逆变电源装置技术改造（精选10篇）
逆变电源装置技术改造 篇1
摘要：煤矿供电系统, 通过分析备用电源自动投入装置装设原则、接线要求、接线方式、备用电源自投逻辑、软件工作原理等, 可提高煤矿供电可靠性, 保证煤矿安全。
关键词：自投装置,技术分析,工作原理
黑龙江省地方煤矿数量多, 战线长, 面比较广, 规模较小, 状况较差。近三年多数矿井处于停产状态。大部分矿井在矿井变电所、矿井变电所内备用变压器或有互为备用的母线段, 没有投用备用电自动投入装置, 特别是高瓦斯矿井恢复送电需要较长时间, 极易造成瓦斯超限, 引起事故发生。
1备用电源自动投入装置
备用电源自动投入装置, 顾名思义:当主供电源发生故障 (电压失去或降低到设定值) 时, 将备用电源在设定的时间内启动或投入, 以保证重要设备 (用户) 电源的供给的自动化设备。
2备用电源自投逻辑
分段 (或桥) 断路器和进线 (或双圈/三圈变压器) 两种电气元件的备用电源自投功能, 包括四种备自投方式。方式1和2:对应1#和2#进线 (或变压器) 互为明备用的两种动作方式。方式3和4:对应通过分段 (或桥) 断路器实现Ⅱ母和Ⅰ母互为暗备用的两种动作方式。
备用电源自投时间:0~30S;电压定值误差:<±2.5%或±0.10 V
时间误差:时间定值×1%+35ms
3备用电自动投入装置 (BZT) 软件工作原理
如图1, 装置引入两段母线电压 (Uab1、Ubc1、Uca1、Uab2、Ubc2、U-ca2) , 用于有压、无压判别。引入两段进线电压 (Ux1、Ux2) 作为自投准备及动作的辅助判据, 可经控制选择是否使用。每个进线开关各引入一相电流 (I1、I2) , 是为了防止PT三相断线后造成备自投装置误动, 也是为了更好地确认进线开关已跳开。
装置引入电源1、电源2和分段开关的位置接点 (TWJ) , 用于系统运行方式判别, 自投准备及自投动作。若需要检测联跳开关是否跳开, 则应将Ⅰ母需要联跳的开关位置接点 (TWJ) 串联引入1DLF, 将Ⅱ母需要联跳的开关位置接点 (TWJ) 串联引入2DLF。
引入了电源1、电源2和分段开关的合后位置信号 (从开关操作回路引来) , 作为各种运行情况下自投的手跳闭锁。如果是电源进线, 直接引1DL、2DL的合后接点KKJ即可;如果是主变电源, 将1DL和1HDL (1#变高开关) 的KKJ串联引入, 2DL和2HDL (2#变高开关) 的KKJ串联引入。分段开关的TWJ和KKJ可以从装置自身操作回路引入, 也可以通过辅助参数整定从外部引入。
另外还分别引入了闭锁方式1自投, 闭锁方式2自投, 闭锁方式3自投、闭锁方式4自投和自投总闭锁5个闭锁输入。
装置输出接点有跳电源1、电源2各两付同时动作的接点。用于跳开1DL (或Ⅰ母需要联跳的开关) 、2DL (或Ⅱ母需要联跳的开关) 。输出合电源1、电源2各两付独立动作的接点, 用于1DL、1HDL和2DL、2HDL分时合闸。输出跳、合3DL的动作接点, 可接装置自身操作回路, 也可以用外部的操作回路。输出三轮过负荷减载各两付接点。还有三付备用出口接点, 可以整定输出。
信号输出分别为:装置闭锁 (可监视直流失电, 常闭接点) , 装置报警, 保护跳闸, 保护合闸各一付接点。
4线路/变压器备投-方式1
1#进线/变压器运行, 2#进线/变压器备用, 即1DL、3DL在合位, 2DL在分位。当1#进线/变压器电源因故障或其他原因被断开后, 2#进线/变压器备用电源应能自动投入, 且只允许动作一次。为了满足这个要求, 设计了类似于线路自动重合闸的充电过程, 只有在充电完成后才允许自投。
4.1充电条件:Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压, 当2#线路电压检查控制投入时, 2#线路有压 (Ux2) ;4.1.2 1DL、3DL在合位, 2DL在分位。
经备自投充电时间后充电完成。备自投充电时间可在“装置整定-辅助参数”菜单中整定。
4.2放电条件:4.2.1当2#线路电压检查控制字投入时, 2#线路不满足有压条件 (Ux2) , 经15S延时放电。其门槛是:当线路额定电压二次值为:100V时为Uyy;当线路额定电压二次值为57.7V时为Uyy*0.577;4.2.2 2DL合上经短延时;4.2.3本装置没有跳闸出口时, 手跳1DL或3DL (即KKJ1或KKJ3变为0) (本条件可由用户退出, 即“手跳不闭锁备自投”控制字整为1) ;4.2.4引至‘闭锁方式1自投’和‘自投总闭锁’开入的外部闭锁信号;4.2.5 1DL, 2DL, 3DL的TWJ异常;4.2.6 1DL、1DLF、2DLF开关拒跳;4.2.7整定控制字或软压板不允许2#进线/变压器自投。
4.3动作过程:当充电完成后, Ⅰ母、Ⅱ母均无压 (三线电压均小于无压起动定值) , Ux2有压 (JXY2投入时) , I1无流起动, 经延时Tt1, 两对电源1跳闸接点动作跳开电源1开关 (1DL) 、Ⅰ母需要联切的开关, 电源2跳闸接点动作跳开Ⅱ母需要联切的开关 (JLT2投入时) 。确认1DL跳开、1DLF跳开 (JLT1投入时) 和2DLF跳开 (JLT2投入时) 后, 且Ⅰ母、Ⅱ母均无压 (三线电压均小于无压合闸定值) 或满足同期条件2 (检同期2投入时) , 分别经Th1、Th2延时合电源2的两对合闸接点。
若“加速备自投12”控制字投入, 当备自投起动后, 若1DL主动跳开 (TWJ1为1) , 则不经延时空跳1DL和需要联切的开关, 其后逻辑同上。
同期条件2:线路电压Ux2有压, Ⅱ母Uab2大于无压合闸定值Uwy, 且两者的相角差小于合闸同期角整定值DGhz。
(线路/变压器备投-方式2、方式4———Ⅱ母失压、方式4———Ⅱ母失压略)
结束语
备用电源自动投入装置装设在一定程度上, 保证了煤矿供电安全。但煤矿井下6KV供电系统受电网波动影响较大, 原因是煤矿井下高压开关大部分不具备欠电压保护延时跳闸功能, 供配电系统内由于短路、电网电压瞬间波动, 或由于上级变电所备用电源自动投入装置动作, 短时间系统失压, 可使开关欠压释放保护动作, 造成井下大面积停电。可以通过对高压开关进行改造, 增加欠电压延时脱扣保护装置, 使井下供电系统抵御灾变、事故的能力, 防止开关误动作, 提高煤矿供电系统的连续性和可靠性。
参考文献
[1]电子技术.
[2]电工基础.
[3]RCS-9000系列C型保护测控装置——备用电源自投部分技术和使用说明书.
逆变电源装置技术改造 篇2
关键词：快切装置单母分段接线起动方式实际应用
中图分类号：TM3文献标识码：A文章编号：1007-3973(2011)005-019-03
1.引言
在发电厂中，厂用电系统的可靠性对整个机组乃至整个电厂运行安全稳定运行有着相当重要的影响，所以厂用电切换是整个厂用电系统的一个重要环节。为了使厂用电源能快速准确的进行切换，提高供电可靠性，大多数电厂采用了快速切换装置。但是目前广泛使用的快切装置只能实现同一段母线的工作电源和备用电源之间的切换，当一次系统的运行方式发生改变，此种装置就不再适用。结合实际运行需要，我厂引入了一种新型的电源快速切换装置，实现了单母分段接线方式下电源开关的快速切换。
2.电源的接线方式及电源快速切换装置的引入
广州珠江电厂6KV公用系统的接线见图1，6KV公用IA，IB段和6KV公用IIA，IIB段分别作为四台机组6KV厂用段的备用电源，为了减小公用系统故障对运行机组的影响，不采用厂用段给公用段作为备用电源的方式，公用I段和公用II段只能通过联络开关互為备用。正常运行时，600Ia和600Ib处于合闸状态，因此可以将该系统看作是单母分段的接线方式，母联开关600IIa和600IIb分别作为两段母线的备用电源开关。我厂公用系统所带的负荷为脱硫系统，输煤系统，化水系统等重要负荷，主要是由电动机组成，为避免传统的备自投装置切换时产生的对电动机冲击过大或停电时间过长等问题，所以决定采用电源快速切换装置来实现我厂公用系统电源的切换。
从满足现场运行需要出发，我厂采用了MFC5103A型电源快速切换装置(以下简称快切装置)。该装置适用于单母分段方式的电源切换，在切换过程中，装置实时跟踪开关两侧电源的电压、频率和相位，并提供多种可靠的起动方式和切换实现方式，能够保证快速安全的投入备用电源，同时不会对电动机造成大的冲击。该装置采用最新型硬件平台，高精度采样芯片，保证了数据的实时性以及切换的快速性。在硬件和软件上均设计了专门的抗干扰措施，以及完善的自检、闭锁逻辑，其抗干扰性能有充分的保证。
3.快切装置主要功能及原理
3.1快切装置起动方式
3.1.1手动起动
手动起动方式用于进线检修或故障后进线恢复时使用，由人工通过开入量起动装置的切换功能。手动起动可以实现母联开关和进线电源开关之间的正反向切换。
3.1.2保护起动
将电源侧设备的快速主保护接点引入到快切装置中，系统正常运行时，当检测到电源侧主保护动作，装置立即起动切换，断开故障线路，投入备用电源。
3.1.3误跳起动
当系统正常运行时，若本处于合位的开关跳开且进线无流，则装置起动切换，合上另一侧电源以保证母线供电。
3.1.4失压起动
当检测到母线三相电压均低于失压起动整定值且进线无流，经整定延时装置起动切换功能。
3.1.5无流起动
当装置检测到进线电流从有流到无流，且母线频率小于无流起动频率定值时，装置经整定延时起动切换功能。
3.1.6逆功率起动
当无进线快速保护接点起动装置切换时，用此起动判据可实现故障情况下的快速切换。
在实际应用中可根据实际需要对该装置的起动方式进行取舍，我厂只选用了手动起动，保护起动，失压起动和误跳起动方式，其起动方式及各运行状态间的转换见图2。
3.2快切装置切换方式
(如图2所示，以从IDL切换到3DL为例)
3.2.1并联切换
手动起动后。装置先合上3DL开关，进线1、进线2两个电源短时并列，再跳开1DL。并联切换只能以手动起动方式触发。
3.2.2串联切换
装置起动后，先跳开1DL开关，在确认1DL跳开后。再合上3DL开关。串联切换多用于事故情况下自动切换。
3.2.3同时切换
装置起动后，先发出跳1DL开关命令，然后经同时切换合闸延时，发出合3DL的命令。若最终IDL拒跳，则装置会去跳开3DL开关，以避免两个电源长时间并列。同时切换可用于正常切换和事故切换。
3.3快切装置实现方式及原理
3.3.1快速切换
快速切换是最理想的一种合闸方式，是速度最快的合闸方式，能保证母线的电压降落、电动机转速下降都很小，电动机的自起动电流也不大。实现快速切换条件为：母线和待并侧电源频差和相差在正定范围内。
3.3.2同期捕捉切换
当快速切换不成功时，同期捕捉切换是一种最佳的后备切换方式。同期捕捉切换的原理是实时跟踪母线电压和待并电压的频差和角差变化，以第一次同相点作为合闸目标点。一般同期捕捉切换时母线电压为65％－750额定电压，电动机转速不至下降很大，通常仍能顺利自起动，另外，由于两电压同相，待并电源合上时冲击电流较小，不会对设备及系统造成危害。
3.3.3残压切换
当母线电压衰减到20％－40％实现的切换称为残压切换。残压切换虽能保证电动机安全，但由于停电时间过长，电动机自起动成功与否、自起动时间等会受到较大限制。残压切换的实现条件为：母线电压小于“残压切换”幅值。
3.3.4长延时切换
当备用侧容量不足以承担全部负载，甚至不足以承担通过残压切换过去的负载的自起动，只能考虑长延时切换。断开相对不重要的负载，保住重要负载。长延时切换的实现条件为：装置起动后延时大于“长延时整定值”。
4.快切装置在珠江电厂的应用
4.1配置方案
接入快切装置的电气模拟量有：6KV公用IA段母线电压及工作电源进线电压U1ma，U1mb，U1mc和U1ac：6KV公用IIA段母线电压及工作电源进线电压U2ma，U2mb，U2mc和U2ac 6KV公用IA段工作电源进线电流Ila，Ilb，Ilc；6KV公用IIA段母线工作电源进线电流12a，12b，12c。
接入装置的电气开关量有：605a，606a，600IIa开关位置状态；05T，06T保护启动及闭锁信号；I期DCS系统和II期DCS系统手动起动及复归信号。
装置输出的电气开关量有：605a，606a，600IIa开关合闸分闸指令；至I期DCS系统和II期DCS系统的报警信号。
4.2监视及操作方式
如图3所示：I期公用系统的设备由I期控制室运行人员监控及操作，II期公用系统的设备由II期控制室运行人员监控及操作，所以在两个控制室操作员站分别制作监视及操作画面，以I期A段为例，在操作盘上增加两个操作按钮：启动
A段快切，复归A段快切；增加三个报警光字牌：A段切换成功，A段切换失败，A段切换闭锁。“启动A段快切”接入A套快切装置的“手动切换1”开入，即启动605a和600IIa之间的切换。“复归A段快切”接入A套快切装置的“复归”开入。对快切装置的信号进行复归。另外将605a的“BK按钮”的输出接入A套快切装置的“闭锁切换”开入，可以在605a未满足投运要求时通过退出605a的“BK按钮”的方式在远方闭锁装置的切换功能。II期A段的监视及操作畫面与此类似，其对应的开关为606a和6001Ia。这样就实现了在两个控制室对A段公用系统设备状态监视及操作控制。
4.3切换实例
我厂6KV系统的电源开关均为快速开关，其分闸和合闸时间为(40-50)毫秒，这为实现快速切换提供了必要的条件。当采用并联方式切换时，母线不会出现断电的情况，母线电压与待并电压同频率同相位，则切换实现方式为快速切换。当采用串联切换方式时，断电时间至少为电源开关的合闸回路固有时间，经实际检测我厂6KV系统电源开关的合闸回路固有时间为(60-70)毫秒，在合闸回路固有时间内平均频差小于1Hz，相角差约为(20-30)度之间，“快速切换频差定值”整定为1Hz，“快速切换相差定值”整定为30度，相差和频差均在整定值范围内，所以选择快速切换。只有当快速切换不成功时，同期捕捉切换才作为一种最佳的后备切换方式，根据实时母线电压和待并电压的频差和角差变化，以同相点作为合闸目标点来进行切换。残压切换则是当母线电压衰减到20％－40％时实现的切换方式。所以在我厂实际应用中，手动并联切换，保护起动串联切换和开关变位起动串联切换的实现方式都是快速切换。多次传动实验也验证了块切装置的各种起动方式，切换方式和实现方式的可靠性，灵敏性。表1和表2列举的是我厂快切装置带负荷切换时的数据。
从以上表格中的数据可以看出，在手动并联切换时频差和相差基本为零，母线电压没有变化，在保护起动串联切换时，频差和相差都小于整定值，母线电压降低很少，所以两种切换的实现方式都为快速切换，其切换结果也都满足要求，能保证我厂公用系统的安全稳定运行。
5.结束语
微机型电源快速切换技术的发展和应用保证了厂用电系统电源切换的安全性，可靠性，稳定性。根据不同的工程应用情况，可以选择相应的电源快速切换装置。文中介绍的适用于单母分段接线方式的电源快速切换装置，经过试验和一段时间现场运行验证，表明其完全符合实际运行的要求。
参考文献：
[1]李瑞生，王义平，熊章学等，厂用电快速切换应用与研究[J]，继电器，2005，10.
逆变电源装置技术改造 篇3
关键词：工作电源,备用电源,自动投入装置,联锁
1 概述
热力控制均进入计算机时代, 但对于备用电源自动投入装置 (以下简称“BZT”) 还应用第一代电磁型原理的继电器来实现, 由电磁型继电器组成的“BZT”装置, 常因其中某个继电器线圈开路或接点接触不良等原因发生“BZT”装置拒动, 造成锅炉灭火、停机事故的发生, 为解决上述问题, 结合兄弟厂经验, 利用上海新华公司DCS系统对富二厂#2机组“BZT”装置进行改造。
2 BZT设计
针对“BZT”装置可靠性的考虑, 将“BZT”回路中设“BZT”端子板与“BZT”卡件板, 使输入、输出回路与逻辑回路分开, 防止外部电压烧损“BZT”卡件板而造成装置误动。在“BZT”卡件上板固定逻辑程序, 不利用计算机程序来实现, 防止程序出错或程序员误改动造成“BZT”装置工作不正常。在“BZT”卡件板上以最后一次收到信息为准, 此功能在计算机死机时“BZT”也能正常工作。
2.1 BZT投入条件
为简化操作员检查步骤, 在本设计中取消联锁操作把手及“BZT”指示灯, 由操作员观察“BZT”投、切信号, 即可知道“BZT”投入、断开状态及“BZT”回路是否良好, 见图1“BZT”投入条件。
2.1.1 操作员计算机画面上投入、断开“BZT”联锁软按钮。
2.1.2 3YJ有电证实, 表示备用电源高压侧有电压, “BZT”装置可以投入, 如备用电源高压侧无电压, “BZT”装置不可以投入。
2.1.3 32 (42) 开关启证实, 表示6KV母线由工作电源开关供电, 可以投“BZT”, 如6KV母线不由工作电源开关供电, 不可以投“BZT”。
当上述第二、第三条件满足时, 操作员想投入“BZT”, 点“BZT”投入软按钮, “BZT”投入, 断开则点“断开”按钮。当“BZT”投入以后, “BZT”显示为投入, 如备用电源高压侧失电或工作电源启证实不好时, “BZT”由投入变为退出, 操作人应查找原因处理。在“BZT”的第三个条件32 (42) 开关启证实中加2秒保持, 作用是当分支差动保护动作时, 工作电源开关跳闸, “BZT”由投入变为退出, “BZT”将拒动, 达不到备用电源自动投入的目的;如将32 (42) 开关启证实中加2秒保持, 则实现“BZT”功能。
2.2 误操作。
当“BZT”投入时, 31开关因操作员误拉开或保护跳闸时, 计算机得到31开关停证实信号后, “BZT”启动, “BZT”卡件发出指令停32开关, 同时启动告警信号A分支“BZT”误操作动作, 计算机在得到32开关停证实信号以后, 发出合33开关 (备用电源开关) , 合33开关必须在分支过流保护不动作情况下, 如分支过流保护动作, 则6KV母线上有故障点, 此时应闭锁“BZT”, 禁止备用电源投入, 如不闭锁“BZT”, 则备用电源合到故障母线上, 备用电源保护会再次跳闸, “BZT”动作无意义。
2.3 低电压。
低电压启动“BZT”是当6KV母线上电压下降在厂用工作电源不能正常供电情况下, “BZT”装置将6KV母线上供电电源由工作切至备用。“BZT”装置低电压启动条件:除联锁投入外, 需1YJ、2YJ失电, 1YJ、2YJ失电闭接点接通, 表示母线PT二次反应母线电压下降到“BZT”启动值。PT投入表示只有在母线上PT投入时“BZT”才能投入, 如PT不投入, PT二次无电压, 当“BZT”投入时造成“BZT”误动, 低电压也应经分支过流闭锁原理同误操作是为防止母线上故障时合备用电源。
3 结论
逆变电源装置技术改造 篇4
关键词：光伏；提水灌溉；逆变器；直流升压；电流反馈
中图分类号： S277.9文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）09-0431-04
我国国土面积广阔，部分农业生产地区电网覆盖率不高，这严重影响了农业灌溉，给农业生产带来了沉重的负担[1]。光伏提水灌溉系统作为新能源在现代农业生产的应用，成为优化现代农业生产电气机械化设备的新动力，成功减轻了农业生产用电紧张地区提水灌溉困难的现状[2-3]。本研究介绍了一种基于优化设计的两级式逆变供电装置，适用于光伏提水灌溉系统。本研究中所述的电流反馈开关升压电路结构简单，电子元器件数量少，相比传统boost-VSI电路具有更高的升压能力，又不要求极端的占空比操作，同时，具备连续输入电流特性，使得它更加适合应用于新能源供电系统，以确保装置的使用寿命[4-6]。太阳能电池板产生的低电压经过电流反馈开关升压电路升压后送入逆变器，输出的交流电压、电流波形良好、稳定，系统电磁干扰（EMI）性低[7-9]，有效转化太阳能用于提水灌溉设备供电，大大提高农业生产效率[10]。
1传统boost-VSI电路
传统的boost-VSI电路的拓扑图如图1所示，前级DC-DC升压电路由开关管Gs控制开通关断，通过电感L储能泵升电压和电容C保持电压输出达到升高电压的作用，其升压比例为1 ∶（1-α）（α为占空比）。
传统升压转换器的最大增益在占空比（α）接近1时获得，这导致电路中的二极管将经受严重的反向恢复，从而增加了导通损耗，并产生电磁干扰（EMI）[11-12]。这些问题在高开关频率工作状态下尤为明显[13]。
传统boost-VSI电路的后级DC-AC逆变环节中IGBT上下桥臂不能同时导通，以避免瞬时短路损坏功率开关，因此在控制开关驱动中要加入死区，但是这样又会造成输出波形的干扰、失真[14-15]。
2电流反馈开关升压电路
基于上述传统boost-VSI电路存在的问题，本研究提出一种电流反馈开关升压电路，与后级逆变器相结合形成改进后的两级光伏逆变装置[16]。图2中RDC为泄放电阻，防止电容两端过电压。
2.1原理分析
在VSI结构中，任意上下桥臂都不允许同时导通，因为这样可能会对开关造成潜在威胁；因此，互补开关信号之间必须设置死区时间。而电流反馈开关升压逆变电路中逆变器上下桥臂2个开关同时导通是可以的，是一个有效的状态，这样可以更好地降低电磁干扰和波形失真。
如图3所示，Si表示后级逆变环节同一桥臂上下开关同时导通的状态，电容Co的初始电压等于Vg，并且开关信号启动之前电感电流最初值为零。当开关S、Si导通时，二极管Da和Db反向偏置，电源Vg和电容Co一起给电感器L充电；开关S、Si关断时，二极管Da和Db接通，电感给Co充电（图4），
输入电压为30 V、占空比为0.45时的升压效果见图7。考虑到非理想情况下，电压上升接近300 V，将（a）部分放大
得到（b），可以清楚看出电压波动控制在280.72～280.90 V，说明经过升压后直流电压输出稳定，有利于后级逆变的进行。
对该两级式逆变装置的输出电流进行THD分析，输出电流谐波少而稳定（图8）。如图9对装置进行变负载测试，输出交流电流依然稳定。
5试验测试
为了实际验证本研究所提出的两级式逆变装置的正确性，设计了1台3 kW的试验样机，并对其进行了试验测试。输入电流30 V，占空比0.45，逆变输出220 V交流电。当负载由400 Ω逐渐变化到80 Ω时，输出电流的变化情况如图10所示：波形显示随着负载变化电流变化波形稳定；再对装置进行负载突变试验，结果如图11所示：在0.04 s处负载由400 Ω突变到100 Ω，电压波形一直平稳，电流波形在0.04 s处经过极短时间的小突变后迅速恢复稳定，证明该装置抗干扰能力强，运行稳定。
6结语
基于光伏提水灌溉系统，本研究设计了一种两级式逆变供电装置，针对传统boost升压电路的不足，设计了一种电流反馈开关升压电路，提高了升压增益，同时解决了通用逆变器死区设置导致波形失真的问题。经过仿真和试验证实，本装置运行稳定，抗干扰能力强，为新能源技术应用于实际工程中提供了技术支持。
参考文献：
[1]吴红斌，蔡亮. 可再生能源分布式发电系统的经济调度[J]. 农业工程学报，2010，26（12）：287-292.
[2]Machiel M，Bert S. The impact of renewable energy on electricity prices in the Netherlands[J]. Renewable Energy，2013，57：94-100.
[3]石庆均，耿光超，江全元. 独立运行模式下的微网实时能量优化调度[J]. 中国电机工程学报，2012，32（16）：26-35.
[4]Li W H，He X N.Review of nonisolated high-step-up DC/DC converters in photovoltaic grid-connected applications[J]. IEEE Trans Ind Electron，2011，58（4）：1239-1250.
[5]Dwari S，Parsa L. An efficient high-step-up interleaved DC-DC converter with a common active clamp[J]. IEEE Trans Power Electron，2011，26（1）：66-78.
[6]Kadri R，Gaubert J P，Champenois G. An improved maximum power point tracking for photovoltaic grid-connected inverter based on voltage-oriented control[J]. IEEE Trans Ind Electron，2011，58（1）：66-75.
[7]Busquets-Monge S，Alepuz S，Bordonau J. A novel bidirectional multilevel Boost-Buck DC-DC converter[J]. IEEE Trans Power Electron，2011，26（8）：2172-2183.
[8]宋文祥，陈国呈，束满堂，等. 中点箝位式三电平逆变器空间矢量调制及其中点控制研究[J]. 中国电机工程学报，2006，26（5）：105-109.
[9]Mishra S，Adda R，Joshi A. Inverse Watkins-Johnson topologybased inverter[J]. IEEE Trans Power Electron，2012，27（3）：1066-1070.
[10]井天军，杨明皓. 农村户用风/光/水互补发电与供电系统的可行性[J]. 农业工程学报，2008，24（8）：178-181.
[11]张博，朴在林，李鹏. 农村配电网中多谐波源谐波叠加算法的研究[J]. 农业工程学报，2008，24（6）：200-202.
[12]Kakigano H，Miura Y，Ise T. Low-voltage bipolar-type DC microgrid for super high quality distribution[J]. IEEE Trans Power Electron，2010，25（12）：3066-3075.
[13]Upadhyay S，Mishra S，Joshi A. A wide bandwidth electronic load[J]. IEEE Trans Ind Electron，2012，59（2）：733-739.
[14]Blaabjerg F，Chen Z，Kjaer S B. Power electronics as efficient interface in dispersed power generation systems[J]. IEEE Trans Power Electron，2004，19（5）：1184-1194.
[15]Lopez-Lapena O，Penella M，Gasulla M. A closed-loop maximum power point tracker for subwatt photovoltaic panels[J]. IEEE Trans Ind Electron，2012，59（3）：1588-1596.
[16]Adda R，Mishra S，Joshi A. Analysis and PWM control of switched boost inverter[J]. IEEE Trans Ind Electron，2013，60（12）：5593-5602.
[17]Rodriguez J，Kazmierkowski M P，Espinoza J R，et al.State of the art of finite control set model predictive control in power electronics[J]. IEEE Trans Ind Informat，2012，59（2）：1003-1016.
[18]Blanes J，Toledo F，Montero S，et al.In-site real-time photovoltaic I-V curves and maximum power point estimator[J]. IEEE Trans Power Electron，2013，28（3）：1234-1240.
逆变电源装置技术改造 篇5
1304B变电所6kV母联备自投的功能及要求
304B变电所6 kV系统主电路如图1所示。
对自动投切装置总的要求是, 反应迅速, 动作正确, 工作可靠, 保证工厂供电的连续性。具体功能及要求如下。
(1) 当6 kV 1#电源进线失压或电压波动时, 1#电源进线跳闸后, 6 kV母联开关自动合闸, 由2#电源给整个变电所供电。
(2) 当2#电源进线失压或电压波动至很低时, 2#电源进线跳闸后, 6 kV母联开关自动合闸, 由1#电源给整个变电所供电。
(3) 两条电源进线同时发生低电压时, 自动装置闭锁不动作。
(4) 两条电源进线因母线段或负荷侧短路, 被继电保护装置断开时, 母联开关不能再投入, 以防扩大事故范围。
(5) 电压互感器或电压继电器一相熔断器熔断或者备用电源无电时, 母联备自投装置不动作。
(6) 对电源进线手动操作停电时, 母联备自投装置不动作。
2S7-200简介
S7-200具有紧凑的设计, 良好的扩展性, 低廉的价格, 可以满足多种多样的自动化控制需要。我们选用的PLC的型号为CPU224, CPU224模块有数字量14I/10O点, 可连接7个扩展模块, 具有13K字节程序和数据存储空间, 30 kHz的高速计数器6个, 还具有PID控制功能, 1个RS485通信编程端口, 具有PPI点点通信协议多点端口 (MPI) 通信协议和自由方式通信能力。输出类型为继电器-干触点, 电压允许范围5～250 VAC, 可直接带220 V的负载, 继电器开关延时最大为10 ms, 机械寿命 (无负载) 为10 000 000 (次) 开关, 大大提高了使用寿命。根据原供电系统状况和上述控制要求, 改造时电源进线和母联的继电保护保持不变, 仅将母联自动投入改由PLC控制。将电源电压的高低或有无, 断路器的分合状态和继电保护动作信号等输入PLC, 经内部逻辑处理后输出开关量去控制相应断路器的分合闸。综合分析结果, 计有输入量11个, 输出量6个。根据控制要求, 母联开关ATT控制电路如图2示。
输入信号、输出信号控制描述如表1所示。
3软件编程
使用Siemens的编程器PG710, 用PC/PPI电缆建立通信 (接口为RS485) , 就可以与 S7-200CPU建立在线联系, 对6 kV母联开关的备自投控制进行软件编程, 调试工作。它采用STEP7-Micro/Windows32软件包, 支持32位Windows95/98/NT/2000环境, 利用STEP7-Micro/Windows32可以建立用户程序并把它下装到CPU。PLC控制梯形图如图3。
4进线、母联断路器的控制电路
根据上述系统设计, 分别将6 kV 1#进线、2#进线的PLC控制的跳闸信号引入断路器控制回路中, 为防止手动对进线断路器进行分闸操作时引起母联自动投入控制回路误动作, 在进线的手动分闸回路中串入一对转换开关接点, 设定为手动操作时该接点接通, 同时在PLC控制的母联自动投入回路断路器合闸回路中也串入一对接点, 设定为非手动操作时该接点接通。6 kV进线和母联断路器的控制原理如图4所示, 其电路如图5所示。
5结语
母联备自投控制采用S7-200PLC控制后, 控制线路接线简单, 维护方便, 系统可靠性大大提高, 动作灵敏准确, 故障率低, 保证了化工生产的稳定运行。
摘要：化工生产的连续性对供电的可靠性要求很高, 传统的自动装置由于采用了大量的中间继电器、时间继电器等元件, 影响了供电系统的可靠性。本文给出了双回路供电的6 kV变电所的备用电源自动投入装置采用PLC控制的解决方案, 大大提高了供电的可靠性。
关键词：PLC,备用电源,自动投入装置,断路器
参考文献
逆变电源装置技术改造 篇6
随着2009年以来辽河油田电力集团公司热电厂电力隐患改造工作的实施完成, 主控制室形成了以南自PS自动化系统为基础平台, 结合了美国GE保护、成都瑞昌旺达M3000测控系统, 充分融合了继电保护、测控、录波、当地监控和远动等功能为一体的多子系统的综合性ECS监控系统。在实际运行中该系统的后台通讯装置为电气运行人员监控全厂电气设备运行状态起到了重要作用, 尤其是在发生事故时, 该套系统能够准确记录故障信息, 为事故时的紧急处理及事故后的原因分析、故障查找提供了有效保障。
存在问题与采取措施
该套监控系统核心装置----通讯管理机, 其电源采用厂用交流电单电源供电方式, 电源取自主控动力盘。主控动力盘电源取自380V厂用Ⅰc, 当发生系统冲击造成380V厂用Ⅰc失电时, 主控后台通讯管理机也失电, 造成远传功能中断、自动化信息记录不完整、不能及时记录故障信息、无法进行事故遥控抢送等, 危害性很大, 给恢复生产运行带来了不便。其次通讯管理机交流电源瞬间突然停、送电, 对自动化设备硬件造成冲击损坏, 导致设备停机。再次当电厂一次设备发生近距离接地短路故障时, 由于电厂接地网各点接地电阻不一致, 接地电流造成主控室接地点电压突变, 引起自动化设备电源品质降低至不可用, 甚至烧坏设备的工作电源。
因此, 给综合性ECS监控系统提供可靠的电源是提高自动化设备运行可靠性的一个关键问题。采取措施:
采用普通的UPS电源, 即不间断电电源, 是将蓄电池 (多为铅酸免维护蓄电池) 与主机相连接, 通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时, UPS将市电稳压后供应给负载使用, 此时的UPS就是一台交流市电稳压器, 同时它还向机内电池充电;当市电中断 (事故停电) 时, UPS立即将电池的直流电能, 通过逆变零切换转换的方法向负载继续供应220V交流电, 使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。存在缺点是蓄电池容量小, 逆变供电时间有限。UPS蓄电池损坏率高。由于电厂厂用电源很少发生长时间停电, 若不能定期对UPS蓄电池放电, 而始终将蓄电池置于“浮充”充电状态会使蓄电池实际使用容量大大低于其额定容量。这样, 一旦在UPS的运行中真正遇到交流输入电源中断时, 就会出现由于电池组失效而造成UPS在极短时间内或者立即进入由于电池组电压过低而自动关机保护状态, 造成综合性ECS监控系统电源中断;另一方面长期处于“浮充”状态的UPS会导致免维护蓄电池过充, 漏液甚至腐蚀损坏内部电路。而工作人员又无法对UPS电池组进行有效的定期维护。
采用电力逆变电源, 它是一种后备式不间断电源。主要完成利用晶闸管电路由直流到交流的逆变。包含滤波部分:输入滤波器用于输入端直流电源的杂波滤除, 得到平稳的直流, 送入逆变器。输出滤波器滤除输出的交流谐波和干扰, 使输出更加平稳。逆变部分:将直流电源转换为正弦交流电源。控制部分:控制逆变器电源跟随基准市电, 并与其保持相同的相位和频率, 自动调节, 并使电源在规定的范围内, 按照设定的保护定值运行或保护。
经过比较, ND逆变电源采用以微处理器为核心PWM方式, 采用正弦脉宽调制等技术, 再配有隔离变压器整合系统, 利用发电厂或变电站现有的直流屏, 组成电力专用不间断电源, 实现“可靠的直流”+“可靠的逆变电源”, 能提高系统的可靠性, 特别适合主控后台ECS微机监控系统。
ND逆变电源性能特点
采用高集成化数字电路设计, 提高机器的效率并有效减少故障率。
采用工频隔离变压器稳压隔离, 纯正弦波输出, 波形纯净、稳定。
具有低损耗、过载能力强、保护功能齐全、模块化封装等技术特点, 保证了逆变过程的稳定可靠。
设计完善, 允许在开机状态下切断直流, 自动切换到市电旁路, 不影响负载的供电, 方便对直流供电系统进行维护和更换。
具有输出短路保护;超强防雷击、浪涌及突波保护;过电流保护;输入过、欠压保护;内部过温保护。
旁路转换时间小于4ms。
紧凑型结构设计, 体积更小, 重量更轻, 可安装在19英寸标准机架。电源机箱采用高端工业级标准机箱结构, 喷塑处理, 外形美观, 结构坚固, 内部装配及布线工艺严格按照电力系统电源标准。内部结构采用模组化设计, 结构更合理, 工艺更先进, 解决了原有老的工艺设计下电源温升过快, 变压器与功率器件在一起, 能耗大, 维修养护不方便的问题;内部主要器件进行抗震固化处理, 适应远途运输。
原理图
该装置采用“交流—直流”两路电源输入的供电方式, 其交流电源依然使用厂用电源, 在主控室直流联络屏的下半部分有一个空位置, 可以增加一套逆变电源设备, 容量3KVA。直流电源取自临近1#直流馈线柜的保护及控制直流馈出线路备用开关 (现有) , 装置输出交流电, 并配置相应输出总交流开关, 下设3个交流负荷开关, 可以连接到后台微机及本室事故照明总, 另一个作为备用。
运行模式比较
交流优先运行模式
该运行模式时厂用交流电源和逆变电源输出的交流电互为备用, 即一旦厂用交流电源断电, 逆变器自动迅速由直流经过逆变器逆变后给负载供电;若直流断电或逆变器自身故障将自动由厂用交流电源给负载供电, 这种互为热备用供电模式大大提高了供电的可靠性。该模式将"厂用交流电源”作为主供电, 逆变器热备份, 由于"厂用交流电源”←→"逆变"相互切换时间极短≤4ms不会给负载造成信息、数据丢失。该方式适合直流动力或蓄电池容量不富裕的场所。
逆变优先运行模式
在许多重要负载场所, 要求给设备提供的电压稳定, 畸变小, 并且实现零时间转换, 遇到厂用交流电源电压不稳定, 波形指标达不到要求时, 若长期由厂用交流旁路供电, 就可能影响重要负载的正常供电。因此要求逆变电源长期连续运行。使用方法是将逆变器设置在逆变优先模式下, 由主控直流屏供电, 直流电经装置逆变为交流电输出给通讯管理机。当直流电消失时, 可迅速切换到交流直接供电模式, 也可保证通讯管理机、微机不失电。能妥善的解决自动化人员无法对UPS电池组进行有效的定期维护这一实际问题。
主备运行模式
为了增加供电的可靠性, 可以将两台逆变电源连接成主备运行模式, 即一台逆变电源备逆变的交流输出作为另一台逆变电源主逆变的旁路输入。
结合实际情况, 经过综合考虑, 如采用主备运行模式, 需两台逆变电源, 投资比较大;如采用交流优先运行模式, 厂用交流电源为发电机发出的, 又经过了两级转换, 存在隐患。最后我们采用了逆变优先的运行模式。这一模式的好处是, 我单位800A/h蓄电池组运行稳定可靠, 用蓄电池组给逆变电源装置提供长期稳定的电源, 可大大提高装置运行的可靠性。备用交流电源也是取自厂用电, 相对比较稳定。
实施效果
采用多种国外先进技术, 在国内同类产品中处于技术领先位置。逆变电源装置投入使用后取得了良好的效果, 主控后台ECS微机监控系统运行更加可靠、安全, 对保证厂、网电气设备的安全稳定运行起到重大的作用。
备用电源自动投入装置浅析 篇7
1.1 备自投装置的定义
所谓备自投装置, 是指当工作电源因故障或其他原因失电后, 能自动而且快速地将备用电源投入工作或将用户供电自动地切换到备用电源上去的设备, 使用户不至于因工作电源故障而停电, 从而提高供电可靠性。备用电源的配置一般有明备用和暗备用两种基本方式。
1.2 采用备自投装置的作用
(1) 在一定程度上提高供电可靠性。
(2) 简化继电保护配置。环形电网可以开环运行, 变压器可以解列运行。
(3) 限制短路电流, 提高母线残余电压。在受电端变电站, 变压器解列运行或环网开环运行时, 当出现故障时短路电流减小, 供电母线残余电压相应会提高。
2 常用的备用电源自动投人方案
备用电源自动投入装置主要用于110k V及以下的中、低压配电系统中。其一次接线方案主要有三种:母联备自投、变压器备自投和进线备自投;这也是现在电力系统中常用到的三种方案。
3 备自投验收和运行时注意事项
(1) 备自投有流闭锁条件:在备自投装置运行中, 正常情况下PT断线时备自投不应动作也不放电, 直到电流闭锁开放。但也可能会碰到备自投误动作的情况, 实际上工作电源没有失电但备自投动作了, 将备用电源投入。这种情况通常是由于运行过程中出现PT三相失压引起的, 当系统由于PT一次或二次出现状况导致PT三相电压消失, 此时如果负荷比较小, 甚至低于其有流闭锁定值时, 装置会判断是工作电源失压, 符合备投动作条件。这种情况就要考虑负荷分配的合理性, 尽可能平均分配负荷防止负荷波动时备投误动作。同时也可以采取措施防止PT三相失压情况的发生, 双管齐下。
(2) 跳闸回路的要求:在备自投验收时, 注意识别所有跳主电源线路或联切回路, 是否接到被切线路不起动重合闸的保护跳闸回路中去, 不能接到手跳回路中;即可以接到永跳回路中或者接到保护跳闸回路并有独立的闭锁重合闸开入, 防止在合备用电源的同时重合闸动作。
(3) 备自投装置开关位置信号采集的要求:备自投装置充放电条件涉及相关间隔的开关位置, 备自投动作过程一般也要检查开关位置, 主要是开关合后位置和开关分合位, 装置需确认工作电源断开后才会合备用电源。原则上, 开关合后位置采自操作箱的合后位置继电器, 开关分合位信号要求采自开关机构箱的辅助接点而不能采自操作箱的位置继电器接点, 如果分合位信号取自操作箱, 有可能会出现以下问题:
1) 由于开关动作进程会出现位置上送延时。
2) 可能受到开关控制回路断线 (分合闸线圈烧毁或控制电源消失) 影响, 导致装置在开关分合位确认时限内不能正确接收位置信号, 此时装置认为工作电源线路未能跳开 (实际已分开) , 不符合逻辑而中止备投过程, 影响供电可靠性。
(4) 备自投联跳回路:因为备自投不考虑双电源的同期合闸问题, 所以一般有小水电上网的线路在备自投动作时需要先切除小水电来保证合闸的可行。有时候还要确认联切设备跳开后才能进行合备用电源动作, 而通常装置每段母线只有一个联切设备分位开入, 当有几条小电源线路需切除并确认其分位时, 本人认为解决方法可以有以下几个:
1) 如果装置定值中有分位检查控制字定值, 则可以单独将其退出, 这样做是最简单, 不影响联切设备, 但这样就不能准确判断小电源线路是否真的脱离系统, 此时合闸有一定的不同期风险, 会对电网产生一定的冲击, 存在一定的风险;
2) 如果需要优先考虑合备用电源的情况, 可以人为的将开入正电源直接接到分位开入中, 相当于装置一直收到分位, 或者可以选取某一条比较重要的、平均上网时间最多的线路开关分位接入, 其他的线路可以不考虑, 但这样的做法也不太可靠, 依然有一定的风险;
3) 为确保联切设备的成功和合闸的影响, 则要检查每一条联切设备的分位, 这时可以采取将每个开关的常闭辅助接点以串联的方式接入到备自投装置的位置检查开入, 这样只要有一个开关没有分开, 装置就收不到分位信号, 备自投进程中止, 但这样经过的转接太多, 其可靠性很难保证;
4) 对于10k V母联备投, 有时会存在这样的情况:系统只有一条小电源线路挂在某一段10k V母线, 若该母线失压, 备自投动作时需先将该小电源线路切除再合母联, 此为方式一;而另一母线失压时则不需要联切任何设备即可合母联, 此为方式二。这样的情况下, 方式一时应接入实际的小电源线路开关位置, 反映开关的实际情况;方式二时则可以直接接入正电源, 因为这时候失压母线实际上是没有小电源线路挂网, 只是由于装置的联切功能动作并且检查分位的要求, 这样做可以满足其逻辑同时对运行设备没有影响。
以上各种方法针对不同的情况而定, 如何选取应该根据实际权衡利弊, 选择最合适的方案。
4 结论
备用电源自动投入装置具有提高电网供电可靠性的作用, 其重要地位正日益彰显, 逐渐成为电网中不可或缺的一部分, 在现代电力系统中的配置也越来越广泛。因此, 做好备自投的日常运行维护及投产验收的工作很有必要, 确保其能可靠正确动作。
参考文献
[1]陈金玉.继电保护[M].北京:中国电力出版社, 2006.
定时输出电源控制装置软件设计 篇8
1 定时输出电源控制装置的架构
图1为定时输出电源控制装置的原理框图, 由图可知, “AVR单片机”为主控芯片, 由外部“时钟芯片”给单片机提供当前日期和时间, AVR单片机则根据“两个按钮”设定的日期和时间范围进行比对, 符合条件则通过光耦“光电隔离”后去控制强电、大功率“双向可控硅”来导通与关断用电设备, 同时由“LED发光管”[1]进行输出状态指示。4位数码管用来直观显示和调整时间信息;图中“开关电源”[2]为电路提供必要的工作条件;“编程插座”则为控制系统功能拓展时可为单片机在线编程提供方便[3,4]。
其具体应用过程如下:上电后→显示实时时间 (9 s) →显示日期 (3 s) →显示星期 (3 s) →返回并循环。在此过程中, 当实时时间进入默认的时间段时, 输出开关接通, 从而控制输出设备的启停状态。两个按钮默认在“锁定状态”, 只能循环显示不能操作。当需“调表”或“手动/自动”操作时, 可在“星期”显示状态下同时按两个按钮进行“解锁”。装置解锁后, 操作其中的一个“设定按钮”可改变工作模式, 操作其中的一个“调整按钮”可进行实时时间或时间段调整。
2 软件设计
下面重点介绍对时钟芯片DS1307的编程调用、定时输出控制段的编程思路及键盘锁设计[5,6,7,8]。
定时输出电源控制装置软件流程, 如图2所示。
2.1 对时钟芯片DS1307的编程调用
软件中的当前时间、日期等均由专用时钟芯片DS1307内部相应的时间变量提供。由图1可知, DS1307与单片机M16之间只有两根线连接, 并采用两线制的串行通信方式, 其通信协议为飞利浦公司开发的I2C通信技术。在使用软件中应先对DS1307分别进行硬软件设置, 语句如下:
硬件设置语句:
上述语句是告知M16单片机, 将使用其PORTC口中的位6和位7两个引脚。
软件设置语句:
#include<i2c.h>//调用I2C文件头
#include<ds1307.h>//调用DS 307文件头
并在主程序中写入初始化语句:
I2C_init () ;//I2C初始化
rtc_init (0, 1, 0) ;//时钟芯片初始化
由此, 便可使用DS1307时钟芯片内部的时间函数其语句如下:
写入时间函数:rtc_set_time (时, 分, 秒) ;//时间初值
rtc_set_date (日, 月, 年) ;//日期初值
调用时间函数:rtc_get_time (&ho, &mi, &se) ;//调用时、分、秒自定义名函数
rtc_get_date (&date, &month, &year) ;//调用日、月、年函数。
2.2 定时输出电源控制段的编程思路
对于定时输出电源控制段的编程可通过两种方案实现:第一种方案是根据需控制的两个“时刻点”进行通断操作。其思路是:当实时时间等于第一个时刻点时开关接通, 当实时时间等于第二个时刻点时开关断开。设要控制两个时间段, 如图3 (a) 所示, 在0~24 h的坐标轴上变量X为当前时间变量, A1为第一时间段的起始值, B1为第一时间段终止值;A2为第二时间段的起始值, B2为第二时间段的终止值。Y为输出变量。当实时时间变量X等于第一时间段起始值即X=A1时Y=1, 输出接通。当实时时间变量X等于第一时间段终止时B1, 即X=B1时Y=0, 输出断开。图3 (b) 为程序流程图。
第二种方案是根据需控制的时间段进行通断操作, 如图4 (a) 所示。若思路是直接判断实时时间X是否在设置的时间范围内。若满足该条件开关接通, 否则, 开关断开。即第一时间段用语句:1f (X=A1&&X<B1) Y1=1;else Y1=0;第二时间段用语句1f (X=A2&&X<B2) Y2=1;else Y2=0, 其控制输出Y状态则由辅助输出变量Y1和Y2“逻辑或”来确定, 则Y=Y1‖Y2。图4 (b) 为程序流程图。
通过上述原理分析可知, 方案1是以“时刻点”为开关转换的依据, 虽只用了一个输出变量Y, 但其可靠性较差。一旦人工“调表”, 或“手动操作”模式返回“自动操作”模式中均有可能会跳过该“时刻点”, 而失去一次开关转换的状态, 使得装置输出状态背离实际控制的要求。因此, 设计采用了方案2, 即以“时间段”为判断依据, 虽每个时间段均有一个辅助变量 (如Y1、Y2) , 但只需实时时间在“时间段”范围内, 逻辑关系则不会错位, 从而有效避免了上述问题的出现。
2.3 按键锁设计
时间控制装置在按键布置上只采用了两个ANS和AN按键, 前者用于参数设置;后者用于参数调整, 可直接进行调表和改动控制时间段的数据, 由此可简化用户的使用。但其仍存在问题, 如数据的安全性降低, 闲散人员的不经意操作会出现实时时间和控制时间的改变。所以增加了和直板手机类似的键盘锁, 即只有在显示“星期”的状态下, 双键同时按下才能锁定或解锁, 或在上电之前按住ANS按钮解锁。
3 结束语
定时输出电源控制装置可根据需要设置若干个时间段和定时时间, 有键盘锁可防止随意修改参数, 具有电路简约、成本低、机内微功耗、输出功率超强等优点。在运行实践中, 可较好地满足使用要求, 不仅节省了人工, 且大幅降低了控制设备的用电和设备的自身损耗;从细节上达到了节能低碳的目标。
该装置在输出方面经拓展可由单路时间段改成多路多时间段的控制方式, 在输入方面可加入多种输入检测条件。同时对性价比高的单片机M16进行软件编程, 这样可构成“简易低耗”的智能用电管理系统。该系统的推广可对节能减排、环保低碳起到一定的现实意义。
参考文献
[1]黄桂梅, 刘永立.小型LED点阵屏实用软件设计与实现[J].计算机测量与控制, 2011 (12) :3165-3168.
[2]张晓光.用PIC单片机制作的电源定时插座[J].电子制作, 2010 (5) :17-21.
[3]罗冬, 赵海刚, 张源, 等.基于单片机的红外遥控定时开关装置的设计[J].机电工程技术, 2010, 39 (3) :29-31.
[4]雷道仲, 李书成, 罗政球.基于单片机定时开关的设计[J].科技广场, 2009 (5) :224-225.
[5]栗书贤.电力电子技术实验[M].北京:机械工业出版社, 2004.
[6]许红兵, 曲卫冬, 王新娜, 等.单片机应用技术[M].北京:中国电力工业出版社, 2010.
[7]马潮.AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践[M].2版.北京:北京航空航天大学出版社, 2011.
物联网智慧电源技术 篇9
技术领域
本实用新型涉及电源技术，尤其是涉及一种基于物联网的智慧电源系统。
背景技术
物联网概念广泛应用在家居、消费电子行业，圆弧通过手机、互联网、固话等与家中灯光、窗帘、电视、空调等家电之间实现了信息共享。把用户的生活实际紧密联系起来。而随着电力事业的发展，电力需求的不断扩大，用户对供电质量和供电可靠性的要求也日益提高。电源运行好坏关系到整个系统是否稳定，如果电源发生故障而不能及时发现并处理，将会造成局部甚至整个系统的瘫痪。传统的电源监控技术普遍存在不稳定、不能及时管理等缺点。
实施内容
本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种稳定可靠的物联网智能电源系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种物联网智慧电源系统，包括智能电源，电源信息管理系统、监控中心，所述电源管理系统通过网络与监控中心连接，并通过监控中心与智能电源连接，对该智能电源进行管理和监控；所述智能电源包括电源主电路、电源主控板、人机接口控制模块、GPRS模块和天线，所述GPRS模块、人机接口控制模块分别与所述电源主控板相连，所述GPRS模块与天线连接。
作为优选，所述电源主电路包括电源输入模块和电源输出模块，所述电源输入模块与交流电源连接，所述电源输出模块与负载连接。
作为优选，所述人机接口控制模块与电源主控板之间通过串行通信模块连接，其包括嵌入式控制模块和人机交互模块。
作为优选，所述电源信息管理系统为手持式电源信息管理系统。
本实用新型的有益效果为：本系统通过采用GPRS数字移动技术，为电源管理系统提供了新的通信方式，提高了电源远程监控系统的通信的可靠性和稳定性。
附图说明
图1是本实用新型的传输原理框图。
图2是本实用新型的智能电源组成框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
如图1、图2所示，一种物联网智慧电源系统，包括智能电源1，手持式电源信息管理系统2、监控中心3，手持式电源管理系统通过网络与监控中心连接，并通过监控中心与智能电源连接，对该智能电源进行管理和监控；所述智能电源1包括电源主电路4、电源主控板5、人机接口控制模块6、GPRS模块7和天线8，所述GPRS模块、人机接口控制模块分别与所述电源主控板5相连，所述GPRS模块与天线连接，所述电源主电路包括电源输入模块9和电源输出模块10，所述电源输入模块与交流电源连接，所述电源输出模块与负载连接；所述人机接口控制模块与电源主控板之间通过串行通信模块11连接，其包括嵌入式控制模块61和人机交互模块62。本系统通过采用GPRS数字移动技术，为电源管理系统提供了新的通信方式，提高了电源远程监控系统的通信的可靠性和稳定性。
（作者单位：浙江纳特智能网络工程有限公司）
电源告警同步再生装置的实现 篇10
本设计旨在将电源柜声光告警信号利用一对电缆线进行远距离的同步再生后引入值班室, 便于当班人员及时发现电源告警, 防止由于停电等原因蓄电池完全放电而引发通信事故。
此设计硬件分两个部分, 第一部分安装在电源柜室;第二部分安装在值班室。下图为第一部分 (Part1) 的电路实物图。
1 Unit1部分功能介绍
这部分为电源柜控制框蜂鸣器部分电路。电话柜中的告警为压电常鸣式蜂鸣器 (工作电压8 V, 电流10 m A) , 当电源柜告警时, 从上一级电阻中流出约5 m A的电流, 经过三极管放大电路放大到12 m A。此时, 在蜂鸣器两侧形成0 V~12 V之间的振动电压。[1]所以蜂鸣器产生间断式蜂鸣音。当电压在8 V~12 V之间时, 蜂鸣器发出蜂鸣器的工作电流非常小, 为了实现信号的再生。我们想到了用同样是微小电流条件下充当开关的光放大器 (工作电流2 m A~5 m A) 作为开关去控制另一路信号。所以, 在Unit1中选用了参数为3.9 K/0.5 W的电阻为“光放”分流。
另外, 8 V/2 m A=4 kΩ
2 Unit2部分功能介绍
Unit2是一个光放大器, 在Unit2部分, 当电源告警时 , 经过电阻 的分流 , 光放的二 极管流过 (2.05 m A~3.07 m A) 的电流使二极管导通。二极管发光使光放中的光敏二极管导通。从而实现了小电流控制大电流工作。
3 Unit3、Unit4、Unit5部分功能介绍
为了实现对电源柜告警的功能的同步再生, 我们从电源柜中选取了一路24 V直流电流作为再生部分电路的电源。电源柜只对接入的设备具有监控功能, 利用了这个特点才从电源柜中为我们的装置取出电源。
由于光放中能承受的电流很小, 为防止后面的电路出现短路的情况将大电流引入电源柜, 首先在Unit3中接入24 V直流电源后随即接入一个处于常开状态的开关, 在检修时可以将开关闭合。然后接入一个0.5 A的保险丝, 这样起到了双保险的作用。根据光放中集电极对电流的既要小于50 m A而且在有载情况下还要保证Unit4中光放动作后流过射极的电流能够达到使继电器的吸合电流。所以我们选择[2]了1 K/1 W的电阻这样既可以使继电器动作又可以使流过16脚的电流小于50 m A。
在Unit4中将三极管的输出端接入一个限流电阻, 继电器两端要反向 (与电源极性相反) 并接一个续流二极管以防止继电器的反向电流击穿三极管。二极管的正向压降越大越好。
Unit5是连接Part1与Part之间的一对电缆线。电缆总长为1 000 m。
4 Unit6、Unit7部分功能介绍
当电源柜无告警时, 光放不导通继电器K1没有电流通过处于长断状态, 4接6、13接11, 绿色二极管导通。K2有电流通 过 , 处于长吸 状态由于 在Unit7中是4与8在电路中所以当绿色二极管导通时K2的4与8断开笑脸嘴巴位置的告警器未被接入, 值班室的告警器不发出告警。[3]
当电源柜告警时, 光放导通, 继电器K1处于长吸状态, 4接8、13接19, 红色二极管导通, K2中没有电流, K2的4与8相连, 值班室的告警器发出蜂鸣音。
当连接Part1与Part2的电缆断路时, 红、绿色二极管均不导通, K2在长断状态, 值班室的告警器不发出告警。
在Unit6中我们通过计算结合试验确定了红色发光二极管的串联电阻为4.8 K/1 W, 这样能够保证以上的情况发生时K1与K2的电流可以达到设计要求, 其中K1与K2的电阻均为2.88 kΩ。
在Unit7中, 通过一个12 V变压器为其供电, 我们选取了1 kΩ的电阻为小红色二级管限流, 笑脸嘴角的小红灯亮就表示Part2电源正常。所以可以通过笑脸的两个眼睛与声音的组合判断出电源柜与线路的状态:1) 绿眼睛亮无告警音, 电源柜工作正常;2) 红眼睛亮有告警音, 电源柜告警;3) 两只眼睛都不亮有告警音, 线缆故障。
对两栋楼同时停电的问题没有考虑到, 所以为了使设计更加周密, 应当对Part2的电源来源进行改进, 采用蓄电池方式进行供电, 这样即便出现这两栋楼同时停电的情况, 同步告警装置仍然能够正常工作。
参考文献
[1]史丹青, 张海红.HT-2通信电源远程告警装置[J].电子测试, 2013 (18) :1-3.
[2]李亦白.双向保护告警式稳压电源[J].安庆师范学院学报 (自然科学版) , 1990 (2) :86-89.