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【摘要】本文通过对型钢炼铁厂35kv高压系统直流系统存在的隐患和缺陷进行分析，对本系统直流系统进行了改造，很好的解决了原先系统存在的问题。
【关键词】直流系统；整流模块；蓄电池；整流模块
1.前言
根据国家电网有关规定，直流電源系统设备一般是指包括蓄电池、充放电装置、直流屏、直流网络等的总称。随着电网的发展、供电能力提高和设备容量的增大，对直流电源系统设备的要求越来越高，一是要求设备技术先进、自动化程度高、运行安全可靠。二是要求设备性能稳定、运行维护方便。三是要求蓄电池供电能力强、质量高。四是要求设备节能少损、符合环保政策。但通过对国网公司所属系统直流电源系统设备的调查统计和分析，直流电源系统存在不适应电网发展的诸多因素。
2.现状分析
莱钢型钢炼铁厂35kv高压配电室现运行的直流系统配置情况为充馈电屏1面，电池屏1面，电池为65Ah一组，整流模块2×10A，配备了总控单元和电池采样测试系统，正常使用直流馈出为:合闸63A×2，控制20A×2。但根据使用情况来看，常规负荷（设备不启停情况下）小于5A，一旦设备进行启停负荷将大于5A。
现直流系统存在隐患：
(1)交流停电后电池只能运行4分钟，说明电池内阻过高，存在开路情况，如果在交流停电的情况下有合闸操作肯定不行，该电池组已经不能再用了，需要马上予以更换；
(2)总控单元液晶屏显示不正常，花屏，属于硬件老化。
(3)电池采样不正确，电池测试仪有故障，实际电池端电压为245V，而采样显示为47V，误差太大，导致系统存在在误报警。
(4)目前配备的直流系统整流模块为2×10A，不合理，一旦有一台损坏，在设备启停情况下，无法满足使用要求，在故障情况下，会造成危险。
从现场情况综合来看，该直流系统已经存在重大隐患，要尽快予以整体更换，否则会严重影响正常生产。
3.改造方案
根据实际情况综合考虑，该系统的交流屏运行良好可进行保留，只需更换蓄电池屏和充馈电屏包括整流模块等。
本改造采用了烟台东方电子的装置及设备。由于该现场常规负荷不到5A，采用的是弹簧储能操作机构，因此可仍然配备65Ah蓄电池即可。采用DF0210A智能型高频开关直流操作电源系统，按照N+1冗余备份及“无人值守” 原则设计。系统具体配置为2面屏：DF0210A充馈电屏1面、DF0210A电池屏1面。系统详细配置表如下：
提供干接点如下：整流器故障、避雷器故障、交流失电、绝缘超限、电池开路等
4.直流设备主要性能指标和功能特点
4.1交流双路切换装置：
交流双路切换装置具有电气及机械双重互锁。两路交流电由交流进线自动控制电路来控制任一路电源投入运行；在特殊情况下，可用手动转换开关选择任一路电源投入使用。
4.2调压装置
直流系统所配置的调压装置为分级自动硅链降压装置，该装置具有自动和手动两种调压方式，具有可靠性高、性能稳定等特点。在自动方式，内部控制电路实时检测控制母线的电压，当其值超出额定电压的范围时，自动控制接入的硅链数量达到调压的目的，由于每级的调压范围为5V，其调压精度可达到2.5%。
4.3直流馈出保护
直流系统在蓄电池接入及直流馈出回路等处采用带辅助接点的快速直流断路器，由于直流断路器采用直流热敏电磁过电流脱扣器，其分断速度快、转换能力高，对短路故障能起到最合理的保护。当开关跳闸后，监控单元能立即将该信息上传至主站端监控系统。
4.4整流模块
设备配置的整流模块采用有源功率因数校正技术，满载状态下交流侧功率因数大于0.99，谐波电流小于额定基波电流的5%，完全满足IEC有关标准对谐波电流的限制。
整流模块采用硬件平均电流型无主从自动均流方式，模块间输出电流的不平衡度小于±5%，并且当监控单元退出工作时，不影响模块的均流性能。输出电压在198V-286V范围内变化时，整流器能输出额定电流。
整流模块散热采用自冷兼温控风冷方式，其音响噪声小于45dB，正常工作方式，整流模块输出电压、电流均受监控单元的控制，当监控单元出现故障退出运行时，整流模块就自动进入内控方式，其输出电压服从初始设定值，调整在蓄电池的浮充电压上，以保证整个系统仍能正常运行。
4.5监控单元
遥测：交、直流电压，充电单元输出电流，电池电压、充放电电流、电池温度等；
遥信：模块故障、避雷器状态、电池状态、各馈出断路器状态及其它系统状态；
遥控：充电机的开/关机、电池充电状态转换；
遥调: 充电机输出电压，用于蓄电池温度补偿；
液晶显示：320×240点阵中文显示；
通信口：RS232，RS485，可向主站端提供有关电源设备的几乎全部参数，包括：遥测量、遥信量、直流系统绝缘状态等；
监控单元具有多达128条的事故告警记录功能，可长期保存且掉电不丢失，以备查询。
4.6电池管理
本改造采用的智能型高频开关电源系统，其配置监控单元能够根据系统的工作状态，自动在恒流、恒压、均充、浮充等状态间进行转换，实现蓄电池的最优化充电管理。
在正常工作时系统常处于浮充状态，当交流电停电时间超过设定值，或自动均充周期时间到，或浮充电电流大于设定值，监控单元将自动控制系统进入主充或均衡充电程序。进入充电程序后，将按照恒流、恒压和浮充三种充电方式自动对蓄电池进行充电，并根据充电电压、充电电流和时间等多重判据来完成充电状态的转换。并且，监控单元还可根据环境温度对蓄电池的浮充电压进行温度补偿，使蓄电池在各种环境温度下都能保持满容状态。
5.改造效果
通过此次改造，解决了本高配室直流系统存在的隐患，而且采用先进的设备，大大降低了系统的故障率。带来了良好的效果。
【关键词】直流系统；整流模块；蓄电池；整流模块
1.前言
根据国家电网有关规定，直流電源系统设备一般是指包括蓄电池、充放电装置、直流屏、直流网络等的总称。随着电网的发展、供电能力提高和设备容量的增大，对直流电源系统设备的要求越来越高，一是要求设备技术先进、自动化程度高、运行安全可靠。二是要求设备性能稳定、运行维护方便。三是要求蓄电池供电能力强、质量高。四是要求设备节能少损、符合环保政策。但通过对国网公司所属系统直流电源系统设备的调查统计和分析，直流电源系统存在不适应电网发展的诸多因素。
2.现状分析
莱钢型钢炼铁厂35kv高压配电室现运行的直流系统配置情况为充馈电屏1面，电池屏1面，电池为65Ah一组，整流模块2×10A，配备了总控单元和电池采样测试系统，正常使用直流馈出为:合闸63A×2，控制20A×2。但根据使用情况来看，常规负荷（设备不启停情况下）小于5A，一旦设备进行启停负荷将大于5A。
现直流系统存在隐患：
(1)交流停电后电池只能运行4分钟，说明电池内阻过高，存在开路情况，如果在交流停电的情况下有合闸操作肯定不行，该电池组已经不能再用了，需要马上予以更换；
(2)总控单元液晶屏显示不正常，花屏，属于硬件老化。
(3)电池采样不正确，电池测试仪有故障，实际电池端电压为245V，而采样显示为47V，误差太大，导致系统存在在误报警。
(4)目前配备的直流系统整流模块为2×10A，不合理，一旦有一台损坏，在设备启停情况下，无法满足使用要求，在故障情况下，会造成危险。
从现场情况综合来看，该直流系统已经存在重大隐患，要尽快予以整体更换，否则会严重影响正常生产。
3.改造方案
根据实际情况综合考虑，该系统的交流屏运行良好可进行保留，只需更换蓄电池屏和充馈电屏包括整流模块等。
本改造采用了烟台东方电子的装置及设备。由于该现场常规负荷不到5A，采用的是弹簧储能操作机构，因此可仍然配备65Ah蓄电池即可。采用DF0210A智能型高频开关直流操作电源系统，按照N+1冗余备份及“无人值守” 原则设计。系统具体配置为2面屏：DF0210A充馈电屏1面、DF0210A电池屏1面。系统详细配置表如下：
提供干接点如下：整流器故障、避雷器故障、交流失电、绝缘超限、电池开路等
4.直流设备主要性能指标和功能特点
4.1交流双路切换装置：
交流双路切换装置具有电气及机械双重互锁。两路交流电由交流进线自动控制电路来控制任一路电源投入运行；在特殊情况下，可用手动转换开关选择任一路电源投入使用。
4.2调压装置
直流系统所配置的调压装置为分级自动硅链降压装置，该装置具有自动和手动两种调压方式，具有可靠性高、性能稳定等特点。在自动方式，内部控制电路实时检测控制母线的电压，当其值超出额定电压的范围时，自动控制接入的硅链数量达到调压的目的，由于每级的调压范围为5V，其调压精度可达到2.5%。
4.3直流馈出保护
直流系统在蓄电池接入及直流馈出回路等处采用带辅助接点的快速直流断路器，由于直流断路器采用直流热敏电磁过电流脱扣器，其分断速度快、转换能力高，对短路故障能起到最合理的保护。当开关跳闸后，监控单元能立即将该信息上传至主站端监控系统。
4.4整流模块
设备配置的整流模块采用有源功率因数校正技术，满载状态下交流侧功率因数大于0.99，谐波电流小于额定基波电流的5%，完全满足IEC有关标准对谐波电流的限制。
整流模块采用硬件平均电流型无主从自动均流方式，模块间输出电流的不平衡度小于±5%，并且当监控单元退出工作时，不影响模块的均流性能。输出电压在198V-286V范围内变化时，整流器能输出额定电流。
整流模块散热采用自冷兼温控风冷方式，其音响噪声小于45dB，正常工作方式，整流模块输出电压、电流均受监控单元的控制，当监控单元出现故障退出运行时，整流模块就自动进入内控方式，其输出电压服从初始设定值，调整在蓄电池的浮充电压上，以保证整个系统仍能正常运行。
4.5监控单元
遥测：交、直流电压，充电单元输出电流，电池电压、充放电电流、电池温度等；
遥信：模块故障、避雷器状态、电池状态、各馈出断路器状态及其它系统状态；
遥控：充电机的开/关机、电池充电状态转换；
遥调: 充电机输出电压，用于蓄电池温度补偿；
液晶显示：320×240点阵中文显示；
通信口：RS232，RS485，可向主站端提供有关电源设备的几乎全部参数，包括：遥测量、遥信量、直流系统绝缘状态等；
监控单元具有多达128条的事故告警记录功能，可长期保存且掉电不丢失，以备查询。
4.6电池管理
本改造采用的智能型高频开关电源系统，其配置监控单元能够根据系统的工作状态，自动在恒流、恒压、均充、浮充等状态间进行转换，实现蓄电池的最优化充电管理。
在正常工作时系统常处于浮充状态，当交流电停电时间超过设定值，或自动均充周期时间到，或浮充电电流大于设定值，监控单元将自动控制系统进入主充或均衡充电程序。进入充电程序后，将按照恒流、恒压和浮充三种充电方式自动对蓄电池进行充电，并根据充电电压、充电电流和时间等多重判据来完成充电状态的转换。并且，监控单元还可根据环境温度对蓄电池的浮充电压进行温度补偿，使蓄电池在各种环境温度下都能保持满容状态。
5.改造效果
通过此次改造，解决了本高配室直流系统存在的隐患，而且采用先进的设备，大大降低了系统的故障率。带来了良好的效果。