處理。直流電源系統的典型配置如圖1所示。

　　圖1 直流電源系統的典型配置圖

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

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

　　(2)參數監(jiān)控單元主要是檢測母線電壓及電流，交流側電壓及直流側電流電壓等，目前此部分監(jiān)控系統只是將數據簡單檢測和直接上調，缺少自我分析和實時自我故障處理能力;

　　(3)各部分之間使用不同的通訊規(guī)約，使對綜自系統進行通訊時，必須重新統一軟件規(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不方便，容易出錯，操作性差。

　　針對以上情況，我們推出了PZWG2000系列智能型觸摸屏控制直流高頻開關電源系統。此系統的信息采集及處理可就地完成，實時性強，信號不受干擾，配線靈活，組態(tài)方便，網絡功能強，可在線調控上傳數據，自檢功能完善，強大的多媒體及動畫功能，友好的中英文人機顯示圖界，雙重控制原理，使系統更具可靠等優(yōu)點。

　　2 系統構成及功能

　　2.1 硬件配置

　　PZWG2000智能型觸摸屏控制直流系統為模塊式結構，模塊間可任意組合，可以根據不同用戶的不同要求組合系統。一個完整的系統由五個部分組成：監(jiān)控后臺(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)、絕緣檢測單元及調壓單元。其中主控制單元即監(jiān)控后臺為本系統的核心部分。

　　2.1.1監(jiān)控后臺

　　監(jiān)控后臺是通過可觸摸式工控機來實現并作為全面管理電源系統運行。它可在線記錄、統計、分析并實時打印各種運行數據。人機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。通過串行的RS232/RS485口，與變電站內的綜合自動化系統或地區(qū)調度聯系，實現四遙功能，即遙測、遙信、遙控及遙調功能，從而實現變電站電源系統的無人值守。

　　圖2 監(jiān)控單元原理框圖