信號(hào)的分解和系統(tǒng)的線性與時(shí)不變性是我們?cè)谘芯烤€性時(shí)不變系統(tǒng)過程中必須要應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。而研究直流信號(hào)在信號(hào)與系統(tǒng)分析中的特殊性時(shí)，又不可避免的會(huì)涉及到信號(hào)分解理論基礎(chǔ)的研究問題。客觀來說，直流信號(hào)和某因果信號(hào)共同構(gòu)成了系統(tǒng)的一般信號(hào)，所以受到信號(hào)特殊性的影響，無法直接利用傅里葉變換時(shí)域積分性質(zhì)、拉普拉斯變換時(shí)域積分性質(zhì)等對(duì)其進(jìn)行分析研究。隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，專家學(xué)者現(xiàn)階段對(duì)于連續(xù)直流信號(hào)與離散直流信號(hào)的研究均取得了顯著的進(jìn)展。其中，前者微分后的積分運(yùn)算無法對(duì)原信號(hào)進(jìn)行復(fù)原處理，而后者在應(yīng)用卷積和的差分求和性質(zhì)是同樣具有明顯的特殊性，需要在研究過程中對(duì)細(xì)節(jié)要點(diǎn)進(jìn)行分別注意。基于此，本文將對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)分析中直流信號(hào)的各類基本特性進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并以此為切入點(diǎn)集中闡述其特殊性在各類應(yīng)用中的具體表現(xiàn)。

1信號(hào)與系統(tǒng)分析

1.1系統(tǒng)。隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，信號(hào)與系統(tǒng)的概念在各行各業(yè)中愈加普及，而與之相對(duì)應(yīng)的分析方法和分析思想，也受到研究學(xué)者的高度關(guān)注，在科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。一般情況下，系統(tǒng)是由無數(shù)個(gè)相互依賴且相互作用的事物集合而成的，其功能相對(duì)具有穩(wěn)定性。從直觀角度來說，可以將系統(tǒng)看作是處理器或者變換器。以電系統(tǒng)為例，某個(gè)電路的輸入輸出是完成某種功能的經(jīng)過，那么這就可以被稱作系統(tǒng)。1.2信號(hào)。信號(hào)是一種比較抽象的消息表現(xiàn)形式，是隨若干變量而發(fā)生變換的一種具體物理量。從數(shù)學(xué)角度對(duì)信號(hào)的概念進(jìn)行分析，可以將其理解為一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立變量的函數(shù)。事實(shí)上，在處理并傳輸信號(hào)的過程中，對(duì)信號(hào)特殊性的分析是研究人員不可繞開的一項(xiàng)命題。而具體分析其特殊性質(zhì)的過程中，既可以從信號(hào)隨時(shí)間變換的速度著手分析，也可以分析信號(hào)包含頻率分量的振幅大小，甚至相位數(shù)量，從而辨別信號(hào)的頻率特性。而且，在分析信號(hào)與系統(tǒng)中直流信號(hào)的連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)的過程中，往往要按照自變量時(shí)間取值在定義域內(nèi)的連續(xù)與否對(duì)信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行劃分，并分別采用不同手段對(duì)其信號(hào)情況進(jìn)行分析。

2直流信號(hào)的特殊性介紹

在分析線性時(shí)不變系統(tǒng)的過程中，相關(guān)研究人員往往傾向于先對(duì)系統(tǒng)中的信號(hào)進(jìn)行分解，將其經(jīng)過簡(jiǎn)要處理劃分為脈沖信號(hào)和復(fù)指數(shù)信號(hào)的線性組合。如此一來，兩種不同的信號(hào)方式就能分別經(jīng)過系統(tǒng)，并在線性組合形式下得到系統(tǒng)的響應(yīng)。從理論角度來說，線性時(shí)不變系統(tǒng)分析的理論基礎(chǔ)恰恰是信號(hào)分解，而現(xiàn)階段的研究成果又顯示信號(hào)分解方式。受到分解方法的不同而呈現(xiàn)多元化特征，除卻較為基礎(chǔ)的直流分解和交流分解之外，還囊括了因果分量和反因果分量分解、積分量分解和偶分量分解，甚至包括各類正交函數(shù)分解。一般情況下，信號(hào)與系統(tǒng)分析中直流信號(hào)的一般連續(xù)信號(hào)特殊性具體體現(xiàn)在卷積運(yùn)算、傅里葉運(yùn)算以及拉普拉斯變換中；而系統(tǒng)分析中，直流信號(hào)的離散連續(xù)信號(hào)特殊性具體體現(xiàn)在卷積和運(yùn)算、離散時(shí)間傅里葉變換過程中。所以，在研究系統(tǒng)直流信號(hào)特殊性的過程中，必須分情況對(duì)其進(jìn)行具體討論，理清不同性質(zhì)的具體應(yīng)用方法，從而對(duì)直流信號(hào)作用于因果穩(wěn)定的線性時(shí)不變系統(tǒng)時(shí)的響應(yīng)進(jìn)行概括與總結(jié)。2.1直流信號(hào)的一般信號(hào)特殊性。在信號(hào)與系統(tǒng)分析的過程中，對(duì)于直流信號(hào)特殊性的研究首先要從時(shí)間無限信號(hào)開始，而時(shí)間無限信號(hào)就是包含直流信號(hào)的一般信號(hào)。正常情況下，專家學(xué)者在研究這一信號(hào)類型的過程中，往往會(huì)按照直流分量和交流分量、因果分量和反因果分量對(duì)信號(hào)進(jìn)行分解，但是隨著研究的逐漸深入，現(xiàn)階段已經(jīng)可以將時(shí)間無限信號(hào)分解為一個(gè)因果信號(hào)疊加直流信號(hào)的形式，研究的精確度和可靠度得到了大幅度的提升。具體來說，人員可以將直流信號(hào)的一般信號(hào)進(jìn)行分析，對(duì)信號(hào)的因果分量進(jìn)行分別表示。但值得注意的是，這種分解研究方式和傳統(tǒng)意義上的直流分量與交流分量分解、因果分量與反因果分量分解是截然不同的，在分解過程中要著重注意對(duì)細(xì)節(jié)問題的把控，避免出現(xiàn)運(yùn)算混淆的情況。而且，直流信號(hào)的一般信號(hào)特殊性主要在于：當(dāng)這種信號(hào)作為激勵(lì)作用與因果穩(wěn)定的線性時(shí)不變系統(tǒng)情況下，可以通過對(duì)時(shí)域的卷積以及卷積和或者變換域的方法對(duì)其響應(yīng)進(jìn)行求解。不可否認(rèn)的是，由于包含直流信號(hào)的一般信號(hào)具有較強(qiáng)的特殊性，所以應(yīng)著重注意在應(yīng)用時(shí)域和變換域的特定性質(zhì)時(shí)，對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)處理，否則可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)算異常。2.2時(shí)域卷積和變換域中直流信號(hào)的特殊性。在信號(hào)與系統(tǒng)分析直流信號(hào)特殊性的過程中，各個(gè)階段所涉及到的微分和差分的運(yùn)算都具有明顯的不可逆性，這也就意味著在對(duì)時(shí)間無限信號(hào)進(jìn)行微分和差分運(yùn)算處理的過程中，會(huì)因?yàn)檫\(yùn)算順序的不同而導(dǎo)致最終積分或求和得到的原信號(hào)存在明顯差異。這一問題若無法得到有效解決，那么在實(shí)際運(yùn)算過程中會(huì)導(dǎo)致時(shí)域和變換域分析的相關(guān)性質(zhì)不能被直接應(yīng)用于信號(hào)與系統(tǒng)分析中。具體來說，時(shí)域卷積和變換域中直流信號(hào)的特殊性主要體現(xiàn)在以下五方面：其一，卷積的微積分性質(zhì)具有特殊性。在分析這一特殊性質(zhì)的過程中要重點(diǎn)理清導(dǎo)數(shù)階次和積分階次，避免由于簡(jiǎn)單的失誤而導(dǎo)致運(yùn)算功虧一簣。事實(shí)上，憑借現(xiàn)階段對(duì)卷積微積分性質(zhì)的研究結(jié)果分析，大致可以得出兩個(gè)基本推論。推論之一是在兩個(gè)信號(hào)卷積中，一個(gè)信號(hào)的微分和另一個(gè)信號(hào)的卷積相等。而另一個(gè)推論則是對(duì)階次分別為0和1這一特殊情況的限定。也就是說，對(duì)某一特定類型連續(xù)信號(hào)來說，由于其微分后再進(jìn)行積分所得到的信號(hào)與原信號(hào)是存在差異的，所以在實(shí)際運(yùn)算過程中，很難直接套用卷積的微積分性質(zhì)對(duì)其進(jìn)行卷積運(yùn)算。在這種情境下，也就要求相關(guān)人員對(duì)其中的直流信號(hào)和其他信號(hào)的卷積進(jìn)行單獨(dú)運(yùn)算，以保證運(yùn)算結(jié)果的精確性。其二，卷積和的差分求和性質(zhì)具有特殊性。一般情況下，倘若時(shí)間無限信號(hào)中還有直流信號(hào)，是無法直接應(yīng)用卷積和的差分求和性質(zhì)的，而需要對(duì)其中的直流信號(hào)與時(shí)間無限信號(hào)進(jìn)行分別計(jì)算。其三，傅里葉變換的時(shí)域積分性質(zhì)具有特殊性，根據(jù)傅里葉變換的理論基礎(chǔ)來分析傅里葉變換的時(shí)域積分性質(zhì)，那么在性質(zhì)應(yīng)用過程中，往往待求信號(hào)微分后的傅里葉變換是已知的或者求解難度系數(shù)相對(duì)較低，但是倘若待求信號(hào)中含有直流信號(hào)，那么同樣不可以對(duì)傅里葉變換的時(shí)域積分性質(zhì)進(jìn)行直接運(yùn)用，這一點(diǎn)和卷積和的差分求和性質(zhì)應(yīng)用是相類似的。其四，離散時(shí)間傅里葉變換的時(shí)域求和性質(zhì)具有特殊性。通過傅里葉變換對(duì)離散序列進(jìn)行特殊處理，就可以在此基礎(chǔ)上對(duì)離散時(shí)間傅里葉變換時(shí)域進(jìn)行求和。在應(yīng)用這一性質(zhì)的過程中，情況同樣大致分為兩種。一種是待求信號(hào)的一階后向差分信號(hào)的傅里葉變換一致或求解難度系數(shù)較低，這種情況下可以直接利用離散時(shí)間傅里葉變換的時(shí)域求和性質(zhì)對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算，否則將無法直接應(yīng)用性質(zhì)。其五，拉普拉斯變換的時(shí)域積分性質(zhì)具有特殊性，種種角度來說拉普拉斯變換，實(shí)質(zhì)上是傅里葉變換的一種變形推廣，所以其應(yīng)用性質(zhì)和傅里葉變換的時(shí)域積分性質(zhì)具有相似性，在含有直流信號(hào)的情況下，無法對(duì)其進(jìn)行直接應(yīng)用。

3直流信號(hào)應(yīng)用總結(jié)

摘要：本文以直流1500V雙邊供電的牽引變電所為例，介紹了地鐵直流牽引變電所內(nèi)各開關(guān)柜的保護(hù)配置，并詳細(xì)闡述了主要保護(hù)的原理，如大電流脫扣保護(hù)、電流上升率保護(hù)、定時(shí)限過流保護(hù)、低電壓保護(hù)、雙邊聯(lián)跳保護(hù)、接觸網(wǎng)熱過負(fù)荷保護(hù)、框架保護(hù)等。最后，對(duì)于目前的保護(hù)原理中存在的不足之處，本文也做了分析，如多輛列車短時(shí)間內(nèi)相繼啟動(dòng)可能會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)，小電流（尤其是有電弧的情況）短路故障與正常運(yùn)行電流的區(qū)分，以及框架保護(hù)的選擇性問題。

關(guān)鍵詞：地鐵直流保護(hù)

0引言

在我國(guó)，地鐵是城市公共交通的重點(diǎn)發(fā)展方向，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化又是發(fā)展的主要原則。在地鐵直流供電繼電保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)，國(guó)產(chǎn)保護(hù)設(shè)備還處于起步階段，目前，國(guó)內(nèi)主要城市的地鐵直流保護(hù)設(shè)備均來自國(guó)外，例如廣州地鐵二號(hào)線選用的是德國(guó)Siemens公司的DPU96，武漢輕軌選用的是瑞士sechron公司的SEPCOS。通過對(duì)部分國(guó)外產(chǎn)品的研究，筆者認(rèn)為，直流保護(hù)設(shè)備的原理并不是十分復(fù)雜，功能實(shí)現(xiàn)在理論上也沒有任何障礙，希望通過本文的拋磚引玉，在將來的不久，能夠看到國(guó)產(chǎn)的直流保護(hù)設(shè)備在我國(guó)甚至國(guó)際市場(chǎng)成為主流。

1一次系統(tǒng)簡(jiǎn)介

圖1顯示了一個(gè)典型的牽引變電所的電氣主接線圖，該所將主變電所來的交流高電壓（典型值：33kV）經(jīng)整流機(jī)組（包括變壓器及整流器）降壓、整流為直流1500V，再經(jīng)直流開關(guān)柜向接觸網(wǎng)供電。我國(guó)上海和廣州地鐵的直流牽引供電系統(tǒng)均是如此，北京地鐵采用的是第三軌受流器（上海和廣州地鐵則是架空接觸網(wǎng)），其饋電電壓為750V。由于750V饋電電壓供電距離短、雜散電流大，現(xiàn)在多采用1500V。圖2顯示的是采用雙邊供電的上行接觸網(wǎng)的分區(qū)段示意圖（下行亦相同），一個(gè)供電區(qū)由相鄰的2個(gè)牽引變電所同時(shí)供電，這種雙邊供電的方式提高了供電的可靠性，同時(shí)分區(qū)段的方式使故障被隔離在某個(gè)區(qū)段以內(nèi)，而不致影響其它供電區(qū)段，因而被廣泛采用。本文中所討論的保護(hù)原理均基于1500V架空接觸網(wǎng)雙邊供電方式。

摘要：TD340驅(qū)動(dòng)器芯片是ST微電子公司推出的一種用于直流電機(jī)的控制器件，可用于驅(qū)動(dòng)N溝道MOSFET管。文中介紹了TD340芯片的工作原理，給出了TD340芯片在直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用電路。

關(guān)鍵詞：TD340；直流電機(jī)調(diào)速；PWM

直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能和調(diào)速性能，易于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，且調(diào)速后的效率很高，因此，采用硬件邏輯電路實(shí)現(xiàn)的PWM控制系統(tǒng)已在實(shí)踐中廣泛應(yīng)用，但是，這種方法的硬件電路比較復(fù)雜，一般也無計(jì)算機(jī)接口。而本文介紹的以TD340驅(qū)動(dòng)器芯片為核心的直流電機(jī)PWM調(diào)速控制系統(tǒng)則可以大大簡(jiǎn)化硬件電路。該系統(tǒng)不僅可以模擬控制，而且具有計(jì)算機(jī)接口，同時(shí)具有良好的保護(hù)功能。

1系統(tǒng)工作原理

直流電機(jī)脈寬調(diào)速通過改變控制電壓的脈沖寬度來改變加在直流電機(jī)上的平均電樞電壓的大小，從而改變直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖1所示為可逆的PWM變換器主電路的H型結(jié)構(gòu)形式。圖中，4個(gè)MOSFET管的基極驅(qū)動(dòng)電壓分為兩組，其中Q2L和Q1H為一組，當(dāng)Q2L接收PWM信號(hào)導(dǎo)通時(shí)，Q1H常開；而Q2H和Q1L截止。這時(shí)，電機(jī)兩端得到電壓而旋轉(zhuǎn)，而且占空比越大，轉(zhuǎn)速越高。由于直流電機(jī)是一個(gè)感性負(fù)載，當(dāng)MOS關(guān)斷時(shí)，電機(jī)中的電流不能立即降到零，所以必須給這個(gè)電流提供一條釋放通路，否則將產(chǎn)生高壓破壞器件。處理這種情況的通常方法是在MOSFET管旁邊并聯(lián)一個(gè)二極管，使電流流過二極管，最后通過歐姆耗散的方式在二極管中消失。對(duì)于大電流，耗散是重要的排放方法。這里必須使用高速二極管。電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)道理相同。

2TD340的引腳功能和控制特性

摘要提出了一種可對(duì)無人值班變電站內(nèi)直流設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控的系統(tǒng)，它利用了站內(nèi)的電話通道，可以實(shí)現(xiàn)：直流設(shè)備遠(yuǎn)方監(jiān)控、直流設(shè)備運(yùn)行歷史查詢和設(shè)備運(yùn)行異常的情況上報(bào)等功能。

電力系統(tǒng)中的直流電源部分由蓄電池組、充電設(shè)備、直流屏等設(shè)備組成。它的作用是：正常時(shí)為變電站內(nèi)的斷路器提供合閘直流電源；故障時(shí)，當(dāng)廠、站用電中斷的情況下為繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置、斷路器跳閘與合閘、載波通信、發(fā)電廠直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的廠用機(jī)械提供工作直流電源。它的正常與否直接影響電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

過去，電力系統(tǒng)的各個(gè)變電站都有人值守，可以對(duì)直流設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行定期檢查，因而可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理其出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，保證變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，電力系統(tǒng)推廣無人值班變電站，雖然調(diào)度中心可以通過遠(yuǎn)動(dòng)通道獲取變電站運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)信息，但是對(duì)于直流部分只能得到少量的重要信息(包括：遙信量——充電機(jī)交流電源故障，充電機(jī)故障，直流絕緣接地，直流電源電壓異常；遙測(cè)量——控母電壓)。它不能反映直流系統(tǒng)運(yùn)行的詳細(xì)信息，特別是它不能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)剛剛開始出現(xiàn)異常運(yùn)行的情況，直到長(zhǎng)期的異常運(yùn)行發(fā)展為故障時(shí)才上發(fā)調(diào)度，此時(shí)，事故已經(jīng)擴(kuò)大。如果能在異常現(xiàn)象剛出現(xiàn)時(shí)就及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處理，就可以避免異常情況擴(kuò)大。所以需要設(shè)備維護(hù)人員對(duì)其進(jìn)行定期檢查。此外，對(duì)直流設(shè)備運(yùn)行的控制也是由維護(hù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作的。變電站多，維護(hù)人員少，顯然無法保證按期按量完成。在這種情況下，直流監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。它的主要作用就是把各變電站的直流設(shè)備信息上送到監(jiān)控中心，供其查詢，同時(shí)監(jiān)控中心也可以向各站發(fā)送控制命令。這樣，維護(hù)人員不但可以在監(jiān)控中心對(duì)直流設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的不正常狀態(tài)，及時(shí)處理，而不等其發(fā)展演變成事故。所以，直流監(jiān)控系統(tǒng)的建立，可以節(jié)省人力物力，提高工作效率。

1通道選擇

目前，變電站上送調(diào)度中心的各種信息，如遙測(cè)、遙信、遙控、主要設(shè)備狀態(tài)和報(bào)警信息等，都是通過遠(yuǎn)動(dòng)通道傳輸?shù)模@些信息對(duì)實(shí)時(shí)性的要求很高，不希望其它信息占用而使通道擁擠，影響調(diào)度的正常工作。所以直流設(shè)備的運(yùn)行信息必須從另一個(gè)通道進(jìn)行遠(yuǎn)方傳送。目前，變電站中除遠(yuǎn)動(dòng)通道之外，還有一個(gè)電話通道，這個(gè)通道一般是作為工作人員現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)使用，以及其它輔助系統(tǒng)如安全報(bào)警系統(tǒng)必要時(shí)使用。通常此通道是處于閑置狀態(tài)，但又是必設(shè)的，所以可以用它作為直流監(jiān)控系統(tǒng)的信息通道。

直流監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息量少，發(fā)送時(shí)占用通道時(shí)間短。這樣，可以在工作時(shí)撥通，占用通道，結(jié)束后掛掉，和其它系統(tǒng)分時(shí)地使用通道，從而保證各個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1從西換流站直流控制保護(hù)系統(tǒng)組成

從西換流站PCS－9550直流控制保護(hù)系統(tǒng)總體上分為以下幾個(gè)子系統(tǒng)：

（1）直流控制系統(tǒng)：直流控制系統(tǒng)是換流站控制系統(tǒng)的核心，主要功能是通過對(duì)整流側(cè)和逆變側(cè)觸發(fā)角的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求的輸送功率或輸送電流。該部分主要包括每個(gè)極的極控系統(tǒng)的主機(jī)、分布式現(xiàn)場(chǎng)總線和分布式I／O等設(shè)備。

（2）直流系統(tǒng)保護(hù)：直流系統(tǒng)保護(hù)主要包括直流極保護(hù)（換流器保護(hù)、直流場(chǎng)保護(hù)、直流線路保護(hù)以及接地極引線保護(hù)）、換流變保護(hù)、直流濾波器保護(hù)、交流濾波器保護(hù)。

（3）交直流站控系統(tǒng)：交直流站控系統(tǒng)負(fù)責(zé)執(zhí)行交／直流設(shè)備的投切、啟停、運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換、狀態(tài)監(jiān)視、測(cè)量等功能。該部分主要包括站控系統(tǒng)的主機(jī)、分布式現(xiàn)場(chǎng)總線和分布式I／O等設(shè)備。

（4）運(yùn)行人員控制系統(tǒng)：運(yùn)行人員控制系統(tǒng)是換流站正常運(yùn)行時(shí)運(yùn)行人員的主人機(jī)界面和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。該部分主要包括站時(shí)鐘系統(tǒng)、站LAN網(wǎng)、運(yùn)行人員工作站、工程師工作站、站長(zhǎng)工作站、系統(tǒng)服務(wù)器、培訓(xùn)系統(tǒng)、MIS接口工作站、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等。

1.1直流輸電系統(tǒng)可以從如下兩個(gè)方面調(diào)節(jié)輸送的直流電

和直流功率：

1)調(diào)節(jié)整流器的觸發(fā)滯后角或逆變器的觸發(fā)超前角，即調(diào)節(jié)加到換流閥控制極或柵極的觸發(fā)脈沖的相位，簡(jiǎn)稱控制極調(diào)節(jié)。

2)調(diào)節(jié)換流器的交流電勢(shì)，一般靠改變換流變壓器的分接頭來實(shí)現(xiàn)。

用控制極進(jìn)行調(diào)節(jié)，不但調(diào)節(jié)范圍大，而且非常迅速，是直流輸電系統(tǒng)的主要調(diào)節(jié)手段。調(diào)節(jié)換流變壓器分接頭則速度緩慢且范圍有限，所以只作為控制極調(diào)節(jié)的補(bǔ)充。

1.2控制極調(diào)節(jié)方式

摘要茂名熱電廠原用的老式直流系統(tǒng)屏存在結(jié)線復(fù)雜、維護(hù)困難、工作可靠性差及配置不合理的問題，機(jī)組控制模式既有集中控制，又有分散控制。在改造中，根據(jù)實(shí)際情況，采用了全廠統(tǒng)一布置的直流系統(tǒng)方式，并通過分析、計(jì)算，對(duì)蓄電池組、充電設(shè)備等進(jìn)行了更新。運(yùn)行情況說明改造達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，且安全可靠，維護(hù)方便。

1老式直流系統(tǒng)屏存在的缺點(diǎn)

茂名熱電廠原用的直流系統(tǒng)屏為老式直流系統(tǒng)屏(同一屏為雙母線結(jié)線，采用直流發(fā)電機(jī)及硅充電裝置)。從超過30a的運(yùn)行情況來看，主要存在的缺點(diǎn)或不足之處如下。

1.1雙工作母線結(jié)線布置復(fù)雜

因直流屏采用雙工作母線結(jié)線，6根直流母線水平布置于屏頂上(根據(jù)控制、信號(hào)音響的需要，直流母線上還設(shè)有8根小母線)。在同一塊屏上，有兩組母線的饋線回路或電源與饋線回路相混合布置。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)接觸不良等缺陷時(shí)，往往因結(jié)線復(fù)雜和設(shè)備間距小，而使缺陷難以處理。

1.2儀表和燈光信號(hào)難以維護(hù)

摘要茂名熱電廠原用的老式直流系統(tǒng)屏存在結(jié)線復(fù)雜、維護(hù)困難、工作可靠性差及配置不合理的問題，機(jī)組控制模式既有集中控制，又有分散控制。在改造中，根據(jù)實(shí)際情況，采用了全廠統(tǒng)一布置的直流系統(tǒng)方式，并通過分析、計(jì)算，對(duì)蓄電池組、充電設(shè)備等進(jìn)行了更新。運(yùn)行情況說明改造達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，且安全可靠，維護(hù)方便。

1老式直流系統(tǒng)屏存在的缺點(diǎn)

茂名熱電廠原用的直流系統(tǒng)屏為老式直流系統(tǒng)屏(同一屏為雙母線結(jié)線，采用直流發(fā)電機(jī)及硅充電裝置)。從超過30a的運(yùn)行情況來看，主要存在的缺點(diǎn)或不足之處如下。

1.1雙工作母線結(jié)線布置復(fù)雜

因直流屏采用雙工作母線結(jié)線，6根直流母線水平布置于屏頂上(根據(jù)控制、信號(hào)音響的需要，直流母線上還設(shè)有8根小母線)。在同一塊屏上，有兩組母線的饋線回路或電源與饋線回路相混合布置。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)接觸不良等缺陷時(shí)，往往因結(jié)線復(fù)雜和設(shè)備間距小，而使缺陷難以處理。

1.2儀表和燈光信號(hào)難以維護(hù)

摘要：介紹了超高壓直流輸電系統(tǒng)中的換流變壓器保護(hù)，分析了換流變壓器的特點(diǎn)以及超高壓直流輸電的各種運(yùn)行工況對(duì)換流變壓器保護(hù)帶來的影響。提出了換流變壓器保護(hù)的總體設(shè)計(jì)思想、相應(yīng)的保護(hù)原理與方案

關(guān)鍵詞：換流變壓器比率差動(dòng)諧波

0引言

超高壓直流輸電由于其特有的優(yōu)點(diǎn)，越來越廣范的得到應(yīng)用。這些優(yōu)點(diǎn)[1]包括：不須考慮穩(wěn)定問題；線路故障恢復(fù)能力較強(qiáng)；調(diào)節(jié)作用利于交流系統(tǒng)的穩(wěn)定；減少互聯(lián)交流系統(tǒng)的短路容量；超過一定距離建設(shè)投資更經(jīng)濟(jì)等。我國(guó)目前已投運(yùn)的超高壓直流輸電工程包括葛上直流、天廣直流和三常直流等，在這些工程中所有的保護(hù)與控制系統(tǒng)都是國(guó)外進(jìn)口設(shè)備。

換流變壓器是直流輸電系統(tǒng)中必不可少的重要設(shè)備。它可以提供相位差為30°的12脈波交流電壓，降低交流側(cè)諧波電流；作為交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)的電氣隔離，提供閥的換相電抗；通過換流變壓器可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)交流電壓，以使直流系統(tǒng)運(yùn)行在最優(yōu)的狀態(tài)等。

換流變壓器的投資在換流站中占有很大的比例，換流變壓器的可靠安全運(yùn)行是直流輸電系統(tǒng)可靠安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。因此對(duì)換流變壓器提供完善的保護(hù)功能對(duì)直流輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行顯得尤為重要。下面主要討論換流變壓器的特點(diǎn)、直流輸電的各種運(yùn)行工況對(duì)換流變壓器保護(hù)的影響，并結(jié)合其特點(diǎn)提出相應(yīng)的保護(hù)原理與方案。

電力通信是電力企業(yè)生產(chǎn)和管理的基礎(chǔ)手段，是電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，而電力通信直流電源則是保證通信設(shè)備正常運(yùn)行，通信暢通的基礎(chǔ)，是電力通信的“心臟”，一旦通信直流電源發(fā)生故障，將造成通信設(shè)備供電中斷，引起通信電路中斷，造成重要信息無法正常傳輸。近年來，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和現(xiàn)代通信技術(shù)的進(jìn)步，極大地促進(jìn)了電力通信事業(yè)的飛速發(fā)展，隨著電力通信整體水平的不斷提高、通信設(shè)備的不斷更新，對(duì)電力通信直流電源也提出了更高的要求，因此做好對(duì)電力通信直流電源的維護(hù)具有重要意義，直接影響著電力通信網(wǎng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

1電力通信直流電源的組成

通信直流電源是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，目前電力通信直流電源均采用－48V的高頻開關(guān)直流電源，電力系統(tǒng)中典型的電力通信直流電源結(jié)構(gòu)組成如下圖所示，從圖中可知電力通信直流電源由交流部分、整流器、直流分配部分、蓄電池組和監(jiān)控模塊等按照要求組合而成。

①交流部分。交流部分的市電輸入一般為2路380V三相四線交流輸入，在電源容量較小時(shí)有時(shí)也使用2路220V單相交流輸入，以保證電源可靠供電。為防止雷擊和過電壓破壞，在市電輸入端應(yīng)加裝避雷器，常用的有普通氧化鋅避雷器和OBO防雷模塊等；由于此處的防雷主要是對(duì)非直擊的感應(yīng)雷擊的浪涌電壓的防護(hù)，因此避雷器的通流量一般選擇在15－20KA，殘壓在1.5KV左右，就可有效的保護(hù)電源設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)兩路輸入的交流電的通斷互鎖，自動(dòng)切換，還需裝設(shè)交流切換裝置，采用機(jī)械互鎖或電氣互鎖方式，但是應(yīng)注意任何時(shí)候都不允許出現(xiàn)兩路交流電源同時(shí)接通或者同時(shí)斷開的現(xiàn)象。經(jīng)過切換裝置后，交流輸入分為整流器模塊輸入和交流分路輸出，交流分路輸出為機(jī)房其他交流用電設(shè)備提供電源，如計(jì)算機(jī)、UPS等。

②整流器部分。整流器是通信直流電源的最重要的組成部分，通信直流電源的供電質(zhì)量主要取決于整流器的電氣指標(biāo)，它完成AC-DC變換并以并聯(lián)均流方式為通信設(shè)備供電，同時(shí)對(duì)蓄電池組進(jìn)行恒流限壓充電和監(jiān)控模塊的供電。現(xiàn)在所有的通信直流電源均采用模塊化高頻開關(guān)整流器，它具有其體積小、效率高、模塊化、功率因素高、輸入電壓范圍寬、噪聲低、可靠性高以及可帶電熱插拔等優(yōu)點(diǎn)；電力通信直流電源所使用的高頻開關(guān)整流器模塊一般為單相220V交流輸入，功率因素可達(dá)0.99以上，模塊容量一般為每塊20A/－48V～50A/－48V；在實(shí)際使用中，如果輸入的是380V三相四線交流電源，則應(yīng)注意將所有整流模塊平均分配到每一相；同時(shí)為了提高整流器工作的可靠性，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮多余備用容量，模塊配置采用N+1冗余。高頻開關(guān)整流器模塊有內(nèi)控式和外控式兩種類型，內(nèi)控式整流器內(nèi)部設(shè)有獨(dú)立的監(jiān)控單元，可對(duì)整流器模塊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、檢測(cè)和顯示，與系統(tǒng)的監(jiān)控模塊采用RS-485總線相連；外控式整流器在內(nèi)部不設(shè)獨(dú)立的監(jiān)控單元，完全由系統(tǒng)監(jiān)控模塊控制，若監(jiān)控模塊故障，整流器模塊轉(zhuǎn)為自主工作狀態(tài)，其輸出電壓電流服從初始的設(shè)定值。

③直流分配部分。直流分配部分將整流器輸出的直流電壓進(jìn)行分配，一路給蓄電池組充電，其它分配給通信設(shè)備和其它直流用戶供電。直流分配部分決定了設(shè)備的最終分配容量，因此要求在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮直流分路輸出的用戶數(shù)和容量，滿足日后通信設(shè)備接入的需要。在給蓄電池組充電的分路開關(guān)之前應(yīng)加裝欠壓保護(hù)繼電器，當(dāng)蓄電池組放電達(dá)到欠壓告警值時(shí)發(fā)出告警，放電到欠壓關(guān)斷值時(shí)控制自動(dòng)斷開蓄電池組，保護(hù)蓄電池組不會(huì)因?yàn)檫^放電而導(dǎo)致?lián)p壞。現(xiàn)在直流分路輸出開關(guān)多采用空氣開關(guān)，應(yīng)注意配置使用直流空氣開關(guān)，因?yàn)橹绷骺諝忾_關(guān)的滅弧能力很強(qiáng)，而不應(yīng)使用普通交流空氣開關(guān)。