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直流屏直流母線無極調壓穩壓裝置的制作方法

作者:筆趣閣  來源:www.  更新時間:2020-08-11 15:30:20  點擊次數:

  本實用新型涉及電力系統二次設備領域,特別涉及適用于電力直流電源系統的直流屏直流母線無極調壓穩壓裝置


  背景技術:


  直流屏是電力系統二次設備之一,它為高壓開關在正常運行和事故狀態下的分合閘、繼電保護、自動控制、事故照明等提供直流電源。直流屏的可靠性是其他電源裝置不可替代的,它能滿足變電站和發電廠這些場合對電源的高可靠性要求。直流屏系統由交流配電部分、整流部分、直流饋電部分、監控部分組成。其中交流配電部分主要由交流配電單元組成。整流部分由充電/整流模塊和隔離二極管組成。直流饋電部分由降壓裝置、絕緣監測、合間分路和控制分路組成,監控部分由監控模塊和配電監控組成。直流屏廣泛應用于變電站、水力、發電廠、冶金、石化、礦山、鐵路系統、通訊系統等使用直流設備的各行各業。在變電站和配電所里面,提供給斷路器合閘的電源叫合閘電源,合閘電源由直流屏提供,直流屏連接到各斷路器的合閘電源線路稱為合閘母線。在變電站和配電所里面,提供給控制斷路器分、合閘的電源叫控制電源,控制電源由直流屏提供,直流屏連接到各斷路器控制屏的控制電源線路稱為控制母線,控制母線的負載是目前直流系統的主要負載。降壓硅鏈是串接在合閘母線與控制母線之間,通過手/自動選擇降壓的級數來改變其電壓降,從而保證控母電壓調節在額定范圍內的裝置。降壓裝置目前都是采用降壓硅鏈(由多個二極管串接而成),其明顯不足在于(1)電壓步長變化明顯;(2)降壓硅鏈中的二極管若發生斷路,控制母線負載全部失電,后果嚴重;(3)降壓硅鏈中的二極管若發生短路,控制母線電壓不穩;(4)硅鏈是一種高能耗器件,能耗浪費大。


  實用新型內容針對上述問題,本實用新型提供一種直流屏直流母線無極調壓穩壓裝置,具有更高的調壓精度、更快的響應速度、更大的調節范圍和更高的可靠性,并且體積小、外殼絕緣、 接線簡單,維修方便。本實用新型的技術方案如下—種直流屏直流母線無極調壓穩壓裝置,包括順序連接的直流輸入電路、濾波電路、VMOS開關管電路、高頻濾波電路、直流輸出電路、電壓電流反饋電路以及PWM控制電路; 所述PWM控制電路的輸出連接VMOS開關管電路;濾波電路經過輔助電源連接所述PWM控制電路。本實用新型的有益技術效果是本實用新型用于直流屏中,是用微處理器和軟開關技術實現的。本實用新型內部設有輸出電壓上、下越限監測告警,母線輸出電壓值,上、下越限整定值、限流保護值可調節。采用高頻斬波穩壓器與硅鏈并聯的方式來穩壓,正常工作時,調整使斬波穩壓器輸出電壓高于硅鏈輸出電壓廣2V,使長期負荷通過高效節能的斬波穩壓器輸出,一旦斬波穩壓器故障,則由硅鏈取代其輸出,實現無谷 點切換供電,來達到熱備份的效果;同樣后備硅鏈出現了斷硅,則由斬波穩壓器實現自動無級調壓,從而達到了雙備份。與普通降壓硅鏈相比, 具有更高的調壓精度、更快的響應速度、更大的調節范圍和更高的可靠性,并且體積小、夕卜殼絕緣、接線簡單,維修方便,其可靠性和綜合技術性能指標均優于降壓硅鏈,是目前新一代電力直流系統理想的母線調壓穩壓器件,適合直流屏生產廠家組屏配套。


  圖1是本實用新型的組成框圖。圖2是本實用新型PWM控制電路的原理圖。圖3是本實用新型PWM控制電路的直流輸出電壓波形圖。


  具體實施方式


  以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式


  做進一步說明。本實用新型的結構組成如圖1所示。本實用新型由直流輸入部分、濾波電路、VMOS 開關管電路、高頻濾波電路、輔助電源、PWM控制電路、電壓電流反饋線路和直流輸出部分構成。直流輸入電路、濾波電路、VMOS開關管電路、高頻濾波電路、直流輸出電路、電壓電流反饋電路以及PWM控制電路順序連接。PWM控制電路的輸出連接VMOS開關管電路。濾波電路經過輔助電源連接PWM控制電路。其核心是PWM控制電路。PWM控制電路的實現原理如圖2所示。如圖2所示為調壓穩壓裝置PWM控制電路的基本電路圖,利用功率組件對固定電壓之電源做適當的切割以達成負載端電壓改變的目的。若其輸出電壓Vo較輸入之電源電壓Vs低,則稱為降壓式直流調壓穩壓裝置,若其輸出電壓Vo較輸入之電源電壓Vs高,則稱為升壓式直流調壓穩壓裝置。圖3所示為直流輸出電壓波形,可看出當調壓穩壓裝置PWM控制電路導通(Ton) 時,直流輸出端的電壓Vo等于電源電壓Vs,當調壓穩壓裝置PWM控制電路截至(Toff)時, 直流輸出端的電壓Vo等于電源電壓為0,如此適當的通過PWM控制電路可使直流電源斷續的出現在輸出端,只要控制調壓穩壓裝置的導通時間,即可改變直流輸出的平均電壓。由圖 3可看出,輸出電壓之峰值等于電源電壓Ns’而輸出電壓之平均值Vd隨Ton (導通)之時間而變。其工作實現方式有兩種一是脈寬調制方式,周期T不變,改變導通時間Ton (通用, Ton為開關每次接通的時間);二是頻率調制方式,導通時間Ton不變,改變周期T (易產生干擾)。本實用新型是通過對周期T固定,導通時間Ton改變,實現脈波寬度調變(PWM)。采用脈波寬度調變的優勢在于在實際的工程應用中,因直流母線無極調壓穩壓裝置常需在負載端接上濾波電感及濾波電容,可以避免通過頻率改變過大對電感及電容的影響。其開關頻率為20(T300kHz,整個電路效率提高到90%。用直流母線無極調壓穩壓裝置可節約電能 2(Γ30%。直流母線無極調壓穩壓裝置不僅能起調壓的作用(開關電源),同時還能起到有效地抑制電網側諧波電流噪聲的作用。以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式,本實用新型不限于以上實施例。可以理解,本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和構思的前提下直接導出或聯想到的其他改進和變化,均應認為包含在本實用新型的保護范圍之內。


  權利要求


  1. 一種直流屏直流母線無極調壓穩壓裝置,其特征在于包括順序連接的直流輸入電路、濾波電路、VMOS開關管電路、高頻濾波電路、直流輸出電路、電壓電流反饋電路以及PWM 控制電路;所述PWM控制電路的輸出連接VMOS開關管電路;濾波電路經過輔助電源連接所述PWM控制電路。


  專利摘要


  本實用新型公開一種直流屏直流母線無極調壓穩壓裝置,包括順序連接的直流輸入電路、濾波電路、VMOS開關管電路、高頻濾波電路、直流輸出電路、電壓電流反饋電路以及PWM控制電路;所述PWM控制電路的輸出連接VMOS開關管電路;濾波電路經過輔助電源連接所述PWM控制電路。本實用新型具有更高的調壓精度、更快的響應速度、更大的調節范圍和更高的可靠性,并且體積小、外殼絕緣、接線簡單,維修方便。


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