直流操作电源的使用方法和原理分析

直流操作电源可分为由蓄电池供电的直流操作电源和由硅整流器供电的直流操作电源两种。操作电源电压多采用220V或110V。

1.由蓄电池供电的直流操作电源

由蓄电池供电的直流操作电源是一种与电力系统运行方式无关的独立电源系统，在发电厂和变电所发生故障甚至交流电压完全消失的情况下，仍能可靠工作，因此它具有很高的供电可靠性，但它的运行维护工作量较大，使用寿命较短，价格较贵，并需要许多辅助设备，目前主要应用于发电厂和大型变电所，而在中小型变电所中多采用硅整流器供电的直流操作电源。

2.由硅整流器供电的直流操作电源

硅整流器供电的直流操作电源主要有硅整流电容储能式和复式整流两种。

（1）硅整流电容储能式直流操作电源　如果单独采用硅整流器作为直流操作电源，当一次系统故障引起交流电压降低或完全消失时，将严重影响直流系统的正常工作。为此，可采用硅整流配合电容储能装置的直流操作电源，如图7-1所示。为了保证直流操作电源的可靠性，通常采用两组硅整流装置，其交流电源取自低压母线。硅整流器U1主要用作断路器的合闸电源，兼向控制回路供电，由于断路器电磁操作机构的合闸功率较大，所以采用三相桥式整流。隔离变压器T1除了起隔离交、直流侧的作用外，还可通过调节其二次侧的抽头来保证直流母线电压为220V。硅整流器U2容量较小，仅用于向控制回路供电，所以采用单相桥式整流。这样，不仅简化了接线，还可以使电容器有较高的充电电压。两组整流装置之间用限流电阻和逆止元件V3隔开，使直流合闸母线仅能向控制母线供电，以防止断路器合闸或合闸母线侧故障时硅整流器U2向合闸母线供电。用来限制控制系统短路时流过V3的电流，保护V3不被烧坏。位于硅整流器U1、U2前面的电阻、电容串联电路是过电压保护回路，快速熔断器FU用作硅整流器的过电流保护。硅整流器U2输出端串联的电阻用来限制U2的输出电流，使之不至过大。储能电容器供电给高压线路的保护和跳闸回路，储能电容器供电给其他元件的保护和跳闸回路。在保护回路中装设逆止元件V1和V2的目的，是为了当直流电源电压降低时，使电容器所储能量仅用来补偿本保护回路，而不向其他元件放电。

(www.xing528.com)

图7-1　硅整流配合电容储能装置的直流操作电源

正常运行时，两台硅整流器同时运行。当电力系统发生短路故障时，直流电压因交流电源电压下降也相应下降，此时利用并联在保护回路中的电容器和的储能使断路器跳闸。在故障被切除后，交、直流电压恢复正常，电容器又会充足电能，以供断路器下一次跳闸使用。

储能电容器多采用电解电容器，由于电解电容器容易损坏，电容器组的总容量会逐渐下降，致使整个保护回路失去电压补偿作用，因此应装设检查装置，以便定期进行检查。

（2）复式整流装置　复式整流是指整流装置不仅由所用变压器或电压互感器供电（称为“电压源”），还可由反应短路故障的电流互感器供电（称为“电流源”），这样就能保证在正常和事故情况下不间断地向直流系统供电。电流互感器的输出容量，首先必须保证保护回路及断路器跳闸回路的电源，能使断路器可靠地跳闸。与电容储能比较，复式整流装置能输出较大的功率，电压能保持相对稳定。

图7-2是复式整流装置接线示意图。

图7-2　复式整流装置接线示意图