直流電源屏

發電廠和變電站中的電力操作電源現今採用的都是直流電源，而直流屏就是用來供應這種直流電源的，它為控制負荷和動力負荷以及直流事故照明負荷等提供電源，是當代電力系統控制、保護的基礎，也因此套用了大量的先進的科學技術。它主要由電源進線系統（交流進線）、電源雙路互投系統、充電機控制系統、充電機、直流分配系統、絕緣監測系統、綜合控制器（系統監視控制系統，為直流屏的大腦）、閃光系統、通訊系統、蓄電池這幾大部分組成。

作用

發電廠和變電站中的電力操作電源現今採用的都是直流電源，而直流屏就是用來供應這種直流電源的，它為控制負荷和動力負荷以及直流事故照明負荷等提供電源，是當代電力系統控制、保護的基礎。現代科學技術，尤其是計算機技術和通信技術的發展，使電力系統向著綜合自動化、電站無人值守和網路化集中管理的方向發展，作為電力系統重要組成部分的直流電源系統（直流屏）為了使其自身的電源質量、可靠性到自動化程度都有待進一步提高，也因此套用了大量的先進的科學技術。它主要由電源進線系統（交流進線）、電源雙路互投系統、充電機控制系統、充電機、直流分配系統、絕緣監測系統、綜合控制器（系統監視控制系統，為直流屏的大腦）、閃光系統、通訊系統、蓄電池這幾大部分組成。其中綜合控器、雙路互投、充電機控制、及充電機的選擇是保證直流屏可靠的主要環節。

直流電源屏

綜合控制器負責監控直流屏運行情況，即它要對直流屏運行的每一個環節都了如指掌。並使系統運行在最佳狀態。它所控制的電池巡檢單元可為每一節蓄電池提供電壓監測，以儘早發現系統中蓄電池惡化，及早更換蓄電池，避免因蓄電池問題造成系統在斷電情況下不能及時向外提供直流電源的災難性後果。

絕緣監測系統可以保護直流屏因外設或自系統接地而損壞自身設備或外部設備。蓄電池的配備及其合理選擇可以保證系統在斷電的情況下正常運作，並可避免直流屏本身的損壞而造成對系統供電的間斷。

充電機一般都選用的是電力專用高頻開關電源模組。其人性化的設計使系統設計簡單化，並且可靠性極佳，而且它的價格也比較合理。一般220V 65Ah及以下直流屏選用的都是FR22005-1型電力專用高頻開關電源模組；而220V 65Ah以上直流屏大多使用的是Emerson的產品。

通訊系統能夠為上位機提供詳細的直流屏運行情況，並可提供本遠地報警功能，還可以套用戶的要求而選配微機絕緣監測單元以實現饋出支路的小電流絕緣監測。

總之，直流屏是一種較為理想的蓄電池直流電源屏，具備能量大，體積小，電壓穩定，超低內阻的輸出特性。能承受強大的衝擊電流，10～15年的超長壽命，使用安全，無腐蝕性氣體，無需專設電池室輔助維護設備，可與其它控制設備安裝在同一控制室內，可節約大量的基建投資。它主要套用於變（配）電所、變電站、發電廠，作為直流控制保護電源，電磁操作機構的操作電源；現在，它也同樣廣泛的套用於通信部門、計算機房、醫院、礦井、賓館，以及高層建築的可靠應急電源，用途十分廣泛。

選用

產品定義

直流電源成套開關設備（Direct－current switchgear assembly）由一個或多個低壓開關電器、變流裝置、浮充電裝置和相關的控制、測量、信號、保護、調節單元等，由製造廠家負責完成所有內部的電氣和機械的連線，用結構部件完整地組裝在一起的一種組合體。

適用範圍

主要用於直流供電系統中做為直流操作供電設備、各種場合經常負荷供電設備、應急供電設備及備用供電設備。

產品分類

1） 按用途分

（1） 操作用直流供電設備；

（2） 經常負荷用直流供電設備；

（3） 應急用直流供電設備；

（4） 備用直流供電設備；

（5） 多用途兼容直流供電設備。

2） 充電裝置分類

直流電源成套開關設備用充電裝置主要有以下幾類：

（1） 相控式晶閘管型充電裝置(積體電路型、微機型)；

（2） 高頻開關電源模組式充電裝置。

3） 蓄電池分類

電力系統用直流電源成套開關設備用蓄電池主要有以下幾類：

（1） 閥控式密封鉛酸蓄電池：目前主要分貧液式和膠體式兩類；

（2） 防酸式隔爆鉛酸蓄電池；

（3） 鎘鎳蓄電池：主要分為兩大類，高倍率錫鎳蓄電池，瞬間放電電流是蓄電池額定容量的3～6倍中倍率福鎳蓄電池瞬間放電電流是蓄電池額定容量的1～3倍。

選用要點

1） 220V和110V直流系統應採用蓄電池組。48V及以下的直流系統，可採用蓄電池組，也可採用由220V或110V蓄電池組供電的電力用直流電源變換器(DC/DC變換器)。

2）供電距離較遠的輔助車間，當需要直流電源時，宜獨立設定直流系統。

3）蓄電池組正常應以浮充電方式運行。

4） 鉛酸蓄電池組不宜設定端電池；鎘鎳鹼性蓄電池組宜減少端電池的個數。

5） 直流系統標稱電壓

（1）專供控制負荷的直流系統宜採用110V。

（2）專供動力負荷的直流系統宜採用220V。

（3）控制負荷和動力負荷合併供電的直流系統宜採用220V。

6）充電裝置

（1）應滿足蓄電池組的充電和浮充電要求。

（2）應為長期連續工作制。

（3）充電裝置應具有穩壓、穩流及限流性能。

（4）應具有自動和手動浮充電、均衡充電和穩流、限流充電等功能。

（5）充電裝置的交流電源輸入宜為三相制，額定頻率為50Hz，額定電壓為380(1±10%)V。小容量充電裝置的交流電源輸入電壓可採用單相220(1±l0%)V。

（6）l組蓄電池配置1套充電裝置的直流系統，充電裝置的交流電源宜設2個迴路，運行中l迴路工作，另1迴路備用。當工作電源故障時，應自動切換到備用電源。

7）蓄電池容量選擇條件

（1)應滿足全廠(所)事故全停電時間內的放電容量；

（2)應滿足事故初期(Imin)直流電動機啟動電流和其他衝擊負荷電流的放電容量；

（3)應滿足蓄電池組持續放電時間內隨機(5s)衝擊負荷電流的放電容量；

（4)應以最嚴重的事故放電階段，計算直流母線電壓水平。

8） 自動化要求

（1) 直流系統中宜按每組蓄電池組設定一套微機監控裝置。

（2) 直流系統微機監控裝置應具有下列基本功能：

① 測量：直流系統母線電壓、充電裝置輸出電壓和電流及蓄電池組電壓和電流。

②信號：直流系統母線電壓過高和過低、直流系統接地、充電裝置運行方式切換和故障等。

③控制：充電裝置的開機、停機和運行方式切換。

④接口：通過通信接口，將信息傳至上位機。

9） 直流系統設有微機監控裝置時，各自動化裝置的報警信號及其他信息等，均應先傳至直流系統的監控裝置，然後通過通信接口傳至上位機。

安裝

參見國家建築標準設計圖集01D203-2《6-10kV變配電所二次接線（直流操作部分）》、D203-1～2《變配電所二次接線》、95D202-1《蓄電池安裝》等。

總結：

直流電源屏監控模組

1.控制迴路用

2.合閘迴路用

3.保護迴路用

4.中央信號迴路用

5.事故照明用

分類

分散式

採用開關電源的模組化設計，N+1熱備份。

充電模組可以帶電熱插拔，平均維護時間大幅度減少。

動力母線和控制母線可以由充電模組單獨直接供電，可以通過降壓裝置熱備份。

硬體低差自主均流技術，模組間輸出電流最大不平衡度優於5%。

可靠的防雷和電氣絕緣措施，選配的絕緣監測裝置能夠實時監測系統絕緣情況，確保系統和人身安全。

系統設計採用IEC（國際電工委員會），UL等國際標準，可靠性與安全性有充分保證。

壁掛式

壁掛式直流電源屏適合小型開關站、小型用戶變電站及小型10KV變電站系統採用一體化設計思想，由整流模組、監控模組、降壓單元、配電單元和電池安裝箱構成；具有體積小、結構簡單、獨立構成系統等特點；監控模組採用LCD漢字選單顯示，對系統監控和電池自動化管理功能完善，具有與自動化系統連線四遙接口，提供RS232和RS485兩種通訊接口選擇，提供RTU、CDT、MODBUS三種通訊規約選擇。

調試方法

1、首先檢查一次和二次迴路接線是否正確-主要是查致命錯誤，比如說弱電接口接上強電了，應該接入直流信號卻接入交流信號了，還有就是短路問題。
2、避免了以上的原因，斷開所有的斷路器和保險，接通交流電源，測試交流雙電源切換裝置是否工作正常，雙電源切換裝置的下口電壓是否正常。
3、交流部分測試正常後，依次閉合充電模組的交流開關，觀察模組是否正常啟動並測量模組輸出電壓和極性。
4、充電模組啟動正常並輸出電壓和極性正確後，接通電池組開關及各母線開關，測量電池組開關下口、合母、控母電壓和極性是否正確，並觀察電壓表計是否方向打翻。
5、一次接通饋出開關，分別測量饋出開關對應的端子電壓和電壓極性是否正確。
6、上述內容為一次迴路的調試，上述步驟測量調試完畢後，接通監控電源。
7、監控上電後，觀察監控顯示是否正常和各個檢測模組是否工作正常。
8、監控裝置通電正常後，首先查看監控顯示器上的報警信息，如果有報警信息，則按照報警信息查找相關問題，如沒有，則查看監控裝置顯示的電壓值、帶上負載的電流值、開關量信息等。
9、監控上的主要模擬量、開關量信息經查看並測試正常後，開始測試直流母線的絕緣報警及支路接地阻值，一般220V系統可以用25-100K電阻測試，110V系統可以用7-100K測試。
10、電池巡檢測試，最好將規定路數的電池都接入電池巡檢，測試整體性能，如現場條件不夠，可以拿單節電池依次測試。
至此為止，調試完畢，剩下的就是檢查元器件安裝緊固、導線與元器件是否有鬆動及工藝問題了。

行業國家標準

標準DL/T459—2000《電力系統直流電源櫃訂貨技術條件》

國家標準CB/T19826—2005《電力工程直流電源通用技術條什及安全要求》

GB/T19826—2014《電力工程直流電源通用技術條件及安全要求》

《國家電網公司直流電源技術標準》(簡稱企標)