直流电源交流.pptx

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1、内容简介内容简介直流电源概述直流电源概述直流电源概述直流电源概述基础知识基础知识基础知识基础知识相控稳压电源相控稳压电源相控稳压电源相控稳压电源高频开关电源高频开关电源高频开关电源高频开关电源电力直流系统电力直流系统电力直流系统电力直流系统电力专用逆变电源及电力专用逆变电源及电力专用逆变电源及电力专用逆变电源及UPSUPSUPSUPS第1页/共67页概述 直流稳压电源广泛地应用于通信、直流稳压电源广泛地应用于通信、电子仪器、计算机、电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防工业自动化、电力工程、国防等领域，作为电子设备的能源等领域，作为电子设备的能源供给者，处于非常重要的地位。供给者，处于非

2、常重要的地位。直流电源的发展经历了从线性电源、相控电源到开关电直流电源的发展经历了从线性电源、相控电源到开关电源的发展历程。线性电源和相控电源存在效率低、体积大、源的发展历程。线性电源和相控电源存在效率低、体积大、1+11+11+11+1冗余投资大等不足之处。远远不能满足目前的电力工程发冗余投资大等不足之处。远远不能满足目前的电力工程发展需要，而以体积小、重量轻、效率高、输出纹波极低、动展需要，而以体积小、重量轻、效率高、输出纹波极低、动态响应快、控制精度高、态响应快、控制精度高、模块可叠加输出、模块可叠加输出、N+1N+1N+1N+1冗余等为特冗余等为特点的高频开关电源正成为电源的主体，并向

3、着高频小型化、点的高频开关电源正成为电源的主体，并向着高频小型化、高效率、高可靠性的方向发展。高效率、高可靠性的方向发展。第2页/共67页v整流电路一、单相半波整流电路 基础知识uDioVDu1TrABRLuou2a电路图t432OtOuotOio=iDb波形图第3页/共67页 由于整流二极管具有单向导电特性，因此，当u u2 2为正半周时，A A端电位高于B B端电位，整流二极管VDVD正偏导通（忽略二极管正向导通压降）；而当u u2 2为负半周时，B B端的电位高于A A端，整流二极管VDVD反偏截止，因而在u u2 2的一个周期内，负载电阻R RL L的电压波形如图b b所示。由于流过负

4、载的电流和加在负载两端的电压只有半个周期的正弦波，故称半波整流。输出平均电压：输出平均电压：第4页/共67页iD1,3iD2,4VD4VD3VD2VD1Tru1u2abRLuoa桥式整流电路b波形图OOOiD1,iD3iD2,iD4iD1,iD3432tu2tiotuoD1 D3导通D2 D4导通D1 D3导通D2 D4导通iD2,iD4二、单相桥式整流电路输出平均电压：输出平均电压：第5页/共67页三、三相桥式整流电路bacTn负载iaidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d1第6页/共67页u2ud1ud2u2Luduabuacubcubaucaucbuabuacuaucubwt

5、1OwtOwt输出平均电压：输出平均电压：第7页/共67页 常用元器件主要有电阻、电容、电感、二极管、三极管、MOSMOS管、IGBTIGBT、可控硅、高频变压器等。v开关电源主要使用元器件第8页/共67页 相控型稳压电源 在由变压器和二极管组成的整流电路中，当输入在由变压器和二极管组成的整流电路中，当输入交流电压确定时，直流输出电压也确定，如果需要改交流电压确定时，直流输出电压也确定，如果需要改变直流输出电压，可以采用由晶闸管组成的可控整流变直流输出电压，可以采用由晶闸管组成的可控整流电路。这种靠改变晶闸管的导通来控制整流器输出电电路。这种靠改变晶闸管的导通来控制整流器输出电压的，这种类型的

6、电源称为压的，这种类型的电源称为相位控制型电源，简称相相位控制型电源，简称相控电源。控电源。第9页/共67页 相控型稳压电源单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路直流输出电压平均值为：第10页/共67页 相控型稳压电源单相桥式全控控整流电路单相桥式全控控整流电路直流输出电压平均值为：第11页/共67页 相控型稳压电源三相桥式全控控整流电路三相桥式全控控整流电路直流输出电压平均值为：第12页/共67页 相控型稳压电源通过反馈控制电路，控制触发角通过反馈控制电路，控制触发角 的大小，的大小，可以实现输出电压控制可以实现输出电压控制相控电源工作在工频状态，频率低，所以相控电源工作在工频状态，频率低

7、，所以变压器体积大，动态响应慢，电压纹波大，变压器体积大，动态响应慢，电压纹波大，效率低效率低第13页/共67页 高频开关稳压电源 相对于线性稳压电源而言，开关稳压电源指电压调整功能的器件以开关方式进行工作的一种直流稳压电源。主要指利用高频开关功率器件并通过交换技术而制成的高频开关稳压电源，简称开关电源（Switching Power Supplies，缩写SPS）。因开关电源的功率变换器件工作在高频状态，从而大大减小了变压器的体积，电源具有体积小、重量轻，动态响应快、电压纹波小的优点。已经逐步取代相控电源，成为电源的主选。开关电源按控制方式划分，大致可分为脉宽调制（PWM）开关电源，脉频（P

8、FM）调制开关电源，混合调制（脉宽和脉频同时改变）开关电源等。当开关频率较低时，脉频调制（PFM）方式需要较大的隔离变压器和输入输出滤波器，为此，开关工作频率要足够高。全球范围内，脉宽调制（PWM）方式得到最广泛的应用。第14页/共67页 高频开关稳压电源 高频开关电源基本原理高频开关电源基本原理EMI滤波有源功率因数校正电路DC-DC变换电路高频变压器输出整流滤波电路输入电流采样驱动电路PWM逻辑控制电路输出电压采样外围四遥接口辅助电源交流输入直流输出全桥整流第15页/共67页 高频开关稳压电源EMI滤波电路 EMI滤波电路，用来减小电网干扰对开关电源的影响，同时抑制电源模块产生的干扰噪声进

9、入电网，影响其他电气设备运行。对于电源主要考虑传导噪声，主要采用滤波技术。滤波器有电阻滤波器、电感滤波器、电容滤波器以及放电器等。电源输入负载输出简单滤波器示意图第16页/共67页 高频开关稳压电源全桥整流电路 全桥整流电路将输入交流整流成脉动直流。有源功率因数校正电路 高频开关电源一般采用电容滤波的方式，交流输入电压经整流后直接加在滤波电容两端，以得到较为平直的直流电压。整流器-电容滤波电路是一个非线性元件和储能元件的组合，只有交流输入电压高于滤波电容两端电压时，滤波电容才开始充电，因此，虽然输入交流电压是正弦，但输入电流波形是宽度很窄的脉冲，这种脉冲状电流的谐波分量很大，输入总谐波失真可高

10、达100%130%。第17页/共67页 有源功率因数校正电路 个人电脑PWM电源输入电流波形UinUoIin第18页/共67页 有源功率因数校正电路个人电脑PWM电源输入电流THD频谱第19页/共67页 有源功率因数校正电路B.输电系统：谐波电流一方面在输电线路上产生谐波电压降，另一方面，增加了输电线路上的电流有效值从而引起附加输电损耗。在电缆输电的情况下，谐波电压以正比于其幅值电压的形式增强了介质的电场强度，这影响了电缆的使用寿命，谐波的影响将使电缆的使用寿命平均降低约60%。高次谐波的危害：高次谐波的危害：A.电容器：电容器的阻抗与频率成反比，高次谐波的容抗比基波电压作用下的容抗小得多，谐

11、波电流畸变比谐波电压畸变大得多，即便谐波电压的幅值不大，也会产生较大的谐波电流。第20页/共67页 有源功率因数校正电路C.变压器：变压器在高次谐波电压的作用下，将产生集肤效应和邻近效应，在绕组中引起附加损耗，同时使铁损相应增加。3的倍数次零序电流会在三角接法的绕组内产生环流，这一额外的环流可能会使绕组电流超过额定值。D.继电保护、自动装置：谐波电流能够改变保护继电器的动作特性，这与继电器的特点和原理有关。当有谐波畸变时，依靠采样数据或过零工作的数字继电器容易产生误差。高次谐波对过电流、欠电压、距离、周波等继电器均会起拒动和误动的影响，使保护装置失灵和动作不稳定。E.电力测量：测量仪表是在纯正

12、弦波情况下进行校验的，如果供电的波形发生畸变，仪表则容易产生误差。电度表对设计参数以外的频率的响应不灵敏，频率越高，误差越大，而且为负误差。第21页/共67页 有源功率因数校正电路IEC1000-3-2（1995）对电源装置高次谐波的限制）对电源装置高次谐波的限制 对于相电流小于16A的电源装置，IEC1000-3-2规定了不同高次谐波的绝对值。第22页/共67页 有源功率因数校正电路有源功率因数校正技术（简称AFPC），在整流桥与滤波电容之间串联一高频变换器，通过控制功率器件的导通与关断时间，强制输入电流与输入交流电压同相，从而达到抑制谐波的目的。功率因数可提高至0.950.99，输入电流T

13、HD小于10%，有功功率输出提高30%以上。既治理了电网的谐波“污染”，又提高了电源的整体效率。节约电能30%，成本上升1530%。单相APFC国内外开发较早，技术已相当成熟；三相APFC则拓扑类型较多，还在发展。在10KW以下的功率等级，三相BOOST单开关拓扑比较经济实用，国内已有应用的报道，输入端功率因数可达到0.920.93。第23页/共67页 有源功率因数校正电路BOOST功率因数校正器电路原理图 第24页/共67页 有源功率因数校正电路采用APFC后输入电流波形平均值为正弦波，相位与电压波形一致，功率因数提高 一般，APFC的输出为直流380-400V采用APFC输入电压电流波形全

14、桥整流后电压波形电流波形第25页/共67页 DC-DC变换器是开关电源的核心部分。它通过功率开关管的开断，将直流电压变为脉冲状的交流电压，此交流电压通过高频变压器隔离并可变换成任意大小的交流电压，再经过二极管进行二次整流与电容平滑后变为直流输出电压。控制电路将输出电压的一部分和基准电压进行比较，来控制开关管的通断时间，从而调整输出直流电压。DC-DCDC-DC变换电路第26页/共67页隔离DC-DC变换电路可分为单端电路和双端电路：单端电路：变压器中流过的是直流脉动电流，如正激电路和反激电路。双端电路：变压器中的电流为正负对称的交流电流。如半桥、全桥和推挽电路。DC-DCDC-DC变换电路第2

15、7页/共67页正激电路DC-DCDC-DC变换电路输出电流连续情况下输出电压：第28页/共67页反激电路DC-DCDC-DC变换电路输出电流连续情况下输出电压：反激电路原理图 反激电路的理想化波形 第29页/共67页半桥电路DC-DCDC-DC变换电路输出电流连续情况下输出电压：半桥电路原理图半桥电路的理想化波形第30页/共67页全桥电路DC-DCDC-DC变换电路输出电流连续情况下输出电压：全桥电路原理图全桥电路的理想化波形第31页/共67页推挽电路DC-DCDC-DC变换电路输出电流连续情况下输出电压：推挽电路原理图 推挽电路的理想化波形 第32页/共67页DC-DCDC-DC变换电路各种

16、不同的间接直流变流电路的比较电路优点缺点功率范围应用领域正激电路较简单，成本低，可靠性高，驱动电路简单变压器单向激磁，利用率低几百W几kW各种中、小功率电源反激电路非常简单，成本很低，可靠性高，驱动电路简单难以达到较大的功率，变压器单向激磁，利用率低几W几十W小功率电子设备、计算机设备、消费电子设备电源。全桥变压器双向励磁，容易达到大功率结构复杂，成本高，有直通问题，可靠性低，需要复杂的多组隔离驱动电路几百W几百kW大功率工业用电源、焊接电源、电解电源等半桥变压器双向励磁，没有变压器偏磁问题，开关较少，成本低有直通问题，可靠性低，需要复杂的隔离驱动电路几百W几kW各种工业用电源，计算机电源等推

17、挽变压器双向励磁，变压器一次侧电流回路中只有一个开关，通态损耗较小，驱动简单有偏磁问题几百W几kW低输入电压的电源第33页/共67页输出整流滤波电路全波整流和全桥整流全波整流和全桥整流 全波整流电路和全桥整流电路原理图a）全波整流电路 b）全桥整流电路双端电路中常用的整流电路形式为全波整流电路和全桥整流电路。第34页/共67页输出整流滤波电路全桥电路的特点优点：二极管在断态承受的电压仅为交流电压幅值，变压器的绕组结构较为简单。缺点：电感L的电流流过两个二极管，回路中存在两个二极管压降，损耗较大，而且电路中需要4个二极管，元件数较多。适用场合：高压输出的情况下。第35页/共67页输出整流滤波电路

18、全波整流电路的特点优点：电感L的电流只流过一个二极管，回路中只有一个二极管压降，损耗小，而且整流电路中只需要2个二极管，元件数较少。缺点：二极管断态时承受的反压是二倍的交流电压幅值，对器件耐压要求较高，而且变压器二次侧绕组有中心抽头，结构较复杂。适用场合：输出电压较低的情况下（100V）。第36页/共67页开关电源现阶段的发展方向更高的功率密度、更高的变换效率及更好的动态特性 为使开关电源轻、小、薄，发展趋势是高频化。高频化是传统的PWM开关损耗加大、效率降低、噪声增加。实现零电压导通、零电流关断的软开关技术将成为开关电源产品未来的主流。CADCAD技术 利用CAD设计开关电源系统，做稳定性分

19、析、电路仿真、印制板设计、热传导分析、EMI分析及可靠性预估等。第37页/共67页开关电源现阶段的发展方向更好的环保特性及可靠性 相对于线性稳压电源而言，开关电源有较大的电磁干扰及对交流电源的谐波污染。为此，国际上有很多管制条例。例如针对中小功率电器的IEC555-2，针对大功率设备的IEC555-4，最新也是最严格的标准是IEC1000-3-2，谐波电流发射限值（设备每相输入电流16A）。开关电源必须采用更有效的谐波噪声抑制措施。第38页/共67页开关电源方面的技术革新软开关技术软开关技术 这是相对于PWM硬开关技术，为适应小体积高效率的要求发展的开关电压和电流波形不交叠的技术，即零电压零电

20、流技术。最典型的应用是90年代中期开始的全桥ZVS-PWM技术。90年代末南航的阮新波提出了滞后臂串加二极管的较实用的全桥移相ZVZCS方案。目前，该技术在各大电源生产厂家得到广泛应用。一般的，530V输入、220V输出的DC/DC满载效率可达96%。第39页/共67页开关电源方面的技术革新控制技术控制技术 由于开关电源是非线性系统，并具有离散结构的特点，负载性质也是多变的，并要求主电路性能满足电网电压大范围变化等特点，是开关电源的控制技术和控制器的设计较为复杂。电流型控制及多环控制（Multi-loop control）以在开关电源中得到广泛应用。电荷控制（Charge control）、本

21、周期控制（One cycle control）、DSP控制等技术的开发和专用控制芯片的研制使开关电源动态性能有很大的提高，电路也大幅简化。第40页/共67页开关电源方面的技术革新高频磁元件高频磁元件平面磁心及平面变压器技术：磁心、绕组都是平面结构。绕组采用铜箔或印制板，省去了绕组骨架，有利于散热，漏感LLK小，集肤效应损耗小。国内外较大的软磁铁氧体供应商已推出相应的平面磁心，如PHILIP推出的E64/10/50、E64/10/50和PLT64。在3KW的电源应用中，变压器体积是应用双E65磁材的20%，漏感LLK为原来的1/3，铜损降至最小。集成磁元件：将多个磁元件（如变压器和倍流整流的电感

22、）集成在一个磁心上，成为集成TL磁元件，可以减小电源体积，降低损耗。第41页/共67页开关电源与相控电源的比较工作原理比较工作原理比较 相控电源是指采用晶闸管作为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，然后采用晶闸管进行整流。并通过移相控制以保持输出电压的稳定。高频开关电源先将输入的工频交流电经整流滤波后得到直流电压，再通过功率变换器变换成高频脉冲电压，经高频变压器和整流滤波电路最后转换为稳定的直流输出电压。因其采用脉冲宽度调制（PWM）电路来控制大功率开关器件（功率晶体管、MOS管、IGBT等）的导通和截止时间，故可以得到很高的稳压和稳流精度及很短的动态响应时间。高频开关电

23、源内部还应用了软开关技术和无源功率因数校正（PFC）技术，所以开机浪涌基本消除，功率因数大幅提高，是晶闸管、磁饱和类直流电源系统的更新换代产品。第42页/共67页开关电源与相控电源的比较 技术性能比较第43页/共67页开关电源与相控电源的比较 供电可靠性比较供电可靠性比较 1 1）晶闸管相控电源响应速度慢，反应时间为几十）晶闸管相控电源响应速度慢，反应时间为几十msms，输入电压突变时在输出端，输入电压突变时在输出端会产生冲击，容易烧坏二次设备。高频开关电源直流系统采用无级调压方式，会产生冲击，容易烧坏二次设备。高频开关电源直流系统采用无级调压方式，响应速度快，输入电压突变时，模块在响应速度快

24、，输入电压突变时，模块在200s200s内调整完成，过冲小于内调整完成，过冲小于5 5。2 2）晶闸管相控充电装置发生故障时，必须将整台充电装置退出运行，然后进行）晶闸管相控充电装置发生故障时，必须将整台充电装置退出运行，然后进行维护和检修，降低了系统的可靠性。高频开关电源直流系统由于采用模块化结维护和检修，降低了系统的可靠性。高频开关电源直流系统由于采用模块化结构和构和N N1 1备份方式，使系统的可靠性得到大大提高，并为系统扩容提供了极备份方式，使系统的可靠性得到大大提高，并为系统扩容提供了极大方便。当运行的电源系统中某一整流模块出现故障时，该模块自动退出，其大方便。当运行的电源系统中某一

25、整流模块出现故障时，该模块自动退出，其它模块继续均衡工作，对系统供电不产生影响，且模块可以带电插拔。当用户它模块继续均衡工作，对系统供电不产生影响，且模块可以带电插拔。当用户需要扩展电源系统容量时，只需增加整流模块即可以实现。需要扩展电源系统容量时，只需增加整流模块即可以实现。第44页/共67页开关电源与相控电源的比较3 3）高频开关电源直流系统能够满足更多变化的系统运行方式，彻底解决了人们）高频开关电源直流系统能够满足更多变化的系统运行方式，彻底解决了人们长期以来对直流系统的种种顾虑。长期以来对直流系统的种种顾虑。4 4）对蓄电池寿命影响的比较）对蓄电池寿命影响的比较 发发电电厂厂和和变变电

26、电站站的的直直流流系系统统目目前前主主要要使使用用的的是是镍镍镉镉蓄蓄电电池池或或免免维维护护铅铅酸酸蓄蓄电电池池，这这2 2种种蓄蓄电电池池对对充充电电设设备备的的要要求求较较高高。高高频频开开关关电电源源直直流流系系统统对对蓄蓄电电池池寿寿命命的的影影响响比比晶晶闸闸管管直直流流电电源源系系统统要要小小，这这是是因因为为晶晶闸闸管管直直流流电电源源系系统统输输出出纹纹波波大大，输输出出电电压压含含有有的的交交流流成成分分较较大大，影影响响了了蓄蓄电电池池的的使使用用寿寿命命，而而高高频频开开关关电源由于输出纹波小、输出稳定，再加智能化管理能延长电池的使用寿命。电源由于输出纹波小、输出稳定，

27、再加智能化管理能延长电池的使用寿命。第45页/共67页高频开关电源模块并联均流技术 高频开关电源一般采用模块化设计，易于实现N+1冗余，提高系统可靠性；易于扩容；散热好；瞬态响应好；可在线更换失效模块。下表是几种常用电源模块均流方式的比较。第46页/共67页高频开关电源模块并联均流技术 最大电流法和平均电流法在国内外的各个电源生产厂家得到广泛应用。第47页/共67页高频开关电源模块的散热方式 开关电源在进行功率变换的过程中，会产生一定的功率损耗，功率损耗通常以热能的形式散发到模块内部，使模块温度上升。过高的温度会引起性能和可靠性降低，使设备不能正常工作或失效。选择适当的散热方式，有效降低温升，

28、是确保开关电源性能和可靠性的关键。目前电力系统中的高频开关电源模块有风冷和自然冷却两种方式。许多用户十分关心风机噪声和风机寿命问题，在此我们对两种散热方式的优缺点进行比较。第48页/共67页高频开关电源模块的散热方式 噪音及寿命噪音及寿命噪音 寿命自然冷却风冷无风机噪声，有高频变压器、高频电抗器的噪声不存在风机寿命问题有风机噪音和高频变压器、高频电抗器的噪音，通过选用低噪声风机，可将220V/5A模块、220V/10A模块的噪声抑制在40dB以下。通过选用长寿命风机，并降额使用，可使风机的实际使用寿命达到10万小时以上，因此风机寿命不会对系统可靠性造成影响。第49页/共67页高频开关电源模块的

29、散热方式 防尘问题风机吸入 空气流动引入 静电吸附自然冷却隔离风冷电源外壳的上部和两侧开有通风口，自然空气流动引起的尘埃吸附在印制板及元器件上空气中的尘埃通过散热孔静电吸附在电路板及元器件上散热风道与内部电路完全隔离，发热元件贴在散热器表面，热量沿散热风道排出，不经过印制板或元件空气流动不经过印制板或元器件除散热风道与外界空气接触外，电源模块内部印制板及元器件与外界隔离第50页/共67页高频开关电源模块的散热方式 环境适应性环境适应性自然冷却隔离风冷要求环境通风透气性良好，但充电柜柜体通风透气性较差，模块内的热能得不到较好的对流散热，易引起模块的温度上升，影响系统寿命。对于要求直流屏体前面加玻

30、璃门的现场，柜体的透气性更差。风冷是利用风机进行强制散热，强迫模块内的空气与模块外的空气进行对流，因此对工作环境无特殊的要求。第51页/共67页电力直流系统 用于变电站和发电厂的直流电源系统，作为断路器合闸电源、继电器保护装置电源和操作电源，要求其可靠性高，性能稳定。随着科学技术的飞速发展，对供电质量的要求越来越高，为保证电网的安全、可靠、经济运行，实现电力系统的自动化，对直流电源系统提出了更高的要求。电力直流系统一般由充电屏、馈电屏、电池屏组成。充电屏一般包括高频开关电源模块和监控单元。通过监控单元可以实现电源的智能化管理，完成对蓄电池的智能化管理，延长电池寿命，并可与远端后台机通信，实现无

31、人职守。另外系统还可根据需要配置接地寻检装置以及蓄电池测试装置，提高系统运行安全性和可靠性。第52页/共67页电力直流系统 电力直流系统基本原理第53页/共67页电力直流系统维护 高频开关电源系统对环境温度要求不高，在5 54040都能正常工作，但要求室内清洁、少尘，否则，灰尘加上潮湿会引起主机工作紊乱。蓄电池则对温度要求较高，标准使用温度为2525，建议温度范围15153030。若温度太低，会使蓄电池容量下降，温度每下降11，其容量下降1 1；蓄电池放电容量会随温度升高而增加，但寿命降低，如果在高温下长期使用，温度每增高1010，电池寿命约降低一半。高频开关电源系统中设置的参数必须控制在规定

32、指标内，在使用中不能随意改变。第54页/共67页电力直流系统维护 直直流流电电源源系系统统在在使使用用中中要要避避免免随随意意增增加加大大功功率率的的额额外外设设备备（负负载载），也也不不允允许许在在满满负负载载状状态态下下长长期期运运行行。因因为为，工工作作性性质质决决定定了了直直流流操操作作电电源源系系统统几几乎乎是是在在不不间间断断状状态态下下运运行行的的，增增加加大大功功率率负负载载或或在在基基本本满满载载状状态态下下工工作作，都都会会造造成成整整流流模模块出故障，严重时将损坏变换器。块出故障，严重时将损坏变换器。由由于于蓄蓄电电池池组组输输出出电电流流很很大大，存存在在电电击击危危险

33、险，因因此此装装卸卸、改改接接导导电电连连接接条条（线线）、输输出出线线时时应应特特别别注注意意安安全全，使使用用的的工工具应采取绝缘措施，以保证人身和设备安全。具应采取绝缘措施，以保证人身和设备安全。第55页/共67页电力直流系统维护 不论是在浮充工作状态还是在放电检修测试状态，都要保证电压、电流符合规定要求。电压或电流过高可能会造成电池的热失控或失水，电压或电流过小会造成电池亏电，这都会影响电池的使用寿命，尤其是前者的影响更大。在任何情况下都应防止电池短路或深度放电，因为电池的循环寿命和放电深度有关。放电深度越深循环寿命越短。在容量试验或放电检修中，通常放电达到容量的30305050就可以

34、了。第56页/共67页电力直流系统维护 蓄蓄电电池池应应避避免免大大电电流流充充放放电电，否否则则会会造造成成电电池池极极板板膨膨胀胀变变形形，使使得得极极板板活活性性物物质质脱脱落落，电电池池内内阻阻增增大大并并且且温温度度升升高高，严严重重时将造成容量下降，寿命提前终止。时将造成容量下降，寿命提前终止。阀阀控控式式密密封封蓄蓄电电池池是是贫贫液液式式电电池池，无无法法进进行行电电解解液液比比重重测测量量，所所以以如如何何判判定定它它的的好好坏坏，目目前前最最可可靠靠的的方方法法还还是是放放电电法法，也也可可以以用用电电导导仪仪测测电电池池的的内内阻阻来来判判定定阀阀控控式式密密封封蓄蓄电电

35、池池的的好好坏坏，但准确性较差。但准确性较差。第57页/共67页电力直流系统维护 高高频频开开关关电电源源在在正正常常使使用用情情况况下下，主主机机的的维维护护工工作作量量很很少少，主主要要是是防防尘尘和和定定期期除除尘尘。特特别别是是气气候候干干燥燥的的地地区区，空空气气中中的的灰灰粒粒较较多多，灰灰尘尘将将在在机机内内（主主要要在在整整流流模模块块内内）沉沉积积，当当遇遇空空气气潮潮湿湿时时会会引引起起主主机机控控制制紊紊乱乱造造成成主主机机工工作作失失常常，并并发发生生不不准准确确告告警警，另另外外大大量量灰灰尘尘也也会会造造成成器器件件散散热热不不好好。一一般般每每年年应应彻彻底底清清

36、洁洁一一次次，同同时时在在除除尘尘时时检检查查各各连连接接件件和和插插接接件件有有无松动和接触不良的情况。无松动和接触不良的情况。定定期期核核实实智智能能高高频频开开关关电电源源系系统统的的参参数数有有无无变变化化，防防止人为或无意中改变所设置的参数。止人为或无意中改变所设置的参数。第58页/共67页电力直流系统维护 每每半半年年应应对对智智能能高高频频开开关关电电源源系系统统的的运运行行方方式式进进行行实实验验检检查查，以以防防止止均均充充状状态态与与浮浮充充状状态态不不能能及及时时转转换换而而造造成成对对蓄蓄电电池池的的损坏。损坏。检检查查主主机机设设备备是是否否正正常常，保保证证直直流流

37、母母线线经经常常保保持持合合格格的的电压和电池的放电容量；电压和电池的放电容量；对对主主机机出出现现击击穿穿、熔熔断断保保险险或或烧烧毁毁器器件件的的故故障障，一一定定要要查查明明原原因因并并排排除除故故障障后后才才能能重重新新启启动动，否否则则会会造造成成更更严严重重的的故障。故障。第59页/共67页电力直流系统维护免维护蓄电池免维护蓄电池 因整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。蓄电因整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。蓄电池除有存储直流电能的功能外，其等效电容量的大小与蓄电池容量大小成正池除有存储直流电能的功能外，其等效电容量的大小与蓄电池容量大

38、小成正比。因此，维护检修蓄电池的工作是非常重要的，虽说蓄电池组目前都采用比。因此，维护检修蓄电池的工作是非常重要的，虽说蓄电池组目前都采用了免维护电池，但这只是免除了以往的测比重、配制电解液、添加蒸馏水的了免维护电池，但这只是免除了以往的测比重、配制电解液、添加蒸馏水的工作。工作。电源系统维护工作的重点还在蓄电池部分。电源系统维护工作的重点还在蓄电池部分。蓄蓄电电池池工工作作在在浮浮充充状状态态，至至少少每每年年进进行行一一次次放放电电。放放电电前前应应先先对对电电池池组组进进行行均均衡衡充充电电，以以达达到到整整组组蓄蓄电电池池性性能能的的均均衡衡。放放电电过过程程中中如如有有一一只只达达到

39、到放放电终止电压时，应停止放电，继续放电须先排除落后电池后再放。电终止电压时，应停止放电，继续放电须先排除落后电池后再放。核核对对性性放放电电不不是是追追求求放放出出容容量量的的多多少少，而而是是发发现现和和处处理理落落后后电电池池，通通过过对对落落后后电电池池的的处处理理再再作作核核对对性性放放电电实实验验，这这样样可可防防止止事事故故和和出出现现反反极极性性蓄蓄电池。电池。日日常常维维护护中中也也可可在在一一组组电电池池中中选选用用8 8 8 810101010只只蓄蓄电电池池作作为为标标示示电电池池，对对其进行定期测量并做好记录，作为了解整组蓄电池工作情况的参考依据。其进行定期测量并做好

40、记录，作为了解整组蓄电池工作情况的参考依据。第60页/共67页电力专用逆变电源及UPSUPS 概述概述 电站、发电厂中的重要交流设备，如后台机、RTURTU变送器、通 讯 设 备、事 故 照 明 等，以 往 一 般 采 用 不 间 断 电 源（UPSUPS）供电，以备市电不稳和断电；但普通UPSUPS设备存在价格贵、维护量大、故障率高等不足。因此，近年来电力专用UPSUPS和逆变器应运而生，其优势在于：电力专用UPSUPS和逆变器可与变电站、发电厂中的直流操作电源系统配套使用，直接利用直流操作电源系统中的长寿命、大容量蓄电池，比常规UPSUPS供电方案节约投资费用，减少系统维护，降低运行成本。

41、第61页/共67页电力专用逆变电源及UPSUPS 电力电力UPSUPS原理框图原理框图 交流输入输入隔离整流逆变器防反直流输入旁路输入交流输出静态开关输出隔离工作原理是旁路转换电路一直监视交流市电的电压和波形，一旦断电，将迅速切换至逆变器输出，切换时间均在几个毫秒之内。同样，若逆变器、直流屏故障或检修时，也将自动由交流市电供电，也即只要直流屏和交流市电有一路存在，交流输出将得到保证。第62页/共67页电力专用逆变电源及UPSUPS 逆变电路工作原理逆变电路工作原理 低通滤波器直流输入控制电路隔离驱动逆变电源输出电压反馈交流输出OwtUd-UdOwt第63页/共67页电力专用逆变电源及UPSUP

42、S SPWMSPWM调制原理调制原理 单极性SPWM控制方式波形双极性SPWM控制方式波形 通过三角波和正弦波比较，调制SPWM波控制功率开关管的通断，将直流输入变换为一系列等幅不等宽的脉冲电压，经低频滤波后输出为工频交流电压。第64页/共67页电力专用逆变电源及UPSUPS v电力专用 UPS 及逆变器的特点：它归属与UPSUPS范畴，因此其工作原理、输出特性与常规UPSUPS完全相同；常规UPS工作所配电池组是单独使用的，考虑与其他电池组的并联使用，所以对于常规UPS而言直流输入端的反灌杂音较大，直接与直流操作电源用时，会在直流母线上产生较大的电池干扰，影响系统的正常运行，而电力用UPS和逆变器的直流一般装有反灌杂音抑制器，对支流母线影响很小电力用UPS和逆变器直流输入端装有直流防反隔离二极管，而常规UPS没有，其内部故障时可能会危及直流系统的可靠运行直流操作电源系统的直流母线对地有绝缘要求，因此要求UPS和逆变器的交直流输入相互隔离，常用UPS的交直流输入是不隔离的，而电力UPS交流输入端装有隔离变压器，满足设计要求。第65页/共67页完完2006.32006.3 第66页/共67页67感谢您的观看！第67页/共67页