直流屏的組成和架構
一.直流系統的概念
直流系統是應用于水力、火力發電廠，各類變電站和其它使用直流設備的用戶，為給信號設備、保護、自動裝置、事故照明、應急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設備。直流系統是一個獨立的電源，它不受發電機、廠用電及系統運行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由后備電源—蓄電池繼續提供直流電源的重要設備。直流屏的可靠性、安全性直接影響到電力系統供電的可靠性和安全性。
二.直流系統的用途
廣泛應用于水力、火力發電廠，各類變電站和其它使用直流設備的用戶(如發電廠、變電站、配電站、石化、鋼鐵、電氣化鐵路、房地產等)，為信號設備、保護、自動裝置、事故照明及斷路器分、合閘操作提供直流電源，它也同樣廣泛的應用于通信部門、計算機房、醫院、礦井、賓館，以及高層建筑的可靠應急電源，用途十分廣泛。還有直流系統的心臟是蓄電池，對蓄電池進行科學的維護是直流系統的核心工作。
三.直流系統的組成
直流系統主要由兩大部份組成。一部份是電池屏，另一部份是直流充電屏(直流屏)。電池屏就是一個可以擺放多節電池的機柜(800×600×2260)。電池屏中的電池一般是由2V-12V的電池以9節到108節串聯方式組成，對應電的電壓輸出也就是110V或220V。目前使用的電池主要是閥控式密封免維護鉛酸電池。直流屏主要是由機柜、整流模塊系統、監控系統、絕緣監測單元、電池巡檢單元、開關量檢測單元、降壓單元及一系列的交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等配電單元。
1. 整流模塊系統：
電力整流模塊就是把交流電整流成直流電的單機模塊，通常是以通過電流大小來標稱(如2A模塊、5A模塊、10A模塊、20A模塊等等)，按設計理念的不同也可以分為：風冷模塊、獨立風道模塊、自冷模塊、自能風冷模塊和自能自冷模塊。它可以多臺并聯使用，實現了N+1冗余。模塊輸出是110V、220V穩定可調的直流電壓。模塊自身有較為完善的各種保護功能如：輸入過壓保護、輸出過壓保護、輸出限流保護和輸出短路保護等。
2. 監控系統：
監控系統是整個直流系統的控制、管理核心，其主要任務是：對系統中各功能單元和蓄電池進行長期自動監測，獲取系統中的各種運行參數和狀態，根據測量數據及運行狀態及時進行處理，并以此為依據對系統進行控制，實現電源系統的全自動管理，保證其工作的連續性、可靠性和安全性。監控系統目前分為兩種：一種是按鍵型還有一種是觸摸屏型。：監控系統提供人機界面操作，實現系統運行參數顯示，系統控制操作和系統參數設置。
3. 絕緣監測單元：
直流系統絕緣監測單元是監視直流系統絕緣情況的一種裝置，可實時監測線路對地漏電阻，此數值可根據具體情況設定。當線路對地絕緣降低到設定值時，就會發出告警信號。直流系統絕緣監測單元目前有母線絕緣監測、支路絕緣監測。
4. 電池巡檢單元：
電池巡檢單元就是對蓄電池在線電壓情況巡環檢測的一種設備?？梢詫崟r檢測到每節蓄電池電壓的多少，當哪一節蓄電池電壓高過或低過設定時，就會發出告警信號，并能通過監控系統顯示出是哪一節蓄電池發生故障。電池巡檢單元一般能檢測2V-12V的蓄電池和巡環檢測1-108節蓄電池。
5. 開關量檢測單元：
開關量檢測單元是對開關量在線檢測及告警干節點輸出的一種設備。比如在整套系統中哪一路斷路器發生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷后開關量檢測單元就會發出告警信號，并能通過監控系統顯示出是哪一路斷路器發生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷。目前開關量檢測單元可以采集到1-108路開關量和多路無源干節點告警輸出。
6. 降壓單元：
降壓單元就是降壓穩壓設備，是合母電壓輸入降壓單元，降壓單元再輸出到控母，調節控母電壓在設定范圍內(110V或220V)。當合母電壓變化時，降壓單元自動調節，保證輸出電壓穩定。降壓單元也是以輸出電流的大小來標稱的。降壓單元目前有兩種，一種是有級降壓硅鏈，一種是無級降壓斬波。有級降壓硅鏈有5級降壓和七級降壓，電壓調節點都是3.5V，也就是說合母電壓升高或下降3.5V時降壓硅鏈就自動調節穩定控母電壓。無級降壓斬波就是一個降壓模塊，它比降壓硅鏈體積小，它沒有電壓調節點所以輸出電壓也比降壓硅鏈要穩定，還有過壓、過流、和電池過放電等功能。不過目前無級降壓斬波技術還不是很成熟常發生故障，所以還是降壓硅鏈使用效廣泛。
7. 配電單元：
配電單元主要是直流屏中為實現交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等功能所使用的器件如：電源線、接線端子、交流斷路器、直流斷路器、接觸器、防雷器、分流器、熔斷器、轉換開關、按鈕開關、指示燈以及電流、電壓表等等。
四.電池容量選擇和模塊的配置
電池容量選擇要進行直流負荷的統計，直流負荷按性質分為經常負荷、事故負荷、沖擊負荷。經常負荷主要是保護、控制、自動裝置和通信設置。事故負荷是指停電后必須由直流系統供電的負荷，如UPS、通信設置等。沖擊負荷是指極短時間內施加的大電流負荷，比如斷路器分、合閘操作等。根據上述三種直流負荷統計就可以計算出事故狀態下的直流持續放電容量。一般在220KV的變電站直流系統的蓄電池要選擇兩組電池，電池容量是150AH-200AH，110KV的變電站直流系統的蓄電池要選擇一組電池，池容量是100AH-150AH，35KV的變電站直流系統的蓄電池要選擇一組電池，池容量是50AH-100AH。模塊數量的配置是要全部模塊出額定電流總值要≥最大經常負荷加蓄電池充電電流.(蓄電池充電電流是按0.1c-0.2c10).如100AH的蓄電池組其充電電流是0.1c*100=10A，在不計算經常負荷的情況下選用額定電流5A電流的模塊和話2臺模塊就可以滿足對蓄電池的充電，要實現N+1冗余總共選擇3臺5A模塊。（文章采集自北京國電遠通電氣有限公司，如涉及版權問題請聯系我們刪除）
