直流电源的组成

核心提示直流电源,是维持电路中形成稳恒电压电流的装置。如干电池、蓄电池、直流发电机等。基本原理单靠水位高低之差不能维持稳恒的水流,而借助于水泵持续地把水由低处送往高处就能维持一定的水位差而形成稳恒的水流。与此类似,单靠电荷所产生的静电场不能维持稳恒

直流电源,是维持电路中形成稳恒电压电流的装置。如干电池、蓄电池、直流发电机等。

基本原理

单靠水位高低之差不能维持稳恒的水流,而借助于水泵持续地把水由低处送往高处就能维持一定的水位差而形成稳恒的水流。与此类似,单靠电荷所产生的静电场不能维持稳恒的电流,而借助于直流电源,就可以利用非静电作用(简称为“非静电力”)使正电荷由电位较低的负极处经电源内部返回到电位较高的正极处,以维持两个电极之间的电位差,从而形成稳恒的电流。

直流电源中的非静电力是由负极指向正极的。当直流电源与外电路接通后,在电源外部(外电路),由于电场力的推动,形成由正极到负极的电流。而在电源内部(内电路),非静电力的作用则使电流由负极流到正极,从而使电荷的流动形成闭合的循环。

表现电源本身的一个重要特征量是电源的电动势,它等于单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时非静电力所作的功。

当电源的内电阻可以忽略不计时,可以认为电源的电动势在量值上近似地等于电源两极间的电位差或电压。

为了取得较高的直流电压,常将直流电源串联使用,这时总电动势为各电源的电动势之和,总内阻也为各电源内电阻之和。由于内阻增大,一般只能用于所需电流强度较小的电路。为了取得较大的电流强度,可以将等电动势的直流电源并联使用,这时总电动势即为单个电源的电动势,总内阻为各电源内电阻的并联值。

直流电源的类型很多,不同类型的直流电源中,非静电力的性质不同,能量转换的过程也不同。在化学电池(例如干电池、蓄电池等)中,非静电力是与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用,化学电池放电时,化学能转化为电能和焦耳热在温差电源(例如金属温差电偶、半导体温差电偶)中,非静电力是与温度差和电子的浓度差相联系的扩散作用,温差电源向外电路提供功率时,热能部分地转化为电能。在直流发电机中,非静电力是电磁感应作用,直流发电机供电时,机械能转化为电能与焦耳热。在光电池中,非静电力是光生伏打效应的作用,光电池供电时,光能转化为电能和焦耳热。

技术指标

直流电源的技术指标分为两种:一种是特性指标,包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等;另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数(或电压调整率)、输出电阻(或电流调整率)、纹波电压(周围与随机漂移)。

1) 稳压系数及电压调整率:稳压系数是指在负载电流、环境温度不变的情况下,输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化。 电压调整率是指输入电压相对变化为±10%时的输出电压相对变化量,稳压系数和电压调整率均说明输入电压变化对输出电压的影响,因此只需测试其中之一即可。

2) 输出电阻及电流调整率:输出电阻与放大器的输出电阻相同,其值为当输入电压不变时,输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值。电流调整率:输出电流从0变到最大值时所产生的输出电压相对变化值。输出电阻和电流调整率均说明负载电流变化对输出电压的影响,因此也只需测试其中之一即可。

3)纹波电压:叠加在输出电压上的交流电压分量。用示波器观测其峰峰值一般为毫伏量级。也可用交流毫伏表测量其有效值,但因纹波不是正弦波,所以有一定的误差。

直流稳压电源有哪几部分组成各部分的作用是什么

直流稳压电源包括变压器部分、整流滤波部分、稳压部分,主要技术指标为电压参数(如果可调节,则为电压范围)、纹波系数(纹波电压)、输出电压调整率、额定输出电流。

 直流稳压电源是能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源,当交流供电电源的电压或负载电阻变化时,稳压器的直流输出电压都会保持稳定。 直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展,对电子设备的供电电源提出了高的要求。

5KVA交直流双供电源装置是什么装置,详细说明一下其工作原理

由变压器,整流滤波电路,稳压取样电路,稳压输出电路四部分组成。

变压器:

是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。

整流滤波电路:

整流滤波电路把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。

稳压取样电路:

在输入电压、负载、环境温度、电路参数等发生变化时仍能保持输出电压恒定的电路。

继电保护,自动装置,直流电源装置都是属于二次设备吗?

5KVA交直流双供电源装置是UPS,其工作原理就是保证向负载100%供电,而且是不间断供电,从而保证计算机数据不丢失,其工作是将交流电源整流成直流电源-----直流电源对电瓶充电,同时向后级提供逆变电源-------逆变装置将直流电源逆变成交流电源供负载使用,一旦系统交流电源停电,电瓶电源马上向后级提供逆变电源,保证了向负载提供不间断电源

所谓二次设备,就是对一次设备进行控制、测量、监察、保护及调节的设备,它包括控制和信号器具、测量仪表、继电保护装置、自动装置、远动装置、操作电源及二次电缆等。

反应二次部分的图纸有原理与和接线图:原理图主要反映二次装置的工作原理(通常使用展开图);接线图主要用于安装维护。

控制回路:对断路器进行合、跳闸操作以及监视断路器位置状态的的电路。按监视回路完好性的方式不同分为灯光监视和音响监视两种。

中央信号:由事故信号和预告信号组成,主要通过跳闸及发信号的方式反映电力系统的故障与不正常,由灯光和音响两部分组成。

测量监视系统:主要由电流、电压变换装置和各种测量仪表等构成,其主要作用是通过对运行参数的测量来监视一次设备的运行情况,以便运行人员调整、控制运行状态、分析处理运行中的问题。

同期回路:电力系统中的发电机并列运行的条件电压幅值相等;频率相同;相位差为零,为此在电力系统的发电厂与变电所中均有同期装置,以进行并列操作

操作电源:在发电厂、变电站中为二次设备提供工作电能的电源。现常用的有:

(1)蓄电池组直流系统:可靠性高,容量大,电压平稳,在系统中普遍应用,但附属设备多,维护工作量大。

(2)整流直流系统:利用变换装置将交流变为直流供二次部分使用,根据工作原理分为电容储能整流系统及复式直流系统,因可靠性较差,只适用于中、小型变电所中。

继电保护的作用

反映电力系统故障,自动、可靠、快速而有选择地通过断路器将故障元件从系统中切除,保证无故障部分继续运行,这是继电保护的首要任务

反映电力系统不正常工作状态,是继电保护的另一任务,此保护一般作用于信号,有时也作用于跳闸,但要带有一定的延时。

继电保护的基本构成

测量:反映被保护元件运行参数的变化,并与保护的整定值进行比较,若达到整定值,则向逻辑部分发出信号;

逻辑部分:对测量部分传送来的信号进行综合判断,决定保护装置是否动作

执行部分:根据保护装置的性质与作用,向断路器发出跳闸脉冲或发出信号。

电力系统中常用的保护分析:

过电流保护:利用短路时电流增大的现象实现的保护。为保证选择性与快速性,通常设为三段,Ⅰ段为速断,只保护线路的一部分;Ⅱ段保护线路全长,但要加一时间延时;Ⅲ段作为后备保护。在双侧有电源的线路中通常加入功率方向来保证动作的可靠性。其缺点是受系统运行方式以及短路类型的影响较大,一般应用于110KV以下线路。

低电压保护:电力系统短路时另一个现象是电压降低,由此构成的继电保护就称为低电压保护。由于电压信号一般取自母线,所以低电压保护往往与别的保护配合使用,如低压闭锁的过流保护。

距离保护:线路正常运行时,电压与电流的比值(阻抗)较大,而系统发生短路时,此比值将降低,利用电压与电流比值降低而动作的保护,称为距离保护(或阻抗保护),该保护的优点是受系统运行方式影响较小,其缺点是不能全厂速动,通常也设为三段。一般作为110KV线路的主保护以及220KV线路的后备保护

差动保护:线路正常运行时,流过线路两端的电流方向相反,而线路内部短路时电流的方向相同,利用此原理构成的保护称为差动保护。其优点是不受系统运行方式及短路类型的影响,主要作为主要设备及重要线路的保护,有纵差动和横差动之分。

高频保护:利用高频信号比较线路两端的电气量的差动保护称为高频保护,根据比较的信号分为方向高频保护(功率方向)及相差高频保护(电流相位)。作为220KV线路的主保护以及500KV线路的后备保护。

光纤差动:其造价高,一般作为500KV线路的主保护。

为避免保护故障造成的影响,一般电力系统的元件都有多重保护,分为:

主保护:能按要求的速度切除被保护线路(或元件)范围内的某种短路故障

辅助保护:一般用于弥补主保护某些性能的不足而设

后备保护:当主保护或断路器拒绝动作时起作用的继电保护,有近后备和远后备之分

继电保护技术发展历史过程中经历了四个时期:(1)电磁型:(2)晶体管型:(3)集成电路型:(4)微机型:

微机保护装置的特点:

维护调试方便

可靠性高

动作正确率高

易于获得各种附加功能

保护性能易得到改善

使用方便灵活

具有远方监控特性

我国微机保护发展概况

1972年世界上第一台微机保护样机——PRODAR-70投入试运行,1978~1980年前后我国在一些高校(华北电力大学、华中理工大学等)展开了微机保护的研究,我国首台微机保护样机MDP-1(距离保护)投入试运行,第二代“11”型微机保护装置于1990年投入试运行,其代表产品WXH-11和WXB-11,第三代产品是CS系列,如CSL-101、CST-200等。国家电力公司自动化研究院的LFP-900系列突破了我国快速保护的现状。

微机保护装置的硬件结构

信号输入电路:对开关量和模拟量信号进行处理。

微机系统:由单片机和扩展芯片构成的控制系统,以完成数值测量、计算、逻辑运算、控制和记录等智能化任务,此外微机保护还具有远方功能。

人机接口部分:如键盘、显示器、打印机等,完成整定值的输入、工作方式的变更、系统状态的检查等

输出通道:对控制对象实现控制操作

电源

为了提高供电可靠性、保证电能质量、提高电能生产和分配的经济性、减轻运行人员的劳动强度,电力系统中还广泛装设有自动装置。

电力系统自动化一般有两方面的内容:

(1)常规自动装置:重合闸装置、备用电源自动投入装置、发电机的自动励磁调节装置、自动按频率减负荷装置、自动准同期装置;

(2)电力系统调度自动化:即电力系统的实时调度,对电力系统的运行状态实时监视和控制,以提高系统安全、经济运行水平,提高电能质量。主要通过远动装置、利用四遥(遥测、遥控、遥信、遥调)技术实现。

传统变电站存在的问题:安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求;供电质量缺乏科学的保证;占地面积大;不是应电力系统快速计算和实时控制的要求;维护工作量大

变电站综合自动化是将变电站的二次设备(包括测量、信号、继电保护、自动装置、远动装置等)经功能组合与优化,利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术、信号处理技术,实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护,以及与调度通信等综合性的自动化功能。是自动化技术、计算机技术与通信技术在变电站领域的综合应用。因此变电站综合自动化系统具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理职能化等特征。

 
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