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交流電源范文1

[關鍵詞]三相電源；星形連接；三角形連接

目前應用的交流電，一般都采用三相制的、正弦交流電，即由三個電壓、頻率相同，而相位依次相差120度的電源供電系統，這樣的電源系統稱為對稱三相電源。日常生活用的單相交流電乃是三相交流電的一相。廣泛采用三相交流電，是因為通常情況下三相發電機在技術和經濟上比單相發電機優越；在相同的輸電條件下（電壓、功率、距離和線路損失），三相制輸電可以節省金屬材料的25%，三相交流電動機的性能比單相的好，具有結構簡單、運行可靠、維護方便等優點。

一、三相交流電源的產生及特點

交流電由交流發電機產生，交流發電機通過將線圈在磁場中轉動產生交流電，線圈和磁場間的相對運動在線圈兩端產生感應電壓。隨著線圈在磁場中旋轉，該電壓的幅度和極性都會發生變化。所有的發電機，大型小型、直流交流，都需要一個能產生機械能的能源來驅動轉子。這種機械能源稱為“原動力”，發電機使用的原動力可以是蒸汽機、柴油機，或者是水力發電站使用的水力。

交流發電機有兩種基本形式：旋轉電樞和旋轉磁場型。在旋轉電樞型中，電樞是可動部分，它由大量線圈纏繞在鐵芯上構成。電樞線圈感應而生的交流電壓連接到一組集流環上，外部電路通過一組電刷從集流環上接收交流電壓。電磁鐵用來為發電機產生強大的電磁場，稱為磁化線圈或勵磁線圈。旋轉電樞發電機在很有限的范圍內使用，這是因為從發電機上轉移電能的電刷和集流環只能工作于相對比較低的電壓和較小的功率。

旋轉磁場型或同步發電機是動力系統中運用的最廣泛的一種交流發電機。在旋轉磁場型發電機中，首先給轉子線圈（取代定子線圈）提供直流電產生一個轉子磁場。然后原動力轉動轉子，從而在機器中產生一個旋轉的磁場。旋轉的磁場依次在發電機的定子線圈中產生一個三相電壓。這樣的設計允許較高的電壓和額定功率（千瓦），這是因為外部負載直接連到定子上，不用經過集流環和電刷。

對于旋轉磁場形發電機，它主要由定子和轉子兩部分組成。定子主要由定子鐵芯和定子繞組構成，定子繞組是三個獨立的繞組，分別稱其為A、B、C相繞組。它們的三個起端或末端互差120°的電角。由于三相繞組以統一速度切割磁力線，所以磁力線的頻率相同，由于每相繞組的幾何形狀、尺寸和匝數相同，因此電動勢的最大值（或有效值）彼此相等；而三相繞組的空間位置互差120度的電角，所以三個由末端指向起端的電動勢之間相互存在著120度的相位差。

所以三相對稱電源存在三個主要的特點：最大值相等；頻率相同；相位互差120°。

在構造和連接不同的三相電系統時，正確的相位順序很重要。例如，三相交流電輸出需要并聯到普通的電壓系統時，正確的相位旋轉就很重要。根據需求，發電機經常有規律地域大電力網連接或斷開。這樣的電力網是一個無限大容量總線，因為它包含很多本質上并聯在一起且電壓和頻率都不能改變的發電機。在將三相交流發電機并聯或聯機前，它們必須先同步化。當滿足下列所有條件時，可以認為交流發電機已經同步化。

1.機器的相位旋轉或相位序列和系統的相位序列相同；

2.發電機和系統電壓相同；

3.發電機和系統電壓同相；

4.發電機頻率等于系統頻率。

如果沒有按照正確的同步過程操作，將會在電力系統中造成很大的擾動并且損壞發電機線圈，所以要保證防止電壓系統中失序情況的發生。

三相對稱電動勢的解析式表示和相量圖表示：

三相交流電到達正或負的最大值的順序稱為相序。供電系統三相交流電的相序為：ABC為順序，BAC為逆序。

二、三相電源的星形連接

（一）連接方式

把三相繞組的末端接在一起，從三個始端引出三根導線。

從三個起端分別引出的導線稱為端線（俗稱火線）。從中點引出的導線中線稱為中線。

三、三相電源的三角形連接

（一）連接方式

如果將一個電源的負極性端與另一個電源的正極性端相接，即X與B，Y與C，Z與A之間相連接，形成一個閉合回路，然后從三個連接點引出三根導線，就組成三角形（形）連接。

本文通過對三相電源的產生及特點研究有助于對三相電源的使用以及維護，并為三相負載的相關知識學習打下良好的基礎，這也是電工技術知識的重點內容。

參考文獻

[1]沈裕鐘.電工學[M].北京：高等教育出版社，2007；153-158

交流電源范文2

關鍵詞： 行程開關;交流回路;短路

中圖分類號： TN86 文獻標識碼：A 文章編號：

前言

2012年8月29日，值班人員對變電站二次設備進行檢查時，發現二次保護屏內照明燈不亮，打印機失去電源無法打印，判斷保護屏失去低壓交流環路電源，后經檢查發現交流總電源小空開跳閘。初步對低壓交流回路進行檢查未發現明顯故障點后，對交流總電源小空開進行試送，小空開再次跳閘，說明存在死接短路現象，隨即將此問題按照缺陷向有關人員進行匯報。保護班工作人員到達后，檢查也未發現問題，但用表記測量火零兩線處于導通狀態，說明短路現象仍存在。最后采用拆開交流環網，逐步縮小查找范圍，最后發現3＃公用測控屏用于控制照明的行程開關內部故障造成交流回路短路，使交流總電源小開關跳閘。

問題分析

1.1保護屏后使用的用于控制照明的行程小開關型號為LX19K，上海第二機床電器廠生產，結構形式如圖1所示：

本行程開關提供一對常閉接點（接線柱2、接線柱3）和一對常開接點（接線柱1、接線柱4），當保護屏門關閉時，推動行程導桿向下運動，彈簧2和彈簧3過水平平衡點后，使中間連接片受向上作用力彈起，接線柱1和接線柱4導通，接線柱2和接線柱3斷開；門打開后，行程導桿在彈簧1作用下復位，接線柱1和接線柱4斷開，接線柱2和接線柱3導通。

1.2對故障行程開關進行檢查，發現其實際接線如下圖2所示：

也就是火線通過接線柱2和接線柱3進行通斷控制，零線兩根并接后接到接線柱1上。正常時，保護屏門關閉，接線柱2和接線柱3處于斷開位置，照明燈泡不亮，當打開保護屏門后，接線柱2和接線柱3導通，照明燈泡點亮。

1.3造成短路原因

對故障行程開關進行分析發現，造成短路的原因為接線柱1和接線柱3通過中間連接片導通，造成火線和零線接通，形成短路，產生電弧使觸點焊接在一起，形成死短接。造成此現象可能原因有：

1.3.1彈簧2和彈簧3受力不均或配合不好，造成中間連接片一端彈起而另一端未完全彈開，造成不應接觸的兩個接點導通；

1.3.2實際運行中可能有一接點被粘死不能變位，中間連接片只有一端上下運動變位，造成不應接觸的兩個接點導通。

改進接線

通過以上分析，只要將零線與行程開關脫離開就可避免行程開關問題引起的交流回路短路，見圖3，也就是只通過行程開關的一對常閉接點控制照明回路火線的通斷。

運行建議

3.1盡快對不合理接線進行整改，消除安全隱患；

3.2發生交流總電源小開關跳閘，應首先檢查屏后行程開關是否正常；

3.3從屏頂交流環網小母線引接至屏內時應加裝自動空氣開關或熔斷器，以防一個屏內出現問題造成總電源跳閘。

交流電源范文3

關鍵詞：變電站、站用電系統、一體化、整合方案

Researching of Substation AC ＆ DC Power Integration System

Abstract: This paper analyzes the status and problems in station power supplies for conventional substation, base on which the information circulation, low degree of automation, reliability problems exist, poor economy, ioperational inconvenience, life cycle cost increase. This paper provides an integrated scheme for substation AC＆DC power supplies, namely through the network communications, integrated monitoring, system linkage scheme, effective Integrated station AC power supply system, DC power supply sytem and uninterrupted power supply system, The whole station power supplies is managed by integrated monitoring to implement the linkage of auxiliary system.

Key words: Substation; station power system; Integration; Integration programme

中圖分類號:TM411+.4文獻標識碼：A文章編號：

0 概述

常規變電站配有三套獨立的電源系統，直流操作電源(DC)、交流不間斷電源(UPS)和站用電交流電源(AC)。直流操作電源為控制、信號、保護、自動裝置以及某些執行機構等供電。交流不間斷電源(UPS)為綜自系統的微型計算機、繼電保護裝置內重要負荷等供電，站用電交流電源除為站內照明、空調、主變冷卻、消防等設備供電外，還為直流充電設備、站內通信裝置、監控系統的測控保護屏柜等提供二次交流電源。

1 各自獨立式電源系統存在問題

2.1 信息流通不暢，自動化程度低

傳統站用電源難以實現系統化管理，信息不能共享，無法實現電源設備的狀態檢修。變電站交流電源系統和直流電源系統均由不同的中標廠家提供，各廠家設計的電源系統均采用不同的通訊規約，并且通訊規約一般不兼容。難以實現對電源系統的網絡化管理，其自動化程度較低。

2.2可靠患

由于站用電源信息不能網絡共享，針對故障或告警信息不具備進行綜合分析的基礎平臺，不同專業的巡檢人員分別管理各自電源子系統，難以進行系統分析判斷、及時發現事故隱患。對于涉及需站用電源各子系統協調才能解決的問題難以統一處理。

2.3經濟性差

由不同供貨廠家分別設計的各個電源子系統，資源不能綜合考慮，造成了部分設備的重復配置，一次性投資顯著增加。如直流電源、UPS不間斷電源分別配置獨立的蓄電池，浪費嚴重；交流系統配置電源自動切換設備，直流電源充電模塊前又重復配置交流電源自動投切裝置，既浪費又使設備之間難于協調運行。

2 交直流一體化電源的優點

交直流一體化電源系統并不是對交流、直流電源系統的簡單混裝，具有鮮明的技術優點：

3.1 網絡智能化設計，實現信息共享

通過一體化監控器對站用交流電源、直流電源、逆變電源進行統一監控，建立統一的信息共享平臺，解決了以往由不同供應商提供的各獨立電源通信規約不兼容等問題，提高了系統網絡化、智能化程度。

3.2 設計優化

取消直流充電模塊前的交流自動切換回路；取消原直流系統對交流部分的數據采集(配電監控)；統一進行波形優化處理，針對逆變電源反灌電流影響充電模塊均流進行抑制等；統一進行防雷配置。根據交流進線運行方式，自動調整直流運行，達到最佳方式運行。

3.3 設備資產優化

取消UPS系統的蓄電池，將逆變器直接掛于直流母線。避免了UPS蓄電池維護不精細、損壞不能及時發現的問題。

3.4 利于深層次開發，使站用電源的狀態檢修成為可能

統一的信息共享平臺，可以提高一體化站用電源綜合自動化應用水平，減輕運行人員的工作強度，使檢修人員現場定期試驗和測量工作量減輕到最小，提高了工作效率。能夠充分利用已有的狀態信息，通過多方位、多角度的分析，最大限度地把握設備的狀態，依此制定合理的檢修維護策略，為提高設備運行可靠性提供了保障。

3交直流一體化電源實現方案

4.1 直流電源、UPS電源整合原理

直流電源、UPS電源整合方案取消UPS系統的蓄電池，統一由整合系統，提供直流負荷供電電源、逆變器或交流不間斷電源UPS的直流供電。整合后的系統主要由直流操作電源、電力專用UPS或逆變、集中監控等部分組成，UPS系統與直流電源共用蓄電池組。

4.2 一體化電源整合方案

將站用交流電源系統、直流電源系統、UPS電源系統全面整合，通過一體化監控模塊將站用電源各子系統通信網絡化，實現站用電源信息共享，通過開關智能模塊化，集中功能分散化，實現站用電源整體模塊外無二次接線，上行下達信息數字化傳輸，站用電源信息共享平臺能通過光纖媒介、IEC61850規約與外界進行信息互換。該方案取消各專業相互重復配置的功能部分，將電源系統進行優化整合，由一個設備廠家進行統一設計、統一監控、統一生產、統一調試和統一服務。

一體化電源的一體化監控與各子模塊間管理關系如下：

圖1交直流一體化電源監控系統圖

一體化電源的系統架構如下圖所示：

圖2交直流一體化電源系統圖

4.3一體化電源已解決的技術問題

直流操作電源系統為不接地系統，所以交流側的UPS裝置的交流輸入、輸出與直流側必須采取措施進行隔離，如采用隔離變，可避免交流側的運行及故障影響直流操作電源系統側的絕緣降低，造成直流系統接地等異常。反之，直流系統接地（絕緣降低），也不影響交流系統正常運行。

4 結論

本文就變電站工程中的交直流電源一體化系統作了探討和研究，形成結論如下：

1）各自獨立式電源存在信息流通不暢，自動化程度低，經濟性差，運行不便，全壽命周期成本增加等缺點。

2）交直流電源一體化系統將站用交流電源系統、直流電源系統、UPS電源系統全面整合，有以下優點：網絡智能化設計實現信息共享、設備資產優化利于深層次開發、使站用電源的狀態檢修成為可能。

作者：劉磊（1981-），男，漢族，工程師，廣州電力設計院，從電設計工作。

參考文獻：

[1] 電力用直流和交流一體化不間斷電源設備;中華人民共和國電力行業標準;2008.

[2] 吳鳳婷;;變電站站用交直流一體化電源的解決方案[J];南方電網技術;2011年03期.

交流電源范文4

對通信電源構成進行詳細論述，分析DC/DC通信電源可能存在問題，在直流空開脫扣特性和儲能元件的應用上，提出相應的改進措施。

針對智能變電站二次系統增加大量過程層設備負荷和網絡設備負荷，按照變電站網絡結構對應的供電負荷進行詳細地分類統計，優化計算，作為主要設備的參數選擇依據。

1、一體化電源通信方式

1.1總監控器通信網絡方式

當變電站一體化電源設備由于電源模塊和饋線開關數量較少，且各電源子系統集中混合組柜，所以通常只設置總監控器。一體化電源監控采用分散測控、集中管理的模式，將各電源智能監控模塊分散布置在各電源柜內，各電源智能監控模塊與一體化監控裝置通信上傳相關信息，一體化監控裝置通過DL/T860通信標準直接接入自動化系統的MMS網。各電源智能監控模塊通過總線方式直接與一體化監控裝置通信，系統網絡結構簡單，見圖2-2。站用電源系統所有信息的采集、判斷、分析和管理都由一體化監控裝置處理，信息量大，一體化監控裝置的通信接口數量要求多，系統擴展性較差，故適合于終期規模較小的變電站。

1.2分層監控通信網絡方式

220kV及以上電壓等級變電站一體化電源設備，由于電源模塊和饋線開關數量較多，各電源子系統構成復雜，需要獨立組柜，各子系統宜分別設置監控器，對本系統的電源模塊進行管理，并負責采集饋線開關狀態及表計測量信息；同時設置總監控器與各子系統監控器進行通信，實現對整個一體化電源系統的監測與管理。如果取消各子系監控器的設置，由總監控器直接管理所有電源模塊，雖然使整個系統通信簡化，但同時造成總監控器處理信息量過大，一旦故障則影響整個系統。

2、一體化電源系統監控范圍

一體化電源系統利用通信方式對各子系統進行數據分散采集和集中管理，可在自動化監控后臺或集控中心對本站各電源子系統實現遠方監控。

一體化電源系統中除交流電源子系統進線開關和聯絡開關采用框架式開關外，其它開關均為塑殼開關、微型空開和隔離開關，不具有電氣操作機構。如果要實現遠控，就需要給這些饋線開關或隔離開關加裝外部輔助機械裝置以及微型馬達來實現；這樣無疑會大幅增加整個系統的復雜性和投資費用，饋線柜的數量也會增加許多，因此實際工程應用案例極少。另外各電源子系統全部雙套配置，重要負荷雙回路供電，因此一旦發生站用電源饋線跳閘事故，一般需要檢修維護人到現場查明故障原因，才能進一步恢復供電。因而功能中除對進線開關、聯絡開關進行遠方控制外饋線開關以及隔離開關遠方控制的必要性不大。

3、站用交流電源切換方式

500kV變電站備用電源自動投切有以下實現方式：

方式三：由進線監控模塊實現備用電源自動投切功能。雖然只能實現電氣閉鎖，但取消自動備投裝置，將自動備投功能嵌入交流進線監控模塊，由進線監控模塊對采集的信息進行分析處理并實現自動投切。本工程推薦采用方案三實現備自投功能，節省獨立的備自投裝置。

4、DC/DC電源改進措施

目前DC/DC電源變換模塊在220kV站開始推廣使用，對于整合后通信設備的供電可靠性是否滿足要求還存在疑問。傳統通信電源接線在饋線短路或過載時，由蓄電池提供短路電流，使饋線開關動作切除故障。DC/DC供電通信電源接線，由于DC/DC短路保護時間很短，可能先于饋線開關跳閘時間，DC/DC短路保護后不再有電流輸出，使得饋線開關無法跳閘切除故障，造成一個饋線支路短路故障影響整個母線供電。針對這種情況，目前考慮從以下幾個方面進行改進。

4.1直流空開脫扣特性的選擇

DC/DC電源系統的各級饋線直流空開如果選型不當，就會造成短路時，開關拒動或越級跳閘，后果比較嚴重。

4.2儲能元件的應用

DC/DC電源系統增設電容元器件，掛接到直流母線上。當系統發生過載或短路時，儲能電容可瞬時提供一定的附加電流，從而緩解系統對大沖擊電流的需求。電容值的大小應滿足當任一饋線開關出口短路時，儲能電容提供的附加放電電流大于空開額定脫扣電流的上限值。

4.3電子饋線保護裝置的應用

電子饋線保護裝置采用大功率開關器件實現回路的無觸點開通和關斷控制，由硬件電路實現短路瞬時保護功能，由軟件電路實現過載短延時保護功能。當電流采樣電路檢測的回路電流大于3In時，裝置的硬件比較電路快速控制開關器件關斷，并使開關器件鎖存在關斷狀態；當電流采樣電路檢測的回路電流大于1.15倍額定電流值時，裝置的軟件電路自動進入計時和電壓監控程序，之后如果輸出電壓波動維持在40V以上，則計時程序延時10ms后自動輸出關斷信號；如果輸出電壓波動下降到40V及以下，則電壓監控程序自動終止計時并立即輸出關斷信號。關斷信號可快速控制開關器件關斷，并使開關器件鎖存在關斷狀態。通信電源饋線開關采用直流斷路器，其具有的熱磁保護功能，加上電子饋線保護裝置的智能開關控制，可以使通信直流饋線回路的過載或短路故障得到有效的保護，避免DC-DC變換器因輸出過載或短路而發生電壓跌落的嚴重事故。在DC/DC出口短路故障時，DC/DC的短路保護將閉鎖DC/DC輸出。該方案在江蘇、上海等地區的220kV、110kV變電站已經有所應用。該方案由許繼電源提出，并對電子饋線保護裝置申請發明專利，因此具有一定壟斷性。

4.4DC/DC備用模塊配置原則

增加DC/DC備用模塊數量配置，使其能提供足夠的電流，以保證饋線開關可靠動作。因而DC/DC電源的備用模塊將不再單純作為工作模塊的故障備用，還兼作電源系統的事故備用。國外DC/DC電源系統備用模塊配置原則為N+N，即雙套冗余。國內《郵電通信電源設備安裝設計規范》中也曾規定過當DC/DC工作模塊數量N≥3時，備用模塊按2塊配置。

由于增加儲能電容也能起到增大系統沖擊電流的效果，出于經濟性考慮，故建議DC/DC備用模塊配置原則按N+2或N+3確定。在進行直流負荷統計時，DC/DC電源模塊宜分別統計，即工作模塊納入經常負荷，備用模塊納入沖擊負荷。

5、結論

一體化是變電站交直流電源的發展方向。交直流電源統一設計、監控，實現變電站交直流電源的分散數據采集、控制和集中監控管理，提高站用電源系統的可靠性和安全性；優化設備配置。

對智能變電站一體化電源系統電氣接線、系統通信方案進行研究，分析取消通信專用蓄電池后，DC/DC通信電源可能存在的問題，提出相應的改進措施。

參考文獻

交流電源范文5

【關鍵詞】直流電源；交流電源

1.前言

在目前的民用飛機上運行過程中所需要的能源分為以下幾種：首先是由航空發動機將航空煤油的能量轉化為動能的機械能源為最基本的能源，其次是由航空發動機驅動機上液壓泵、發電機等附件為飛機不同系統提供相關的電能和液壓能量。由于隨著科技的發展，機上用電設備大量增加，所以，對飛機得供電系統就有了更高的要求。。

2.飛機供電系統的概述

飛機得供電系統由電源系統和機上配電系統兩部分組成。飛機電源系統主要是由發電機、控制器、保護器、蓄電瓶等主要設備組成，主要作用是提供符合機上用電設備使用要求的不同品質的電源能量；配電系統主要是由匯流條、電纜、斷路器等保護裝置組成，主要作用是將電源系統的電能保質保量的傳送到各個用電設備單元，而且也能起到保護電源工作正常的作用。

由表1中可以看出，在此型飛機電源中，有交流電和直流電之分，都做為機上能源向用電設備提供能量，之所以能有兩種大的電源類型：直流電源、交流電源，主要是由于它們各有優缺點之分，

2.1低壓直流供電系統

2.1.1低壓直流供電系統的優點：

1）由于不受頻率的影響，可以和蓄電瓶及兩臺以上發電機直接實現并聯供電。

2）直流發電機安裝不用配套安裝恒裝，可減輕重量。

3）直流發電機也可當做直流電動機使用，可以進行發動機啟動，實現一機兩用。

4）該系統技術比較成熟，系統維護方便，成本低。

2.1.2低壓直流供電系統的缺點：

1）電機換向火花加大，電刷磨損加劇。

由于直流電機在工作時，產生換向火花的同時會產生高頻高能電磁干擾信號，嚴重時會對機上無線電設備產生干擾，造成無線電設備工作不正常。

直流電機在工作時，由于其結構的特點，在電機中設置有電刷裝置，但電機在工作一定時間后，由于電刷會被磨損而導致電機工作不正常，所以在維護直流電機時，定期要檢查電刷的實際長度以保證系統給偶工作正常。

2）發電機冷卻很難解決。

直流發電機工作時在電機內部線圈上會產生大量熱量，若不及時對電機進行冷卻會對電機及整個飛機帶來災難性后果；在進行直流電機冷卻方面，由于直流電機工作時有時會有電火花的產生，所以只能靠外界氣流來冷卻，例如Y7飛機上的直流啟動發電機就是靠引取外界氣流來使發電機冷卻，因此增大了飛機的飛行阻力。

3）電機重量功率比增加，供電系統重量大。

4）直流變交流設備重量大且能量損耗大。

由于隨著機載成品的多樣化，需要電源系統提供不同的電壓滿足設備工作需要，目前直流電壓要改變電壓只能靠變流機或靜止變流器來實現，這兩種設備自身工作時耗能較大，產生熱量較高。

2.2交流電源系統

交流電源系統供電方式又分為恒頻交流電源和變頻交流電源。

2.2.1恒頻交流電源。目前，恒頻交流電源系統的技術參數為：200/115V、三相、400Hz的恒頻交流電源。

恒速恒頻交流電源比低壓直流電源系統有以下優點：

1）高空性能好。交流發電機電源輸出時自身機構中不存在換向問題，而且大部分交流發電機的降溫都使用油冷技術，這樣可以使該發電機對工作環境要求降低。

2）重量/功率比大、由于交流發電機中沒有電刷和滑環，大大減輕了發電機重量，同功率下的交流發電機比直流發電機重量輕很多。如我國國產民用飛機上所使用的交流發電機就是采用油冷方式對發電機進行冷卻，不用增加飛機飛行阻力來獲取外界冷空氣對發電機進行冷卻。

當然，恒頻交流電源系統也存在一定的缺點：

1）維護性較差：由于交流發電機的輸出頻率受發電機轉速控制，而飛機上發電機一般都是由發動機驅動，發動機在整個飛行階段工作轉速不是恒定的，所以，為了使發電機的工作轉速不受發動機的工作狀態改變而變化，必須在發動機與交流發電機之間安裝恒速傳動裝置來實現這個功能；目前，恒速傳動裝置結構復雜、造價高、故障高、維護性差；

2）不能當起動機使用：由于交流發電機的調速性差，很難用來啟動發動機，所以往往安裝交流發電機的發動機上還必須配置一臺直流發電機或空氣起動機用來啟動發動機工作。

3）并聯供電難度大：由于交流電要實現并聯向系統供電，必須解決頻率一致和相位一致的問題，否則，會對機上電源系統帶來災害或影響機載用電設備的正常工作。

2.2.2變頻交流電源。變頻交流電源，顧名思義，電源的頻率是變化的，一般這種電源系統的發電機都是直接由發動機驅動，發電機的轉速受發動機的工作狀態不同而變化，在電源系統中，又通過各種電氣設備將變頻電源轉化為恒頻交流電源以滿足機上用電設備使用，常用的有以下兩種轉換方式：

1）“變頻交流-直流-恒頻交流”系統

這種轉換方式簡單的說就是將變頻交流電源通過變壓整流器變成直流電，接著將直流電再通過逆變器轉變為符合要求的恒頻交流電源。

2）“變頻交流-恒頻交流”系統

該系統工作原理為通過循環變頻器把變頻交流電變成恒頻交流電，再經濾波后輸出。

變頻電源系統主要有以下優點：

變速恒頻系統的優點是可靠性高、維護性好、壽命長有利于并聯工作。通過變頻器可以控制發電機轉速，從而還可以用于啟動發動機。變速恒頻系統存在問題：到目前為止，其重量功率比仍大于恒速恒頻系統。

2.3混合電源系統

在目前螺旋槳飛機上，大部分采用混合電源系統，機：飛機上的發動機不但驅動一臺直流發電機而且還驅動一臺交流發電機同時向機上電網供電。交流電源可以是變頻交流電源，也可以是恒頻交流電源。

3.供電系統發展方向

3.1大力發展變速恒頻交流電源和高壓直流電源

高壓直流供電系統，隨著科技水平的發展，高壓直流電源系統的應用提供了技術基礎。高壓直流電源系統的額定電壓為270V，采用270V電壓可以和200/115V、400Hz的恒頻交流電源兼容，因為200/115V三項交流電經橋式整流后的直流電壓就是270V，而且高壓直流電源還具可靠性高、重量輕、安全性好等相關優點。

3.2采用固態配電系統

固態配電器系統是指將微處理機技術和集成電路技術運用于配電系統，這個系統主要包括：固態電氣邏輯（SOSTEL）、通用多路傳輸系統。

3.3系統的綜合化

電氣綜合控制系統是由電氣系統處理機、若干智能終端、發電機控制器、多路傳輸數據總線、應用軟件等部分組成。

目前我國產飛機中某些型號飛機的電源系統已經實現了初步的系統綜合化，它們的電源系統監控是由中央計算機控制，可以對電源系統進行實時監控和故障隔離，并可以對電源系統一些簡單的故障以故障代碼的形式顯示出來，以便地勤和空勤人員對飛機進行維護。

4.結束語

飛機供電系統是每一型號飛機上的至關重要的系統，它的工作方式及工作可靠性直接影響到飛機的飛行安全，而且它的設計合理是否合理也能直接體現出飛機的先進型；所以，飛機的供電系統工作可靠可以說是整個機載特設系統設備工作的基礎。

參考文獻

[1]《MA60型飛機地勤培訓教材》.西安飛機工業（集團）有限責任公司

交流電源范文6

煉鋼轉爐氧槍電機目前多采用交流電動機，交流電源正常時由變頻器供電，實現氧槍的下降、吹氧、提升的調速運行;交流電源事故停電時必須由另一套應急電源供電，緊急提升氧槍，防止發生設備事故。

根據某鋼廠煉鋼轉爐的工藝要求，在交流事故停電時應急電源需要供電的負載為:

(1) 氧槍電機1臺，電壓380V，容量55kW;

(2) 氧槍抱閘電機1臺，電壓380V，容量0.33kW;

(3) 轉爐抱閘電機4臺，電壓380V，

容量0.45kW×4＝1.8kW;

(4) 事故控制電源，電壓380V，容量2.4kW;

(5) 要求應急電源的備用時間為1小時。

應急電源的工作情況有以下2種情況:

當轉爐正在煉鋼吹氧時，交流電源突然停電，應急電源中的可變頻逆變器應首先輸出給氧槍電機使其處于堵轉狀態，同時應急電源中的工頻逆變器輸出事故控制電源，給氧槍抱閘電機供電，松開氧槍抱閘，然后緊急提升氧槍到最高位。因為煉鋼時，轉爐已經在零位，應急電源不需給轉爐抱閘電機供電。

如轉爐正在出鋼時，交流電源突然停電，應急電源中的可變頻逆變器應輸出給轉爐抱閘電機，松開轉爐抱閘，轉爐靠自重傾轉回到零位。因為出鋼時，氧槍已經在最高位，應急電源不需給氧槍電機供電。

2 應急電源的配置

根據上述工藝要求，應急電源的配置應為:

(1) 75kW可變頻逆變器1臺(考慮氧槍最大負載情況，過載能力150%，60s)

(2) 3kVA工頻正弦波逆變器1臺(按氧槍抱閘電機全壓啟動及交流接觸器線圈最大吸合功率考慮)

(3) 充電模塊2臺(輸出電流按電池容量的10%計算)

(4) 免維護鉛酸蓄電池1組 (電池容量按負載電流和后備時間計算)

3 應急電源的原理設計和參數計算

3.1 原理設計

因為在交流電源正常時，氧槍電機由一臺變頻器供電，控制電源、氧槍抱閘電機、轉爐抱閘電機都是由交流電源供電，只有交流電源停電時，氧槍電機、控制電源、氧槍抱閘電機、轉爐抱閘電機才由應急電源供電，所以應急電源設計成離線式。

氧槍電機變頻器和應急電源的可變頻逆變器分別通過兩臺輸出交流接觸器給氧槍電機供電，兩臺接觸器由操作連鎖系統控制，接觸器線圈分別由交流電源和應急電源中的工頻正弦波逆變器供電，交流電源正常時，氧槍電機由原控制系統控制工作，交流電源事故停電時在機旁箱操作事故氧槍提升按鈕和事故松轉爐抱閘按鈕。氧槍提升到上極限自動停止，轉爐傾轉到零位停止。應急電源系統主回路及控制回路見圖1。

3.2 參數計算

(1)可變頻逆變器技術參數

可變頻逆變器采用西門子矢量型逆變器，其電氣參數為:

輸入:DC510V(-15%)~650V(+10%)

輸出:0~3AC380

額定頻率

輸入:直流

輸出:0~50Hz

額定電流

輸入:174A

輸出:146A

過載電流:198A

過載時間:60S

(2) 工頻正弦波逆變器技術參數

直流輸入電壓:180~300V

直流輸入電流:13.6A

交流旁路輸入電壓:380V±15%

交流旁路輸入電流:4.5A

切換時間:≤5ms

交流輸出電壓:380V±3%

交流輸出電流:3.6A

過載能力:120% 1min;150% 10s;200% 1s

(3) 逆變器容量核算

a)可變頻逆變器容量核算

氧槍電機容量為55KW，額定電流約110A，考慮氧槍刮渣過負荷情況，電流1.5倍為165A＜198A(逆變器過載電流)，故逆變器容量能夠滿足。

b) 工頻正旋波逆變器容量核算

該逆變器負載是氧槍抱閘電機(直接啟動)和控制電源，氧槍抱閘電機容量為0.33kW，額定電流約0.66A，直接啟動電流按8倍計算為5.28A，逆變器額定輸出電流為3.6A，過載1.5倍電流為5.4A＞5.28A。

控制電源的負載為氧槍電機、氧槍抱閘電機、轉爐抱閘電機輸入接觸器線圈，因為他們不是同時工作，所以可以按最大線圈的吸合功率考慮，氧槍電機輸入接觸器為250A，線圈吸合功率為1430W，電流為1430W/220V＝6.5A，吸合時間0.5s;而逆變器過載能力:200% 1s，既容許電流為3.6×2＝7.2A＞6.5A。

因為氧槍抱閘電機啟動和接觸器操作不是同時進行的，所以可以按最大負載考慮，由以上計算可以看出逆變器容量可以滿足。

(4) 電池容量和串聯只數的計算

a) 電池容量計算

電池組是當交流事故停電時，作為2臺逆變器的輸入電源為負載提供能量，電池組的容量由逆變器輸出的最大負載電流和持續時間決定。

由西門子逆變器技術參數可知:額定交流輸出電流為146A時，直流輸入電流為174A，那麼氧槍電機工作在額定電流110A時，直流輸入電流為110A×174A/146A＝131A。

由工頻正弦波逆變器技術參數可知:在額定情況下，逆變器直流輸入電流為13.6A。因此2臺逆變器總的直流輸入電流為144.6A。既電池組需要提供的最大持續電流為144.6A，而持續時間為60min。根據這兩個數據就可以計算電池組的容量。

按恒流放電計算電池組容量，已知條件為:

單只電池額定電壓:12V

單只電池放電后的截止電壓:10.8V

恒流放電電流:144.6A

放電持續時間:1h

放電容量為144.6A×1.0h＝144.6Ah

從圖4電池放電曲線可以得出1h對應12×J20曲線，再由圖5電池容量曲線可以得出容量60%;設所求電池容量為C，按下面公式計算:

60%×144.6=100%×C

C=100×144.6/60=241Ah 故選240Ah電池。

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b) 電池串聯只數計算

串聯只數N取決于逆變器輸入直流電壓的最大和最小允許值。不間斷電源在正常運行時，系統處于浮充電狀態，電池只數應為:

N=Ue/6Uf(12V/單只電池)

式中:N為蓄電池組串聯只數

Ue逆變器輸入或變頻器中間直流回路額定電壓

Uf單體電池的浮充電電壓

以12V/單只電池為例，單體電池的浮充電壓Uf= 2.25V，單只電池的浮充電壓Uf=13.5V。

西門子逆變器的輸入電壓為:

Ue=510～650V±10%， 即Ue(min)=510V﹡

650V和715V是逆變器能正常工作的電壓上限和下限值，取平均值:Ue=(459V+715V)/2=587V。

則N=Ue/6Uf=587V/6×2.25V=43.48只。取N=42只。

浮充電時，電池組端電壓Ud=42×2.25V×6=567V。電壓在設備允許范圍內。

3.3 應急電源的設備組成和原理框圖

應急電源的原理框圖見圖2。應急電源的組成:

(1) 斷路器:1QF:交流輸入斷路器;2QF:工頻逆變器輸入斷路器;3QF:工頻逆變器輸出斷路器;QS:可變頻逆變器輸入開關;

(2) 接觸器:1KM:交流輸入接觸器;2KM、4KM:可變頻逆變器輸出接觸器;3KM:變頻器輸出接觸器(用戶設備); 5KM:轉爐抱閘電機輸入接觸器(用戶設備);

(3) TR:隔離變壓器;

(4) CM1、CM2:高頻開關充電模塊;

(5) DC1、DC2:免維護鉛酸蓄電池組;

(6) 1NB:可變頻逆變器;

(7) 2NB:工頻逆變器;

(8) VF:變頻器(用戶設備)。

4 可變頻應急電源的工作狀態

4.1 交流電源正常時的運行

當交流電源正常供電時，充電模塊對電池組進行浮充電，同時2NB逆變器由交流供電旁路輸出(注:2NB輸入電源以交流優先)，為控制電源供電;1NB逆變器處于熱備待啟動狀態，電機由用戶變頻器供電，見圖3。

4.2 交流電源斷電時的運行

當交流電源斷電時，1KM接觸器斷開，充電模塊停止工作;2NB逆變器輸入電源由交流切換到電池組供電，保證外部控制電源不間斷;同時外部連鎖系統停電啟動信號(用戶提供)啟動1NB逆變器，輸出接觸器3KM斷開，2KM接通，用戶電機由1NB供電。此時1NB，2NB的運行是靠電池組放電來維持的，電池組對逆變器提供一個穩定的直流電壓，因時不會因交流電源斷電而影響負載工作，見圖4。

4.3 交流電源恢復時的運行

在交流電源恢復正常時，應急電源可不需人工操作便可自動重新啟動，充電模塊開始對電池組補充充電，這時電源恢復到正常運行狀態，等待下次使用。

5 結束語

可變頻應急電源是專門用于電動機負載的輸出電壓和輸出頻率可變的交流不間斷電源，和傳統的UPS或工頻應急電源相比，可以大大減少電源的設計容量，過載能力強、可靠性高。和傳統的柴油發電機相比，啟動時間快，無噪音、無污染，維護簡單，可無人值守自動操作，可計算機監控。是一種值得推廣的新型工業電源。

參考文獻

[1] SIEMENS SIMOVERT MASTER DRIVES 逆變器(變頻器)使用說明書 西門子.

[2] GFM閥控式密封鉛酸蓄電池電力工程設計應用手冊 2000年.

[3] 童林毅. 電力系統高頻開關直流電源[J]. 供電與用電，1999，(3).

[4] 閥控式密封鉛酸蓄電池資料匯編[M]. 北京:中國電力出版社，2001.

[5] 免維護變頻型交流不停電電源 童林毅 張奇 張立陽(實用新型專利ZL99 215007.8).