浅析变电站交直流一体化电源的应用与发展

浅析变电站交直流一体化电源的应用与发展

发表时间：2017-06-13T14:22:55.687Z 来源：《电力设备》2017年第6期作者：夏志兵

[导读] 本文介绍了交直流一体化电源的系统构成，及在智能变电站中的应用情况，论述了常规变电站中电源系统存在的问题，总结了一体化电源设计存在的优势。

（国网天津市电力公司东丽供电分公司天津 300300）

摘要：近年来，随着电力行业的快速发展，变电站逐渐朝着智能化的方向发展。本文介绍了交直流一体化电源的系统构成，及在智能变电站中的应用情况，论述了常规变电站中电源系统存在的问题，总结了一体化电源设计存在的优势，并对其在新建变电站及改造变电站中的推广应用做出了展望。

关键词：变电站；交直流；一体化电源；应用；发展

前言

变电站低压交直流系统为全站提供生产生活、倒闸操作、保护装置运行、通信等装置的工作电源，此外还给事故状态下的照明系统提供工作电源，是变电站安全稳定运行的重要保障。为了保证变电站正常运行所需的交流、直流电源，不同电压等级的变电站通常采用不同的系统设计，以满足供电可靠性和保护装置运行的要求。500kV变电站和重要的220kV变电站通常采取双路交流电源，三组蓄电池三充电机的配置，提高设备的冗余度，保证交直流系统的可靠性。常规220kV与110kV变电一般采取变压器低压侧两路交流电源，两组蓄电池双充电机配置，交直流系统采用自动互投方式或者分段开关运行方式，能够满足大部分变电站要求。早期35kV变电站交直流系统接线方式常为双电源，交直流均为Ⅰ段，比较简单、灵活，满足不同的现场需求。

1变电站常见的交直流系统

由于变电站现场运行条件复杂多样，不同厂家有不同设计思路，且变电站经过扩建、技改等工程之后，常常形成了特殊的接线方式。这些方式有别于典型的交直流系统，需要特别给予注意，以保证运行维护以及日常倒闸操作的正确、安全。

1.1一种直流系统接线方式分析

变电站直流系统取自两段交流母线的两路馈线，由两组或三组充电机整流至两段直流母线。正常运行时，充电机输出开关或者把手打至“充电机至母线”，充电机的“充电机至蓄电池”开关断开，蓄电池开关“蓄电池至母线”合上，保持浮充电状态，直流系统分段开关在分位。

1.2 110kV与35kV变电站低压交直流系统接线方式

110kV与35kV系统接线方式灵活，供电区域较小，检修停电操作方便，因此35kV变电站交直流系统配置较为简化，通常为两路交流进线经自动投切装置（ATS）出一段交流母线，典型设计双电源一段交流母线接线方式。正常运行时由一组进线工作即可保证全站交直流用电。两路进线通常选自变电站低压两段母线站用变，也可一路选自站用电，一路选自外接临时电源。一些变电站为了简化充放电操作，单独设置了充电机至蓄电池充电开关或者把手，这样即使在蓄电池进行充电实验时，依然可以保证该段蓄电池所接母线可以带部分负荷，减轻另外一条直流母线的供电压力，也使蓄电池可以直接用充电机进行浮充电。为避免由于元件及线路参数原因形成直流环路，在蓄电池至母线的接线上串接了二极管，使蓄电池可以向母线供电，而母线却不能向蓄电池浮充电。

1.3常见35kV变电站站用电接线方式

早期35kV变电站通常只有一段380V交流母线即可保证全站的正常供电。对于10kV母线分段的35kV变电站，允许每段母线分别接一台站变，分列运行带全站站用负荷。但是由于早期35kV变电站所带负荷通常采用了10kV环网，局部35kV变电站的停电并不影响电力供应，因此存在着全站停电并且失去站用电的情况。为解决上述问题，在最新的直流系统设计中，低压交流侧均为双电源供电模式，直流系统采取辐射状供电方式，不允许环网供电，很好的提高了供电可靠性，确保站用交直流系统稳定运行。

随着智能变电站的普及，站用电交直流系统由过去的分块组成发展为交直流一体化系统，将380V低压交流电源、220V直流电源、48V 通信电源、UPS电源及事故照明电源集成一体，减少了设备，增加了监测技术，能够实时报出运行故障，并与后台机进行通信，发故障告警信号。交直流一体化系统通过直流馈线柜出线直接直流变换，不需要48V蓄电池故障情况下供电，大大减少了运维人员的维护量和操作量，保证了供电的可靠性。

交直流一体化电源系统具有以下特点：(1)有灵活的运行方式，可以适应不同现场需求，尤其是满足无人值班运行要求；(2)监视、测控功能完善，装置监测开关位置、ATS位置等遥信量，及进线电压、母线电压与电流、频率、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数等遥测量，并上传后台管理机；(3)配置零序、过流和电压保护，在发生故障时能自动判断闭锁ATS动作，避免故障扩大。交直流一体化电源系统核心部件为它的智能控制单元，控制单元配置了显示屏，集成了开关控制、模块监视和信息采集功能，巡视过程中必须加以巡视，及时发现控制单元故障，避免装置误动作或者拒动。

2一体化电源的优点

(1)交流一体化电源系统中，将“UPS蓄电池+操作蓄电池组+通信蓄电池组”合并为一体进行配置，减少了蓄电池组配置组数，相关蓄电池室可以取消，简化了基建设计，同时解决了UPS电池和通信电池组的日常维护和管理问题。(2)交流一体化电源系统采用模块化设计，解决了站用电源施工二次线多、跨屏二次电缆多问题，开关智能模块化，可监测开关位置、事故跳闸告警、负荷电流、泄露电流等，电源监测不在有盲点。(3)交直流一体化电源系统建立了统一站用电源管理平台，解决了站用电源信息共享问题，采用IEC61850实现与变电站自动化系统的接口。

3绝缘监测装置

3.1直流系统接地故障的原因

(1)由于施工工艺不完善，没有对直流电路的二次电缆落线进行必要的绝缘处理，使得带电部位接触柜体而接地。(2)没有对设备进行必要的防潮处理，例如降雨期间设备端子箱及机构箱受潮甚至积水，使得辅助接点受潮降低了二次回路的绝缘能力，引发接地。(3)设备的某些部分操作频繁，致使直流二次电缆的绝缘部分出现损坏，这样一来，直流电源能够与金属设备接触而造成接地。(4)随着时间的推移，直流设备的使用年限增加，其绝缘逐渐老化，带来接地风险。

3.2绝缘监测技术

首先，用于测量直流绝缘电阻这一缓变参数的时间短，在具体的测量当中，假定绝缘电阻值不变。此时，在确保继电器闭合的情况

交直流一体化电源系统技术协议

锦界北区晶登110KV升压 站工程 交直流一体化电源 技术规范书 陕西西北火电工程设计咨询有限公司 二○一五年九月

一、一般要求 1、交直流一体化电源系统（包括交流电源、直流电源、逆变电源、通信电源）宜由一家供应商提供，统一进行设计、生产、调试、服务。 2、交直流一体化电源系统宜整体使用各种功能模块进行配置，特别是所有进线、出线开关应使用智能开关模块：将开关、传感器、智能电路集成在一个可插拔式机箱模块内。直流绝缘监测功能分散到直流馈线模块内处理。要求模块外部没有二次接线，模块之间没有常规联络电缆，模块对外只有通信接线，以满足变电站上行下达信息传输的核心思想。 3、设置站用电源一体化监控模块，对全站站用电源进行统一管理。 4、取消UPS，使用逆变电源直接挂在变电站直流母线上运行。事故照明电源取自相关逆变电源输出。 5、取消通信蓄电池组配置及通信用充电设备，使用DC/DC模块直接挂在变电站直流母线上运行。 6、站用交流系统采用ATS开关并配置智能设备实现多运行方式自动投切。 7、单体蓄电池监测不宜有跨柜接线，对外只有通信接线，以满足变电站上行下达信息传输的核心思想。 8、操作用直流系统符合国家相关规定。 9、所有站用电源智能模块均采用直流作为装置电源。 二、遵从标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版本均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 2900.1-1993 电工术语基本术语 GB/T 2900.11-1988 蓄电池名词术语 GB/T 2900.17-1994 电工术语电气继电器 GB/T 2900.32-1992 电工术语电力半导体器件

发展中的化学电源

第2课时发展中的化学电源 [目标导航] 1.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。 2.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 3.能正确书写简单化学电源的电极反应式。 一、常见的化学电源 1．锌锰干电池 (1)结构：锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质。 (2)原理：锌锰电池是一次性电池，放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。负极发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH＋4＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。 (3)缺陷与改进：锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的腐蚀。改进措施：①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池。 2．充电电池 (1)充电电池又称二次电池。充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内 放电 电能。 循环进行。充电电池中能量的转化关系是：化学能 充电 (2)常见的充电电池 ①铅蓄电池 负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液，常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。 ②镍镉电池 以Cd为负极，NiO(OH)为正极，以KOH为电解质，寿命比铅蓄电池长，但

镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重污染环境。 ③碱金属中的Li是最轻的金属，活泼性极强，是制造电池的理想物质。锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。 3．燃料电池 (1)燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。 (2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。 (3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下： 负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O(氧化反应)； 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应)； 总反应：2H2＋O2===2H2O。 【议一议】 1．判断正误 (1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细。() (2)氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能。() (3)氢氧燃料电池工作时氢气在负极上被氧化。() (4)太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅。() 答案(1)×(2)×(3)√(4)× 二、原电池电极反应式的书写方法 1．负极反应式的书写 先判断负极材料，然后再分析其反应特点，并注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。 (1)锌锰干电池(Zn—C—NH4Cl)的负极是Zn，其负极反应特点是锌本身失去电子生成Zn2＋，Zn2＋与电解质溶液成分不反应，负极反应式是Zn－2e－===Zn2＋。 (2)铅蓄电池(Pb—PbO2—H2SO4)的负极是Pb，其负极反应特点是Pb失去电子生成Pb2＋，Pb2＋与电解质溶液中的SO2－4反应生成PbSO4，负极反应式是Pb －2e－＋SO2－4===PbSO4。

变电站交直流一体化电源的解决方案

1 引言 站用电源是变电站安全运行的基础，随着变电站综自化程度的越来越高以及大量无人值班站投运，相应提高站用电源整体的运行管理水平具有非常重要意义。笔者认为，站用电源始终需要立足于系统技术来研究和发展，根据实际问题、发展现状提出发展思路。现有站用电源在资源整合、自动化水平、管理模式等方面都还存在很大的优化空间，结构紧凑、经济可靠的变电站交直流一体化电源模式具有广阔的应用前景。 2 传统站用电源现状分析 传统变电站站用电源分为交流系统、直流系统、UPS 、通信电源系统等，各子系统采用分散设计，独立组屏，设备由不同的供应商生产、安装、调试，供电系统也分配不同的专业人员进行管理。这种模式存在的主要问题： （1）、站用电源自动化程度不高。由不同供应商提供的各子系统通信规约一般不兼容，难以实现网络化管理，系统缺乏综合的分析平台，制约了管理的提升。 （2）、经济性较差。站用电源资源不能综合考虑，使一次投资显著增加。 （3）、安装、服务协调较难。各个供应商由于利益的差异使安装、服务协调困难，远不如站用交直流电源一体化的“交钥匙工程”模式顺畅。 （4）、运行维护不方便。站用电源分配不同专业人员进行管理：交流系统与直流系统由变电人员进行运行维护，UPS由自动化人员进行维护，通信电源由通信人员维护，人力资源不能总体调配，通信电源、UPS等也没有纳入变电严格的巡检范围，可靠性得不到保障。 3 变电站交直流一体化电源的解决方案 变电站站用交直流一体化电源系统是使用系统技术，针对变电站站用交流、直流、逆变、通信电源整体，根据实际问题、发展现状提出解决方案的站用电源系统。 目前有关生产研发厂家已提出三代产品，分别是： （1）、智能型站用电源交直流一体化系统 主要实现：

智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用

智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用 伴随着我国科技水平的发展，智能技术被广泛应用在各个领域中。交直流电源智能化运行是通过整合交、直流电源实现的，为供电用电的一体化提供了解决方案，能有效地提高运行的稳定安全性，从而提高了变电站电源管理能力。而交直流一体化电源系统具有集成度高、管理简便等优势，可集中监控和管理多套电源系统，提高了多套站用电源系统蓄电池组的共享性，随着交直流一体化电源系统方案的广泛应用，其所存在的问题急需从根本上进行解决（包括标准化程度不高、各品牌间的兼容性差等）。为确保变电站的可靠运行，提出全模块化电源系统方案，以期提高维护效率并降低维护成本，为提高交直流一体化电源系统的标准化程度提供参考。 标签：智能变电站;交直流一体化;电源系统;研究;应用 引言 变电站内部供电系统的稳定运行是供电可靠的前提。近年来，随着互联网与自动化技术的发展，数字化与智能化设备被大量的应用于变电站中，为提高电源管理的可靠性具有积极的意义。传统变电站电源系统由直流部分、交流部分、UPS、通信系统等构成。各个子系统的设计制造到现场的安装调试由不同的生产厂家对应负责，后期运行维护也由相应的专业人员负责检修。随着智能变电站系统的成熟发展，较多智能变电站在投运后逐步提出了交直流一体化电源设计。在智能变电站设计运行中，将传统变电站各个子系统实现统一化设计、统一化安装配置、统一化监测控制。采用直流变换器直接接入直流母线代替了通信蓄电池组，应用智能终端，合并单元等装置，采用庞大的交换机组。因此，改变传统变电站的不足，使智能变电站的电源更加可靠、合理。此外，技术更加先进，减少人力资源投入，实现自动化设计具有现代化的意义。 1智能变电站交直流一体化电源系统现状 常规变电站中分散设计电源系统逐渐被淘汰，新诞生的智能变电站交直流一体化电源系统得到了广泛应用，很大程度上方便了变电站的使用与管理。现下，有关智能变电站交直流一体化电源系统的研究包含： （1）如何可靠且稳定的将智能站交流电源启动切换实现的问题; （2）电力专用逆变电源产生能够影响负载设备的一些干扰，如被电气隔离的电源直流、交流输出与输入或动态瞬变、杂讯干扰等。同时，旁路控制逻辑维修中，任意运行状态下的不间断电源得以在维修旁路开关闭合下而连续供电且不会遭受影响的问题; （3）交直流变换电源模块、高频开关电源自主稳流、均流及稳压方面，同时整机效率、电网冲击、浪涌彻底消除及抗干扰能力，开机软启动问题等;

《220kv变电站直流系统》

220kv变电站直流系统 目录 1?什么是变电站的直流系统 2.变电站直流系统的配置与维护 3.直流系统接地故障探讨 4.怎样提高变电站直流系统供电可靠性 5.如何有效利用其资源 1?什么是变电站的直流系统

变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。变电站的继电保护、自动装置、信号装置、事故照明和电气设备的远距离操作，一般都采取直流电源，所以直流电源的输出质量及可靠性直接关系到变电站的安全运行和平稳供电。变电站的直流 系统被人们称为变电站的“心脏”，可见它在变电站中是多么的重要。 直流系统在变电站中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。它还为操作提供可靠的操作电源。直流系统的可靠与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用，是变电站安 全运行的保证。 （1）220kv变电站直流母线基本要求： 蓄电池组、充电机和直流母线 1.设立两组蓄电池，每组蓄电池容量均按单组电池可为整个变电站直流系统供电考虑。 2.设两个工作整流装置和一个备用整流装置，供充电及浮充之用，备用整流装置可在任一台工作整流装置故障退出工作时，切换替代其工作。 3.直流屏上设两段直流母线，两段直流母线之间有分段开关。正常情况下，两段直流母线分列运行，两组蓄电池和两个整流装置分别接于一段直流母线上。 4.具有电磁合闸机构断路器的变电站，直流屏上还应设置两段合闸母线。 5.220kV系统设两面直流分电屏。分电屏I设1组控制小母线（KM I）、1组保护小母线（BM I）;分电屏H设1组控制小母线（KMI）、

1组保护小母线（BMI）。 6.110kV系统设1面直流分电屏，屏设1组控制小母线（KM）、1组保护小母线（BM。 7.10kV/35kV系统的继电保护屏集中安装在控制室或保护小间的情况下，在控制室或保护小间设1面直流分电屏。 8 信号系统用电源从直流馈线屏独立引出。 9.中央信号系统的事故信号系统、预告信号系统直流电源分开设置 10.每组信号系统直流电源经独立的两组馈线、可由两组直流系统的两段直流母线任意一段供电。 11.断路器控制回路断线信号、事故信号系统失电信号接入预告信 号系统；预告信号系统失电信号接入控制系统的有关监视回路。 12.事故音响小母线的各分路启动电源应取自事故信号系统电源；预告信号小母线的各分路启动电源应取自预告信号系统电源。 13.公用测控、网络柜、远动柜、保护故障信息管理柜、调度数据网和UPS勺直流电源从直流馈线屏直接馈出。 （2）、直流系统运行一般规定： （1）、220KV变电站一般采用单母线分段接线方式，110KV变电站一般采用单母线接线方式。直流成环回路两个供电开关只允许合一个，因为母联开关在断开时，若两个开关全在合位就充当母联开关，其开关容量小，线型面积小，又不符合分段运行的规定。直流成环回路分段开关的物理位置要清楚，需要成环时应先合上母联开关再断开直流屏上的另一个馈线开关。

变电站一体化电源分析

2010年第05期（总第120期） 沿海企业与科技 COASTAL ENTERPRISES AND SCIENCE&TECHNOLOGY NO.05,2010 （Cumulatively NO.120）变电站一体化电源分析 李昭桦 ［摘要］文章针对变电站站用直流系统和通信系统共享使用统一的蓄电池组的一体化电源方案进行深入分析，提出一体化电源在实现过程中需要注意的关键问题—— —接地和蓄电池组后备时间，并给出解决措施的建议。 ［关键词］变电站；电力；站用直流系统；通信电源；一体化 ［作者简介］李昭桦，广东省电力设计研究院工程师，研究方向：电力系统通信设计，广东广州，510663 ［中图分类号］TM63［文献标识码］A［文章编号］1007-7723（2010）05-0139-0003 一、引言 变电站内的站用直流系统和通信电源系统均 配置有蓄电池组，其维护分别由电气和通信两个 专业负责。变电站一体化电源典型方案是取消通 信电源的蓄电池组，将站内直流电源系统、通信用 直流变换电源（DC/DC）组合为一体，共享使用站用 直流系统的蓄电池组，并统一集中监控的成套设 备。该组合方式是以直流操作电源为核心，通信用 直流变换电源DC/DC由直流输入变换为直流输出 的电源装置，输出特性满足通信电源的要求。它与 直流操作电源的充电装置和蓄电池组相配合，为 电站的通信设备提供电源，可以减少蓄电池组的 重复配置，提高电力通信的运维效率，节约人力维 护成本。 二、站用直流系统和通信电源 变电站直流系统由交流输入、充电装置、馈电 屏、蓄电池组、监控单元（含馈线状态监测单元）、 电压监测、绝缘监察（含接地选线）、硅降压回路、蓄电池管理单元、直流馈线网络等组成。站用直流系统作为变电站控制负荷和部分重要直流动力负荷的电源，主要任务就是给继电保护、开关合分及控制系统、信号系统、自动装置等提供可靠的直流电源，它在变电站中是一个独立的电源，不受交流的影响，在全厂或全所失电的情况下，仍能保证控制信号、保护、自动装置等电源及事故处理工作。站用直流系统采用不接地方式，典型的直流系统原理图如图1所示。 通信设备的直流供电系统由交流配电屏（可选）、高频开关电源、蓄电池、直流配电屏等部分组成，通信电源的连接如图2所示。 三、一体化电源的关键问题和解决措施 站用直流系统为不接地系统，通信电源为接 地系统。一体化电源如何接地，这是技术上需要解决的问题。站用直流系统和通信电源的蓄电池组后备时间的规定标准不同，一体化电源的蓄电池组后备时间遵循哪个标准，需要从管理和规章来分析。本文就这两个关键问题展开分析，提出解决的建议方案。 （一）接地问题的解决 1.站用直流系统接地 当前全国变电站直流系统具有统一的规范（DL-T5044-2004）《电力工程直流系统设计技术规程》[1]指导，直流电源系统采用不接地方式。站用直流系统为不接地系统，直流系统发生一点接地，不会产生短路电流，亦可继续运行；但是必须及时查找接地点并尽快消除接地故障，否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号装置、继电保护及自 图2通信电源连接示意图 图1站用直流系统原理图 139

化学电源知识点 (1)

化学电源 一、化学电池： 化学电池，是一种能将化学能直接转变成电能的装置，它通过化学反应，消耗某种化学物质，输出电能。它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。 判断一种电池的优劣或是否符合某种需要，主要看这种电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少（比能量，单位是（W·h）/kg, （W·h）/L）,或者输出功率的大小（比功率，W/kg, W/L）以及电池的可储存时间的长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而输出点能多、功率大、可储存时间长的电池，更适合使用者的需要。化学电池的主要部分是电解质溶液，和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流产生，因而获得电能。化学电池放电到一定程度，电能减弱，有的经充电复原又可使用，这样的电池叫蓄电池，如铅蓄电池、银锌电池等；有的不能充电复原，称为原电池，如干电池、燃料电池等。 二、不同种类的电池： （一）一次电池 一次电池的活性物质（发生氧化还原反应的物质）消耗到一定程度，就不能使用了。一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池。常用的有普通的锌锰干电池、碱性锌锰电池、锌汞电池、镁锰干电池等。 常见的一次电池： （1）普通锌锰干电池 锌锰干电池是最常见的化学电源，分酸性碱性两种。干电池的外壳（锌）是负极，中间的碳棒是正极，在碳棒的周围是细密的石墨和去极化剂MnO2的混合物，在混合物周围再装入以NH4Cl溶液浸润ZnCl2，NH4Cl和淀粉或其他填充物（制成糊状物）。为了避免水的蒸发，干电池用蜡封好。干电池在使用时的电极反应为 负极：Zn —2e—＝Zn2+ 正极：2NH4+ + 2e—+ 2MnO2= 2NH3+Mn2O3+ H2O 总反应：Zn + 2MnO2+ 2NH4+= Mn2O3+ 2NH3+ Zn2++H2O （2）碱性锌锰干电池 负极：Zn ＋2OH——2e—＝Zn（OH）2 正极：2MnO2＋2H2O ＋2e—＝2MnOOH ＋2OH— 总反应：Zn ＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH ＋Zn（OH）2 （3）银一锌电池 电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的，它们所用的电池体积很小，有“纽扣”电池之称。它们的电极材料是Ag2O和Zn，所以叫银一锌电池。电极反应和电池反应是： 负极：Zn＋2OH－—2e—＝Zn(OH)2 正极：Ag2O＋H2O＋2e—＝2Ag＋2OH－

电力交直流一体化电源解决方案

关于变电站交直流一体化电源解决方案的 探讨 背景及现状 1、背景 电力系统中变电站内的操作电源是保证变电站控制、信号、保护、自动装置可靠运行的保障，变目前隆化分公司变电站一般配置三套各自独立的操作电源系统，即直流操作电源、通信电源、交流不间断电源（UPS），每套电源系统单独配置蓄电池组和监控管理系统。为控制、信号、保护、自动装置以及操作机构等供电的直流电源系统，通常称为直流操作电源。为微机、载波、消防等设备供电的交流电源系统，通常称为交流操作电源；为交换机、光端机、远动等通信设备供电的直流电源系统，则称为通讯电源。 2、现状 1、2、1直流操作电源 直流操作电源室站用交流电源正常和事故状态下都能保持可靠供电给变电站内所有控制、保护、自动装置等控制负荷和各类直流电动机、断路器合闸机构等动力负荷的电源。直流操作电源系统电源一般选择220V或110V,采用不接地方式。隆化分公司现有35千伏变电站均装设1组蓄电池及1套充电装置，采用单母线接线。 1、2.2通信电源 通信电源提供给变电站载波机、光端机等通信设备及保护复用设备电源。系统电压为48V，采用正接地方式。 1、2.3交流不间断电源 交流不间断电源在变电站中UPS主要是给不允许短时停电的计算机监控设备供

电，可靠性及稳定性较高，一般均采用一主一备串联运行方式，即正常时由主机供电，主机故障时，从机自动投入。UPS正常由交流电源供电，当交流电源消失或整流器、逆变器等元件故障，则由自带的蓄电池向逆变器供电。 隆化分公司现有变电站16座，各变电站内均配有UPS电源，由于其内置的蓄电池组容量小且没有专业的维护措施，因此造成蓄电池容量不足或损坏而无法满足自动化的要求。 1、2.4独立操作电源存在的问题 无法综合优化资源，各自独立的操作电源系统重复配置蓄电池组，使一次投资增加。 分散布置的设备增加了日常运行维护工作。 各操作电源系统的由于不同的厂家使安装、服务等协调困难。 分公司各操作电源维护班组无法统一管理。 智能一体化电源系统解决方案 2、1系统综述 基于以上各独立操作电源的现状及存在的问题，我们与有关厂家咨询提出智能一体化电源系统的解决方案，优化系统资源。智能一体化电源系统采用分层分布结构，各功能测控模块采用一体化设计、一体化配置，各功能测控模块运行状况和信息数据采用（IEC61850）标准建模并接入信息一体化平台。实行智能一体化电源各子单元分散测控和几种管理，实现对智能一体化电源系统运行状态信息的实时监测。 智能一体化电源系统应能够为全站交直流设备提供安全、可靠的工作电源，包括：380V/220V交流电源、DC220V或DC110V直流电源和DC48V通信用直

原电池和化学电源专题复习 (2)

2018——2019学年高二化学期末复习原电池和化学电源专题复习 1银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn（OH）2＋2Ag，其工作 示意图如下。下列说法不正确的是（） A.K＋向正极移动 B.Ag2O 电极发生还原反应 C.Zn 电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2 D.放电前后电解质溶液的碱性保持不变 答案 D 2.某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是（） A.Zn为电池的负极 B.正极反应式为：2FeO2－4＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D.电池工作时OH－向正极迁移 答案 A 3.如图是某同学学习原电池后整理的学习笔记，错误的是（） A.①电子流动方向 B.②电流方向 C.③电极反应 D.④溶液中离子移动方向 答案 B 4.某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2（SO4） ＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，盐桥中装有用饱和Na2SO4溶液浸泡过的琼脂。下列说法正3 确的是（）

A.b电极上发生的反应：Fe2＋－e－===Fe3＋ B.a电极上发生氧化反应：MnO－4＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O C.外电路电子的流向是从a到b D.电池工作时，盐桥中的SO2－4移向甲烧杯 答案 A 5.一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl（s）===Ag（s）＋Cl（AgCl）[Cl（AgCl）表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着Cl（AgCl）＋e－―→Cl －（aq），若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。下列说法正确的是（） A.光照时，电流由铂流向银 B.光照时，Pt 电极发生的反应为2Cl－＋2e－===Cl2 C.光照时，Cl－向Ag电极移动 D.光照时，电池总反应：AgCl （s）＋Cu＋（aq）===Ag（s）＋Cu2＋（aq）＋Cl－（aq） 6.一种锂铜可充电电池，工作原理如下图。在该电池中，非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片（Li＋交换膜）隔开。下列说法不正确的是（） A.陶瓷片允许Li＋通过，不允许水分子通过 B.放电时，N极为电池的正极 C.充电时，阳极反应为：Cu－2e－===Cu2＋ D.充电时，接线柱A应与外接电源的正极相连

(完整word版)变电站直流系统简介

变电站直流系统简介 第一章直流及不间断电源系统 第一节概述 为供给继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等直流负荷，变电站内应设由蓄电池供电的直流系统。 第二节站内直流母线接线方式简介 一、变电所直流系统典型接线 变电站常用的直流母线接线方式有单母线分段和双母线两种。双母线突出优点在于可在不间断对负荷供电的情况下，查找直流系统接地。但双母线刀开关用量大，直流屏内设备拥挤，检查维护不便，新建的220-500kv变电站多采用单母线分段接线。 220kv变电所直流系统典型接线：（如下图10-1） 220kv变电所直流系统典型接线：（如下图10-2）

二、站内直流电压特点的简介： 变电所的强电直流电压为：110V或220V，弱电直流电压为48V。 强电直流采用110V的优点： 1）蓄电池个数少，降低了蓄电池组本身的造价，减少蓄电池室的建筑面积，减少蓄电池组平时的维护量。 2）对地绝缘的裕度大，减少直流系统接地故障的机率，在一定程度上提高直流系统的可靠性。 3）直流回路中触点的断开时，对连接回路产生干扰电压，直流用110V时，能降低干扰电压幅值。 4）对人员较安全，减少中间继电器的断线故障。 强电直流采用110V的缺点： 1）变电站占地面积大，电缆截面大，给施工带来困难。

2）一般线路的高频保护的收发信机输出功率大小与直流电压有关，对长线路的保护不利。 3）交流的220V照明电源和110V的直流电源无法直接切换，需增加变压器和逆变电源，增加事故照明回路的复杂性。 4）在站内有大容量直流电动机的情况下，增大电缆截面，增加投资。 基于技术和经济上的考虑，对于采用集中控制（电缆线较长）的220-500kV 变电站，强电直流系统的工作电压宜选用220V。 当变电站规模较小或全户内的220kV变电所情况下，控制电缆长度较小时，强电直流系统的工作电压宜选用220V。 500KV变电所多采用分布式控制方式，二次设备分部控制，在主控室和分控室都设有独立的直流系统控制，电缆的长度大大缩短，变电所的蓄电池组数多。这种情况下变电所强电直流系统的工作电压宜选用110V。 三、变电站弱电直流系统的电压： 按我国的惯例，变电所弱电系统的工作电压一般采用48V，这一电压等级也符合国际标准。 第三节直流系统的绝缘监察和电压监察 一、提高直流系统 直流系统的绝缘水平，直接影响到直流系统乃至变电所的安全运行。当变电所的绝缘降低造成接地或极间短路时，将造成严重后果。 为防止直流系统绝缘水平下降危及安全运行，可采用以下对策： （1）对于直流系统直接连接的二次设备绝缘水平有严格的要求。 （2）在有条件的情况下，将保护、断路器控制用直流和其他设备用直流分开。（3）户外端子箱、操作机构，要采用具有防水、防潮、防尘、密封的结构。（4）户外电缆沟及电缆隧道要有良好的排水设施。 （5）主控室内的控制、保护屏宜采用前后带门的封闭式结构。 （6）对直流系统的绝缘水平要进行经常性的监视。 （7）采用110V的直流系统。 二、直流系统的绝缘监察 1．电磁式绝缘监查装置 利用电桥原理构成的电磁型直流系统绝缘监查装置的接线如图10-13所示。这种装置具有发出绝缘下降的信号和测量绝缘电阻值两种功能。

应用化学专业介绍及就业前景汇编

应用化学专业简介 应用化学专业偏重于应用，是研究如何将当今化学研究成果迅速转化为实用产品的应用型专业。 应用化学培养目标 本专业培养具备化学的基本理论、基本知识相较强的实验技能，能在科研机构、高等学校及企事业单位等从事科学研究、教学工作及管理丁作的高级专门人才。 应用化学专业培养要求 本专业学生主要学习化学方面的基础知识、基本理论、基本技能以及相关的工程技术知识，受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学素养，具备运用所学知识和实验技能进行应用研究、技术开发和科技管理的基本技能。 应用化学毕业生具备的专业知识与能力 1.掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识; 2.掌握无机化学、分析化学(含仪器分析)、有机化学、物理化学、化学工程及化工制图的基础知识、基本原理和基本实验技能; 3.了解相近专业的-般原理和知识; 4.了解国家关于科学技术、化学相关产品、知识产权等方面的政策、法规; 5.了解化学的理论前沿、应用前景、最新发展动态，以及化学相关产业发展状况; 6.掌握中外文资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能

力。 就业方向与前景 毕业生主要在精细化工相关企事业单位、商贸公司从事技术开发、产品研制、生产管理、生产监督、环境监测、质量检验、技术服务等工作。还可到相关行业从事化学品的应用研发、安全管理、质量检测等工作。 就业前景分析(按应用化学专业相关职位统计) 据统计，应用化学专业就业前景最好的地区是：上海。在"物理学类"中排名第3 。 应用化学专业主要方向：就业行业包括教育、材料、军工、汽车、军队、电子、信息、环保、市政、建筑、建材、消防、化工、机械等行业。部门包括：各级质量监督与检测部门、科研院所、设计院所、教学单位、生产企业、省级以上的消防总队等。 主要课程：无机化学、分析化学(含仪器分析)、有机化学、高等数学、物理化学(含结构化学)、高分子化学、精细化学、化学工程基础、化工制图、结构化学、化工原理。 应用化学就业前景分析 应用化学是研究如何将当今化学研究成果迅速转化为实用产品的应用型专业.应用化学与人类的衣、食、住、行及当今所有高新技术,都有着密切的关系,是21世纪重点发展的技术领域,所以本专业具有广阔的发展天地和发展前景.由于所学的知识比较广泛,毕业生将会具 有较强的适应能力和较广泛的选择范围.化工企业、贸易公司和政府机关中的口岸、海关、商检、公安和环保等部门,也都非常需要应用化学人才的加入.此外,毕业生在选择就读研究生

电力交直流一体化电源解决方案

电力交直流一体化电源解决方案 关于变电站交直流一体化电源解决方案的 探讨 背景及现状 1、背景 电力系统中变电站内的操作电源是保证变电站控制、信号、保护、自动装置可靠运行的保障～变目前隆化分公司变电站一般配置三套各自独立的操作电源系统～即直流操作电源、通信电源、交流不间断电源,UPS,～每套电源系统单独配置蓄电池组和监控管理系统。为控制、信号、保护、自动装置以及操作机构等供电的直流电源系统～通常称为直流操作电源。为微机、载波、消防等设备供电的交流电源系统～通常称为交流操作电源,为交换机、光端机、远动等通信设备供电的直流电源系统～则称为通讯电源。 2、现状 1、2、1直流操作电源 直流操作电源室站用交流电源正常和事故状态下都能保持可靠供电给变电站内所有控制、保护、自动装置等控制负荷和各类直流电动机、断路器合闸机构等动力负荷的电源。直流操作电源系统电源一般选择220V或110V,采用不接地方式。隆化分公司现有35千伏变电站均装设1组蓄电池及1套充电装置～采用单母线接线。 1、2.2通信电源 通信电源提供给变电站载波机、光端机等通信设备及保护复用设备电源。系统电压为48V～采用正接地方式。 1、2.3交流不间断电源

交流不间断电源在变电站中UPS主要是给不允许短时停电的计算机监控设备供电～可靠性及稳定性较高～一般均采用一主一备串联运行方式～即正常时由主机供电～主机故障时～从机自动投入。UPS正常由交流电源供电～当交流电源消失或整流器、逆变器等元件故障～则由自带的蓄电池向逆变器供电。 隆化分公司现有变电站16座～各变电站内均配有UPS电源～由于其内置的蓄电池组容量小且没有专业的维护措施～因此造成蓄电池容量不足或损坏而无法满足自动化的要求。 1、2.4独立操作电源存在的问题 无法综合优化资源～各自独立的操作电源系统重复配置蓄电池组～使一次投资增加。 分散布置的设备增加了日常运行维护工作。 各操作电源系统的由于不同的厂家使安装、服务等协调困难。分公司各操作电源维护班组无法统一管理。 智能一体化电源系统解决方案 2、1系统综述 基于以上各独立操作电源的现状及存在的问题～我们与有关厂家咨询提出智能一体化电源系统的解决方案～优化系统资源。智能一体化电源系统采用分层分布结构～各功能测控模块采用一体化设计、一体化配置～各功能测控模块运行状况和信息数据采用,IEC61850,标准建模并接入信息一体化平台。实行智能一体化电源各子单元分散测控和几种管理～实现对智能一体化电源系统运行状态信息的实时监测。 智能一体化电源系统应能够为全站交直流设备提供安全、可靠的工作电源～包括:380V/220V交流电源、DC220V或DC110V直流电源和DC48V通信用直流电源及电力用逆变电源。直流电源、电力用交流,UPS,和电力用逆变电源,INV,、通信用直流

变电站一体化电源的应用

变电站一体化电源的应用 摘要：电力是人们生活工作中非常重要的能源，在变电站中，一体化电源的应 用是很重要的发展趋势。通过变电站一体化电源的建设，能够解决很多零散问题，大大地提升变电站的运行效率和电力管理水平。所以，为了实现这样的目标，本 文通过对变电站一体化电源的应用内容进行了分析与论述，从而为有关单位及工 作人员在具体的工作中提供一定的帮助作用。 关键词：变电站；一体化电源；应用 1 引言 变电站交直流电源系统是变电站安全、稳定、可靠运行的基础。目前，35kV 及以下变电站交直流电源系统普遍采用一体化电源系统。变电站一体化电源系统 是将站用交流电源、直流电源、电力用交流不间断电源（UPS）和电力用逆变电 源（INV）、通信用直流变换电源（DC/DC）等装置进行组合，共用蓄电池组，并 统一监控的成套设备。该设备通过监控装置管理变电站交流系统、直流系统、不 间断电源、通信电源、逆变电源等站内电源系统，同时与计算机监控系统实现通信，并将实时数据上传至调度端，实现变电站交直流电源系统的“三遥”功能。 2 一体化电源的优点 2.1统一、集中监管 对各个子系统设备通过通信网络进行一体化监控。监控系统中心单元和各部 分监控单元通过一体化监控的监控器接入调度系统和自动化系统来进行监管。监 管人员可以及时通过一个管理系统查看各子系统的各种信息，包括参数、事件信息、开关状态等，也可以以此实现对各种信息的修改和管理，实现站用电源的一 键式遥控功能。专家可以整合整个电源信息，再进行专业智能系统统一的处理管理。 2.2提高土地使用率和系统安全性 一体化电源可以以组屏形式统一安放在变电站的智能化机房，不用分开安置 而占用变电站很大的空间，提高了系统的安全性。此外，解决了许多传统通信系 统电源的缺点，如漏液、起火、爆炸和漏电等。 2.3可靠的通信设备供电能力 站用直流系统和通信电源系统的整合，很好地解决了系统单独停电的情况， 提高了社会生产生活的用电质量。统一的变电站直流系统，方便专业的维护团队 建立，提高了通信设备的供电可靠性。 3 变电站一体化电源的应用 3.1接地隔离问题 在变电站运行过程中，如果出现DC/DC模块被击穿，直流操作电源接地会出 现一些状况。变电站中，运行电流较小，且变电站本身的设施建设标准不高，容 易出现故障，导致电力系统受损。发生故障时，需要进行故障隔离，确保发生故 障的不同元件间不会再有各种工作相关联。变电站各变压器运作中，一旦DC/DC 模块发生故障，就需采用反向变压器方式，利用各自的接地系统降低相互间的联系，防止故障的负面效应扩大。接地隔离问题是交直流一体化电源在变电站应用 中普遍出现的问题。解决这一问题的方法比较简单，只要及时发现故障并及时隔 离故障，就能在很大程度上降低随之而来的经济损失。在变电站中应用一体化电 源系统，应针对接地方面的故障整理出具有理论体系的应对措施，有效降低这一 故障带来的不利影响，保障一体化电源系统有效提升运作的安全性和稳定性。

化学电源教案

化学电源 一、促进观念建构的教学分析 1.教材及课标相关内容分析前一节已经学习了电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。本课时主要是让学生了解几种常见的化学电源在社会生产中的应用；通过碱性锌锰电池、蓄电池和燃料电池进一步理解原电池的概念和原理；了解化学电源的发展以及电池对环境造成的污染，增强环保意识。 2.学生分析：前的第一课时学习了：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。 3.我的思考：通过视频、学生讨论、交流等方式导出生活中同学们熟悉的各种电池的发展过程，增强学生的创新精神；然后依次的分析，各种化学电源的原理，电池的缺陷，既增强了学生的分析，综合，应变能力，同时又促进了对原电池原理的进一步理解。 二、体现观念建构的教学目标 1.知识与技能：了解一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理，性能及其应用；会判 断电池的优劣。 2.过程与方法：本设计以开放式教学为指导思想，辅助以视频、讨论、归纳等手段，让学生在不断解决问题的过程中，建构理论知识，增强实际分析、解决问题的能力和创新精神。 3.情感态度价值观：认识化学电源在人类生产、生活中的重要地位；了解环境保护在生产生活中的重要作用。培养学生的自主学习能力，信息搜集处理能力及团队合作精神。 三、教学重、难点及处理策略一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理，性能及其应用是教学重点，化学电池的反应原理是教学难点。本节课主要通过学生参与收集有关一次电池、二次电池、燃料电池的材料，视频展示、课堂讨论交流以及联系前面所学知识，将各类电池的结构特点、反应原理、性能、以及适用范围进行归纳总结，让学生主动对化学电池的反应原理进行建构。 四、促进观念建构的教学整体思路与教学结构图 教师活动学生活动

智能电网站用交直流一体化电源系统简介

智能电网站用交直流一体化电源系统简介 近年来，高中压开关电器、综自系统在电力系统受到高度重视，变电站综合技术与智能化水平得到了极大的提升。然而，针对站用电源的技术研究与产品创新却相对滞后，传统站用电源设计方案已难以适应新型变电站的发展需要。 本文针对传统站用电源分散设计存在的问题，阐述了站用交直流一体化电源系统的设计方案及其技术特点，并对其所产生的经济效益与社会效益等方面进行了综合分析。 1、传统站用电源分散设计存在的问题 一直以来，变电站站用电源分为交流电源系统、直流电源系统、UPS不间断电源系统、通信电源系统等，各子系统采用分散设计，独立组屏，设备由不同的供应商生产、安装、调试，供电系统也分配不同的专业人员进行管理。站用电源的分散设计与管理，存在着诸多问题： 1)站用电源难以实现系统管理 由不同供应商提供的交流系统与直流系统通信规约一般不兼容，难以实现网络化系统管理，自动化程度低。由于没有统一的监控设备对整个站用电源进行管理，不能实现系统数据共享，无法进行站用电源协调联动、状态检修等深层次开发应用。 2)可靠性受到影响 由于站用电源信息不能网络共享，针对故障或告警信息不具备进行综合分析的基础平台，不同专业的巡检人员分别管理各个电源子系统，难以进行系统分析判断、及时发现事故隐患。 对于涉及需站用电源各子系统协调才能解决的问题难以统一处理。如：防雷配置，避雷器参数选择，安装位置只有将整个站用电源交直流系统统一考虑才能解决；由于充电模块均流对于直流母线上纹波较敏感，需要对母线所接负荷，如逆变电源等反灌电流进行统一治理等。 3)经济性较差

由不同供应商分别设计各个子系统，资源不能综合考虑，造成配置重复，一次性投资显著增加。如：直流电源，UPS不间断电源、通讯电源分别配置独立的蓄电池，浪费用严重；交流系统配置电源自动切换设备，充电模块前又重复配置，既浪费又使设备之间难于协调运行。 4)长期维护不方便，增加成本 各个供应商由于利益差异使安装、服务协调困难，站用电源一旦出现故障需向多个厂家进行沟通协调，造成沟通困难与效率低下。 现有变电站站用电源分配不同专业人员进行管理：交流系统与直流系统由变电人员进行运行维护，UPS由自动化人员进行维护，通信电源由通信人员维护。人力资源不能总体调配，通信电源、UPS等也没有纳入变电严格的巡检范围，可靠性得不到保障。 2、交直一体化电源系统设计方案及特点 通过分析与研究传统站用电源分散设计存在的问题，针对性提出了站用交直流一体化的设计思路，以实现：第一、建立站用电源统一网络智能平台；第二、消除站用电源隐患；第三、提高站用电源管理水平；第四、进行深层次开发，提高站用电源安全与智能化水平。 1)交直流一体电源系统的定义 站用交直流一体化电源系统是指：将站用交流电源系统、直流电源系统、逆变电源系统、通信电源系统统一设计、监控、生产、调试、服务，通过网络通信、设计优化、系统联动方法，实现站用电源安全化、网络智能化设计，实现站用电源交钥匙工程，实现效益最大化目标。 智能站用电源交直流一体化系统包括：智能交流电源子系统、智能直流电源子系统、智能逆变电源子系统、智能通信电源子系统、一体化监控子系统。 2)主要技术特征 站用交直流一体化电源系并不是对交流、直流电源系统的简单混装，其主要技术特征表现在： (1)网络智能化设计：通过一体化监控器对站用交流电源、直流电源、逆变 电源、通信电源进行统一监控，建立统一的信息共享平台，实现网络智 能化。支持61850通讯规约。

化学电源

化学电源论文 0808030317 刘玉涛

燃料电池发展及应用 刘玉涛0808030317 摘要:介绍了燃料电池的性能特点，简述了日本、美国和中国燃料电池研究发展状况，展望了燃料电池在电站、微型电源及车辆、航天航空和海洋潜艇动力源等领域的应用前景。 关健词: 燃料电池、性能、应用前景 燃料电池是继火力发电、水力发电和核电之后的第四种发电方式，是电力能源领域的革命性成果，其显著特点是发电效率高，可长时间连续工作，无污染，无噪声，特别是质子交换膜燃料电池发电系统还具有工作温度低、无烟雾排放、伪装性能优良等特点，在军事方面有很好的应用前景。随着工业的发展和人类物质生活及精神文明的提高，能源的消耗也与日俱增。开发新能源须考虑到能源的高效使用和尽可能降低对环境的污染。燃料电池发电效率高，不产生C02等温室气体，是一种比较理想的清洁能源。目前，许多国家都在积极开发这一技术。 1燃料电池的特点 燃料电池(Fuel Cell )是一种将燃料和氧化剂中的化学能直接、连续地转变为电能的发电装置。由于大多数电池包括各种原电池、蓄电池和储备电池等，都只能用于短时间、小范围、低电压、小电流的局部供电，不可能发展成发电设备;而燃料电池却展现特殊的发展前景，其燃料和氧化剂分别储存在电极之外，使用时只要连续不断地将燃料和氧化剂分别供给燃料电极和氧化剂电极，它就可以不断工作，将化学能转变为电能。用作，将化学能转变为电能。用作燃料电池的燃料主要有氢、甲醇、联氨、甲醛、煤气、丙烷和碳氢化合物等，用作氧化剂的有氧、空气以及氯溴等卤族元素。 燃料电池由阳极、阴极、电解质和外部电路等组成。它的主要优点是:1)不受“卡诺循环”的限制，其能量转换效率高达60%一80%; 2)洁净，无污染，噪音低，隐蔽性强; 3)模块结构，适应不同功率要求，灵活机动; 4)比功率大，比能量高，对负载的适应性能好;5)可实现热、电、纯水联产。

浅析变电站交直流一体化电源的应用与发展

浅析变电站交直流一体化电源的应用与发展 发表时间：2017-06-13T14:22:55.687Z 来源：《电力设备》2017年第6期作者：夏志兵 [导读] 本文介绍了交直流一体化电源的系统构成，及在智能变电站中的应用情况，论述了常规变电站中电源系统存在的问题，总结了一体化电源设计存在的优势。 （国网天津市电力公司东丽供电分公司天津 300300） 摘要：近年来，随着电力行业的快速发展，变电站逐渐朝着智能化的方向发展。本文介绍了交直流一体化电源的系统构成，及在智能变电站中的应用情况，论述了常规变电站中电源系统存在的问题，总结了一体化电源设计存在的优势，并对其在新建变电站及改造变电站中的推广应用做出了展望。 关键词：变电站；交直流；一体化电源；应用；发展 前言 变电站低压交直流系统为全站提供生产生活、倒闸操作、保护装置运行、通信等装置的工作电源，此外还给事故状态下的照明系统提供工作电源，是变电站安全稳定运行的重要保障。为了保证变电站正常运行所需的交流、直流电源，不同电压等级的变电站通常采用不同的系统设计，以满足供电可靠性和保护装置运行的要求。500kV变电站和重要的220kV变电站通常采取双路交流电源，三组蓄电池三充电机的配置，提高设备的冗余度，保证交直流系统的可靠性。常规220kV与110kV变电一般采取变压器低压侧两路交流电源，两组蓄电池双充电机配置，交直流系统采用自动互投方式或者分段开关运行方式，能够满足大部分变电站要求。早期35kV变电站交直流系统接线方式常为双电源，交直流均为Ⅰ段，比较简单、灵活，满足不同的现场需求。 1变电站常见的交直流系统 由于变电站现场运行条件复杂多样，不同厂家有不同设计思路，且变电站经过扩建、技改等工程之后，常常形成了特殊的接线方式。这些方式有别于典型的交直流系统，需要特别给予注意，以保证运行维护以及日常倒闸操作的正确、安全。 1.1一种直流系统接线方式分析 变电站直流系统取自两段交流母线的两路馈线，由两组或三组充电机整流至两段直流母线。正常运行时，充电机输出开关或者把手打至“充电机至母线”，充电机的“充电机至蓄电池”开关断开，蓄电池开关“蓄电池至母线”合上，保持浮充电状态，直流系统分段开关在分位。 1.2 110kV与35kV变电站低压交直流系统接线方式 110kV与35kV系统接线方式灵活，供电区域较小，检修停电操作方便，因此35kV变电站交直流系统配置较为简化，通常为两路交流进线经自动投切装置（ATS）出一段交流母线，典型设计双电源一段交流母线接线方式。正常运行时由一组进线工作即可保证全站交直流用电。两路进线通常选自变电站低压两段母线站用变，也可一路选自站用电，一路选自外接临时电源。一些变电站为了简化充放电操作，单独设置了充电机至蓄电池充电开关或者把手，这样即使在蓄电池进行充电实验时，依然可以保证该段蓄电池所接母线可以带部分负荷，减轻另外一条直流母线的供电压力，也使蓄电池可以直接用充电机进行浮充电。为避免由于元件及线路参数原因形成直流环路，在蓄电池至母线的接线上串接了二极管，使蓄电池可以向母线供电，而母线却不能向蓄电池浮充电。 1.3常见35kV变电站站用电接线方式 早期35kV变电站通常只有一段380V交流母线即可保证全站的正常供电。对于10kV母线分段的35kV变电站，允许每段母线分别接一台站变，分列运行带全站站用负荷。但是由于早期35kV变电站所带负荷通常采用了10kV环网，局部35kV变电站的停电并不影响电力供应，因此存在着全站停电并且失去站用电的情况。为解决上述问题，在最新的直流系统设计中，低压交流侧均为双电源供电模式，直流系统采取辐射状供电方式，不允许环网供电，很好的提高了供电可靠性，确保站用交直流系统稳定运行。 随着智能变电站的普及，站用电交直流系统由过去的分块组成发展为交直流一体化系统，将380V低压交流电源、220V直流电源、48V 通信电源、UPS电源及事故照明电源集成一体，减少了设备，增加了监测技术，能够实时报出运行故障，并与后台机进行通信，发故障告警信号。交直流一体化系统通过直流馈线柜出线直接直流变换，不需要48V蓄电池故障情况下供电，大大减少了运维人员的维护量和操作量，保证了供电的可靠性。 交直流一体化电源系统具有以下特点：(1)有灵活的运行方式，可以适应不同现场需求，尤其是满足无人值班运行要求；(2)监视、测控功能完善，装置监测开关位置、ATS位置等遥信量，及进线电压、母线电压与电流、频率、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数等遥测量，并上传后台管理机；(3)配置零序、过流和电压保护，在发生故障时能自动判断闭锁ATS动作，避免故障扩大。交直流一体化电源系统核心部件为它的智能控制单元，控制单元配置了显示屏，集成了开关控制、模块监视和信息采集功能，巡视过程中必须加以巡视，及时发现控制单元故障，避免装置误动作或者拒动。 2一体化电源的优点 (1)交流一体化电源系统中，将“UPS蓄电池+操作蓄电池组+通信蓄电池组”合并为一体进行配置，减少了蓄电池组配置组数，相关蓄电池室可以取消，简化了基建设计，同时解决了UPS电池和通信电池组的日常维护和管理问题。(2)交流一体化电源系统采用模块化设计，解决了站用电源施工二次线多、跨屏二次电缆多问题，开关智能模块化，可监测开关位置、事故跳闸告警、负荷电流、泄露电流等，电源监测不在有盲点。(3)交直流一体化电源系统建立了统一站用电源管理平台，解决了站用电源信息共享问题，采用IEC61850实现与变电站自动化系统的接口。 3绝缘监测装置 3.1直流系统接地故障的原因 (1)由于施工工艺不完善，没有对直流电路的二次电缆落线进行必要的绝缘处理，使得带电部位接触柜体而接地。(2)没有对设备进行必要的防潮处理，例如降雨期间设备端子箱及机构箱受潮甚至积水，使得辅助接点受潮降低了二次回路的绝缘能力，引发接地。(3)设备的某些部分操作频繁，致使直流二次电缆的绝缘部分出现损坏，这样一来，直流电源能够与金属设备接触而造成接地。(4)随着时间的推移，直流设备的使用年限增加，其绝缘逐渐老化，带来接地风险。 3.2绝缘监测技术 首先，用于测量直流绝缘电阻这一缓变参数的时间短，在具体的测量当中，假定绝缘电阻值不变。此时，在确保继电器闭合的情况