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1前言
電力系統(tǒng)用直流電源主要用于水電站、發(fā)電廠、地區(qū)與廠礦企業(yè)的變電所內(nèi)，作為開(kāi)關(guān)、斷路器的操作電源;控制、保護(hù)、信號(hào)等設(shè)備的直流電源。電力系統(tǒng)用直流電源通常由變流器、蓄電池和其它輔助電路組成。要求運(yùn)行穩(wěn)定、工作可靠、調(diào)節(jié)方便，并能對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。
目前，大量應(yīng)用的是半導(dǎo)體不控整流或相控整流直流電源。這些直流電源產(chǎn)品除了笨重、體積重量大、有色金屬、黑色金屬消耗多，功率因數(shù)低、對(duì)電網(wǎng)的諧波污染嚴(yán)重外，還存在以下缺點(diǎn)：
在常規(guī)集中控制方法里，對(duì)于電源系統(tǒng)而言，為了進(jìn)行有效的反饋校正，集中控制的基本方法，如極點(diǎn)配置、最優(yōu)控制、狀態(tài)估算等，都需要采集系統(tǒng)所有相關(guān)的全部數(shù)據(jù)。這樣的集中采集、處理數(shù)據(jù)必然使系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，維數(shù)又很大，即不經(jīng)濟(jì)，也會(huì)因?yàn)橐粋�(gè)點(diǎn)的故障致使整個(gè)系統(tǒng)工作失常。
主要功能：針對(duì)相控整流器電源、高頻開(kāi)關(guān)模塊電源而設(shè)計(jì)。接受被控對(duì)象的反饋，完成恒壓、恒流功能;完成截流、截壓保護(hù)功能;面向直流合閘電源的充電功能;以及過(guò)壓/流、欠壓報(bào)警，熔斷器報(bào)警，母線絕緣報(bào)警等附帶功能。
(3)n#本地監(jiān)控器
n<64,不同功能的本地監(jiān)控，為完成大系統(tǒng)的不同功能要求而設(shè)計(jì)。
各個(gè)本地監(jiān)控器自身均有完整的功能，可以獨(dú)立組成一個(gè)智能型裝置，具有各自獨(dú)立的功能。相互之間通過(guò)RS485實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞與控制指令的傳送，完成復(fù)雜的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，而且假如任一本地監(jiān)控器出現(xiàn)故障，均不影響其它本地監(jiān)控器的正常工作，并能及時(shí)引起上位計(jì)算機(jī)報(bào)警，從而確保系統(tǒng)具有高可靠性和很強(qiáng)的自診斷能力。
所有本地監(jiān)控器都使用全雙工RS485通訊互連，可以接受其他本地監(jiān)控器的參數(shù)和上位機(jī)的命令;上傳本地監(jiān)測(cè)的參數(shù)和運(yùn)行的狀態(tài)。
各個(gè)本地監(jiān)控器的起/停、參數(shù)的設(shè)置通過(guò)本地鍵盤(pán)進(jìn)行。如果不配備本地鍵盤(pán)顯示，各個(gè)本地監(jiān)控器的起/停、參數(shù)的設(shè)置還可以通過(guò)上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行。
(4)上位計(jì)算機(jī)
基于WINDOWS操作系統(tǒng)，根據(jù)各個(gè)本地監(jiān)控器上傳的數(shù)據(jù)自主更新圖形化顯示，實(shí)時(shí)反映下位機(jī)——本地監(jiān)控器的工作狀況;由管理者切換監(jiān)測(cè)、控制對(duì)象。每一本地監(jiān)控器參數(shù)均可以存檔、打印。
圖2所示為實(shí)際工作于直流操作電源的上位計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)的屏幕，設(shè)置參數(shù)為：均充電流為5A，均充電壓為254V，浮充電壓為243V。
柵格內(nèi)顯示的是蓄電池充電的電壓、電流曲線。監(jiān)測(cè)屏幕右側(cè)是系統(tǒng)運(yùn)行狀況下相關(guān)的全部信息。
每個(gè)本地監(jiān)控器內(nèi)部均采用INTEL公司生產(chǎn)的80C196KC型16位高檔單片機(jī)為核心。該芯片運(yùn)算速度快，有十分強(qiáng)大的外圍支持能力，特別是其HIS/HSO通道，可方便地對(duì)外圍電路進(jìn)行實(shí)時(shí)觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)不同的控制功能。且本地監(jiān)控器的強(qiáng)電與弱電接口采用全電氣隔離設(shè)計(jì)，可有效地防止外部干擾，其中A/D采樣通道應(yīng)用電磁隔離技術(shù);開(kāi)關(guān)量輸入、輸出以及D/A模擬量輸出均采用光—電隔離技術(shù)，確保系統(tǒng)在強(qiáng)干擾環(huán)境中可靠地工作。每個(gè)模塊的CPU外圍均帶有非易失性存儲(chǔ)器，用于當(dāng)前運(yùn)行的最佳參數(shù)值掉電保持，確保在系統(tǒng)失電情況下數(shù)據(jù)不丟失，恢復(fù)通電后自行起動(dòng)并按原設(shè)置最佳參數(shù)運(yùn)行。設(shè)計(jì)具有很高的可靠性和冗余度，在各個(gè)關(guān)鍵位置均設(shè)置防飛車的軟、硬件保護(hù)措施。  圖2實(shí)際使用中的運(yùn)行曲線在監(jiān)控微機(jī)上的顯示 圖3主電路原理圖 圖4本地監(jiān)控器控制電路框圖
需要整體上的控制。下位機(jī)完成現(xiàn)場(chǎng)、設(shè)備一級(jí)的監(jiān)測(cè)、控制;上位機(jī)完成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)綜合，分析和控制，以及各種圖表、顯示、打印、存儲(chǔ)、人機(jī)對(duì)話等。
在使用過(guò)程中對(duì)照以上設(shè)計(jì)思路全部實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力系統(tǒng)用直流操作電源的監(jiān)控。通過(guò)上位計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙信，錄波、打印功能。
4結(jié)語(yǔ)
本監(jiān)控裝置通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，實(shí)測(cè)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)，運(yùn)行情況良好，性能穩(wěn)定，具有推廣應(yīng)用的價(jià)值。
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