直流稳压电源设计报告范文

直流稳压电源设计报告篇1

关键词：scada 通信站 环境监控系统 研究与应用

1 通信站环境监控系统工程

通信站环境监控系统主要包括机房环境及动力设备监控系统、视频监控系统两部分。电力通信网目前通信站一般都位于变电所内，除了地调中心通信机房有人值班外，其他通信站均为无人值守通信站。实施这些通信站的通信电源乃至整个机房环境监控是很有必要的。

1.1 通信机房动力环境监测量范围

1.1.1 机房温/湿度。

1.1.2 智能动力设备(配电屏、整流设备、蓄电池组)要求采集如下信息：①交流配电：三相交流输入电压、故障告警；交流输入故障(过压、欠压、缺相)。②直流配电：直流母线总电压；直流输出过压／欠压；压限告警。③整流单元：输出总电压、总电流；整流模块故障总告警。④蓄电池组：电池组总电压。⑤载波设备总告警。⑥通信机房消防报警由变电站统一考虑。

1.1.3 无通信机房的110kv变电站，动力监测基本要求：①交流配电：三相交流输入电压、故障告警；交流输入故障(过压、欠压、缺相)。②直流配电：直流母线总电压；直流输出过压／欠压；压限告警。③整流单元：输出总电压、总电流；整流模块故障总告警。④蓄电池组：电池组总电压。⑤载波设备总告警。

1.2 变电站端监测显示要求 上述通信机房动力环境监测信号（遥信、遥测和开关量等）在变电站要求画面显示，告警画面变色闪动、声音告警。声音告警确认后可人工屏蔽。

1.3 地调端监测显示要求 各供电局所辖的变电站的无人值班通信机房动力环境监测信号要求送到本局调度自动化系统，开通供电局地调端通信中心机房登录web服务器的权限，以浏览方式监视通信机房动力环境状态，其画面要求具备声、光告警。

1.4 省网通信调度监测显示要求 220kv及以上变电站通信机房动力环境监测信号要求送到中调调度自动化系统，通信调度员通过登录中调dmis的web服务器，浏览各通信机房动力环境状态和告警信息。

1.5 通信机房闭路监视 要求在通信机房安装摄像头，实现对整个机房的闭路监视。并将监视信号接入变电站闭路监视系统。同时可对异常/事故前状态及异常/事故时的状态进行录像。并将监视信号接入地调监控中心监视系统，由地调监控中心监视。

2 通信机房动力环境监测系统、视频监控系统实施

该系统按功能共分三个子系统：前端信号采集系统、监控子站和监控服务器系统。

2.1 前端信号采集系统 前端信号采集系统系统主要硬件是红外一体化摄像机、温湿度传感器、交流电压变送器、直流电压变送器组成。

2.2 监控子站 在通信机房的19”机柜里安装一台硬盘录像机，用于把通信机房内摄像头的模拟信号处理为数字信号通过 网络 传输，经过协议转换器，转换成e1信号接口，通过河池通信网络传输到监控中心。

2.3 监控服务器系统（通过scada系统完成）

2.3.1 主站端硬件系统：利用调度中心现有的scada数据库服务器、音箱、以太网光纤收发器。

2.3.2 主站端软件系统：利用调度中心现有监控软件、数据库软件、操作系统软件、杀毒软件。界面的开发任务由scada系统厂家完成。

3 设备主要功能和技术参数

3.1 主站端

3.1.1 主站端硬件系统：利用调度中心现有的数据库服务器、音箱、以太网光纤收发器。

3.1.2 主站端软件系统：利用调度中心现有监控软件、数据库软件、操作系统软件、杀毒软件。界面的开发任务由scada系统厂家完成。

3.1.3 主站端功能介绍：①以形象直观的图形界面方式实时显示本lsc所辖范围内各基站监控对象的分布状况、工作状态和运行参数。②提供整个监控系统 网络 构成模拟浏览图，能够快速进入所选择的基站，浏览基站监控信息。③监控系统数据信息的显示可按端局和按设备类别支持多种列表显示方式。④自诊断功能，对监控系统本身设备的故障及时监测并能发出告警。⑤信息打印功能具有：a出现告警立即打印；b根据管理需要定时打印；c屏幕拷贝打印。⑥实时接收各通站动力设备和机房环境的告警信息，具有以下告警功能：a分级告警功能显示；b紧急告警；c重要告警；d一般告警；e告警提示；f告警确认；g告警分类显示；h告警查询。⑦具有统计功能，能生成以下各种统计报表及曲线图：a日、月、年告警统计表；b日、月、年监测数据统计报表；c每天的设备运行参数或曲线；d监控中心中的告警数据、操作数据和监测数据等能保存一年以上。⑧安全管理功能：a用户和用户组管理功能，这些功能包括增加、删除、查询和修改等，此功能只能由授权的用户实施。b用户的权限配置和管理功能，对用户的权限级别可以进行配置。c系统操作权限的划分和配置功能。当操作人员取得相应权限时，可进行相应操作。对用户实施的操作进行鉴权的功能，保证具有权限的用户才能实施相应的操作。同时系统应有设备操作记录，设备操作记录包括操作人员工号、作设备名称、操作内容、操作时间等。⑨相关的控制机制，对于监控对象的接入以及监控设备的接入进行安全管理。⑩系统数据备份和恢复功能。　报表管理功能：a用户利用监控系统提供的工具软件，生成并打印出各种统计资料、交接班日志、派修工单、机历卡及曲线图等。b提供 历史 告警纪录日、月、年及自定义时段的报表和相关统计报表。c提供按照告警级别、告警类型、设备类型等条件统计的历史告警次数或告警历时统计报表。d提供任意遥测量或遥测量组合自定义时段的历史数据曲线分析数据。e提供运行状态量曲线分析数据。f提供系统操作纪录输出报表。g提供登退录系统输出报表。h提供系统交接班日志管理输出报表；i提供自定义打印输出报表功能。 显示功能：系统可实时显示和刷新监控范围内所有局站、设备以及全部监控点的运行参数、所处状态、配置属性。

提供可在线定制的组态页面显示综合性的局站或设备群组的监控信息。同时提供详细资料页面显示任意设备的监控信息。

对监控对象进行分层次、分类型的显示与管理。监控对象状态（告警、故障权限等）显示醒目清晰, 可在指定的现场运行流程图上通过逐层扩展，最后将故障定位在监控对象上。

界面能够按照需要及时详细的提示和统计系统发生的任何告警和事件。

3.2 分站端

3.2.1 分站端硬件系统：监控主机、温湿度传感器、直流电压变送器、交流电压变送器。

3.2.2 分站端功能介绍：①周期性地采集各监控模块的数据，进行数据处理和发送。②随时接收并快速响应来自监控主站的数据查询和控制命令，并将控制命令下发给监控模块。③收集故障告警信息，告警优先主动上报。④能进行基本的数据处理、存储，具备接入 计算 机进行现场维护操作的功能。⑤具有保存告警信息及监测数据的统计值至少2天的能力。⑥具有本地控制优先的功能，可屏蔽监控中心发出的遥控命令并以适当方式通知监控中心此时所处的控制状态。⑦具有告警过滤和屏蔽功能。

4结语

直流稳压电源设计报告篇2

通信局（站）电源、空调环境集中监控管理系统（以下简称监控系统）是提高通信局（站）电源系统稳定、可靠安全供电和集中管理的一个重要环节。监控系统的目的是对监控范围内的电源系统、空调系统和系统内的各个设备及机房环境进行遥信、遥测、遥控，实时监视系统和设备运行状态，记录和处理监控数据，及时检测故障并通知维护人员处理，实现电源、空调的集中维护和优化管理，提高供电系统的可靠性和通信设备的安全性，达到通信局（站）少人或无人值守。

集中监控的内容

集中监控一般以遥信、遥测、遥控的方式监视现场电源、空调等设备的使用和环境的实际状况等内容。

遥信：远距离信号显示。

遥测：远距离数据测量。

遥控：远距离设备控制。

高压配电设备的集中监控

进线柜

遥测：三相电压，三相电流。

遥信：开关状态，过流跳闸告警，速断跳闸告警，接地跳闸告警，失压跳闸告警。

出线柜

遥信：开关状态，过流跳闸告警，速断跳闸告警，接地跳闸告警，失压跳闸告警，变压器过温告警，瓦斯告警。

母联柜

遥信：开关状态，过流跳闸告警，速断跳闸告警。

直流操作电源柜

遥测：电压

遥信：电池电压低，操作柜充电机故障告警。

低压配电设备的集中监控

低压进线柜

遥测：三相输入电压，三相输入电流，功率因数。

遥信：开关分合闸。

主要配电柜

遥测：开关状态。

遥信：开关分合闸。

稳压器

遥测：三相输入电压，三相输入电流，三相输出电压，三相输出电流。

遥信：稳压器工作状态（正常/故障，工作/旁路），输入过压，输入欠压，输入缺相，输入过流。

电容器柜

柴油发电机组的集中监控

遥测：三相输出电压，三相输出电流，输出功率，输出频率/转速，水温（水冷）/缸温（风冷），油油压，启动电池电压。

遥信：工作状态（运行/停止），工作方式（自动/手动）。主备用机组，自动转换开关（ATS）状态，过压，欠压，过载，油油压低，水温高（水冷）/缸温高（风冷），频率/转速高，启动失败，启动电池电压低，燃油油位低，市电故障，充电机故障。

遥控：开关机，紧急停机，自动转换开关（ATS）转换，选择熟备用机组信号。

不间断电源（UPS）的集中监控

遥测：三相输入电压，直流输入电压，标示蓄电池温度，标示蓄电池电压，三相输出电压，三相输出电流，输出频率。

遥信：同步/不同步状态，UPS/旁路供电，蓄电池放电电压低，市电故障，整流器故障，逆变器故障。

逆变器的集中监控

遥测：交流输出电压，交流输出电流，输出频率。

遥信：输出电压过压/欠压，输出过流，输出频率过高/过低。

整流配电设备的集中监控

交流屏

遥测：三相输入电压，三相输入电流，输入频率。

遥信：三相输入过压/欠压，缺相，三相输入过流，频率过高/过低。

整流器

遥测：每个模块输出电流。

遥信：每个模块工作状态（开/关机，均/浮充），故障/正常。

直流屏

遥测：直流输出电压，总负载电流，主要分路电流。

遥信：直流输出电压过压/欠压。

蓄电池监测装置的集中监控

遥测：每只蓄电池电压，标示电池温度，每组充、放电电流，每组电池安时量。

遥信：每只蓄电池电压高/低，标示电池温度高，充电电流高。

分散空调设备的集中监控

集中空调设备的集中监控

环境的集中监控

集中监控的要求

可靠性

监控系统的采用不应影响被监控设备的正常工作；系统局部故障时不应影响整个监控系统的正常工作；监控系统应具有自诊断功能，对数据紊乱、通信干扰等可自动恢复，对通信中断、软硬件故障等应能诊断并及时告警；监控系统应具有较强的容错能力，不能因误操作等引起程序运行出错；监控系统应具有处理多事件多点同时告警的能力。

可扩充性

监控系统的软、硬件应采用模块化结构，便于监控系统的扩充、升级。

实时性

从告警到有人值守的监控中心接收到告警信息的时间间隔不大于10秒。

安全保障

监控系统应具有在前端监控微机上设置禁止远端遥控的功能。

测量精度

电源应采用不间断电源供电。

软硬件应采用高可靠性的计算机及配套设备和操作系统。

集中监控的功能

巡检功能

能用机架面板键盘和液晶显示器界面方便的了解系统运行状态和数据，并按要求自动打印各种交直流电源的电压，电流等数据。

故障诊断功能

能自动诊断显示出电源故障点或异常部位，并能自动发出报警和预报警。

波形显示功能

能按要求随时显示出设备主电路和控制电路中各种主要工作波形，便于观察分析设备运行状态。

统计和打印功能

控制功能

资料库功能

联网功能

自检功能

监控系统组网原则

本地网管中心设置一个监控中心SC，监控中心SC可下设一个或数个监控站SS，根据各监控站具体情况，监控站SS可下设数个通信局（站）SU，各通信局（站）可根据监控设备和参数具体情况设置一个或数个监控模块SM。根据监控对象和内容，监控模块分为自备式监控模块（智能电源、空调设备自带的具有监控性能和通信接口的监控模块）和通用型监控模块（监控非智能型电源、空调设备和机房环境参数等所附加的监控模块两种。

监控系统的网络结构

直流稳压电源设计报告篇3

关键词：李家峡水电厂 直流系统 结构及特点

1、前言

随着近年来水电厂计算机监控技术的不断发展和现代水电厂“无人值班”（少人值守）的必然要求，这无疑对电站的自动化水平有了更高的要求。李家峡水电厂原有直流系统由于投运时间较长设备老化严重，装置运行极为不稳定，并且随着设备更新换代，备品备件购置困难，给检修维护带来诸多不便；另外绝缘监察装置检测接地支路不准确，查找接地困难，调压装置故障时无法退出检修，蓄电池电压也不能实时检测，故对直流220V、24V I、II段充电柜、调压柜、联络充电柜进行改造并且安装蓄电池巡检装置。

2、系统结构及特点

改造后的直流系统采用DKZ系列微机控制高频开关电源，包括整流模块、主监控单元、交流切换单元、电池测量单元、绝缘监测单元等部分。

DKZ系列微机控制高频开关电源直流系统是新一代电力直流电源成套装置，该装置将整流器、微机监控系统、调压装置、馈出分路、保护告警回路、绝缘监测、蓄电池检测及开关量检测单元等有机地结合在一起，通过微机实现自动管理，自动设定并管理各种类型电池的均充电、浮充电、放电、恒压恒流充电的运行，以及通过微机完成自动调压、投切、故障报警、绝缘报警、信号输出、远程控制等操作，并能通过调制解调器、电力载波等其他传输设备完成“遥测”、“遥信”、“遥调”、“遥控”，实现远程集中监控管理。它具有以下功能：

1）整流模块采用业界成熟的移相谐振变换技术，功率转换效率高，具有良好的电气性能及电磁兼容性。

2）采用全自动均流N+1冗余模块化设计，选配灵活，扩容方便，且模块具有完善的自我保护功能。

3）抗短路特性：整流模块在输出短路时可实时保护，输出电压几乎为零，并可长时间保持。一旦短路解除模块立即恢复正常工作。

4）整流模块具有完善的保护功能，包括交流掉电、缺相、过欠压保护，直流输出过压保护、过流保护、短路保护，以及过温保护。

5）两级运行可靠性保障：当系统主监控发生故障时，智能型整流模块自动投入，自主运行，提高了系统整体的可靠性。

6）多重防雷体系，确保系统可靠运行。

7）自动切换的双路交流输入电源，提高供电的可靠性。

8）蓄电池管理功能：蓄电池均、浮充运行自动转换，可由智能监控单元自行管理，亦可通过远程集中监控计算机设置管理。

9）智能微机监控单元人机界面操作灵活方便，可监测电网三相交流输入电压，各整流模块输出电流及工作状态，动力母线、控制母线、蓄电池组的电压电流，并可对交流电压、合母电压、控母电压、电池电压运行上下限在线检测及报警。

10）微机电池巡检装置可检测每一节单体电池的电压情况、电池组总电压，根据环境温度、电池温度的变化自动对电池进行充电温度补偿。

2.1 ZJK-20主监控单元

2.1.1 ZJK-20主监控单元的功能

主监控单元是整个直流系统的控制、管理核心。主监控单元的主要任务是：对直流系统中各功能单元和蓄电池进行长期自动监测、获取直流系统中的各种运行参数和状态、根据测量数据及运行状态实时进行处理，并以此为依据对直流系统进行控制，实现系统的全自动精确管理，从而优化直流系统的运行状况，保证其工作的连续性、安全性和可靠性。

主监控单元具有"遥测、遥信、遥控、遥调"四遥功能，能够满足电厂自动化和电力系统无人值守变电站的要求；配有标准RS-232和RS-485接口，方便纳入电站自动化系统。

2.1.2 ZJK-20主监控单元的主要特点

1）主监控单元采用以微处理器为核心的集散式监控系统，模块化设计；对交流配电、直流馈电、整流模块和电池组实施全方位的监测和控制。

2）采用大屏幕点阵液晶显示器，CCFL背光，实现全汉化显示，除完成常规数据测量，直流电源系统运行状态的实时显示外，还提供各种菜单、信息提示，真正实现人机对话操作。

3）对电池电压、电池充放电电流的精确管理及严格控制是保护电池及延长电池使用寿命的关键，为此本监控单元根据用户设定的充电参数（如电压保护值，充电限流值、维护性均充间隔时间等），调整整流模块的充电方式、充电电流，自动地完成电池的精确管理及保养维护。

4）电池温度补偿功能，免维护电池的充电电压需要随环境温度的变化做相应的调整，才能保障电池处于最佳工作状态，延长电池使用寿命。本监控单元可自动完成电池温度补偿，确保电池工作在最佳状态。

5）能够在线测量电池内阻，及时发现问题电池，保障电池处于最佳工作状态，延长电池使用寿命。

2.2 基础监控单元

2.2.1 ZJQ-30交流切换单元的功能

1） 实时测量两路三相交流电压，实时检测交流接触器状态，根据检测到的数据进行判断，自动操作，保证交流的不间断工作。

2）交流切换单元的切换方式可以有三种工作状态：一路优先、二路优先、互为备用。用户可以根据实际情况在主监控上进行设定。

3）交流切换单元可以自动判断交流输入是否交流缺相、交流欠压、交流过压，防止故障的交流信号投入，从而实现了对后级电路的保护。

4）交流切换单元可以输出交流故障和装置失电两个开关量报警节点。

交流切换单元和两个交流接触器构成直流系统的交流自投回路，且可以实现两路交流的互锁，保证了系统的可靠性。

2.2.2 ZJY-22 48路绝缘监测单元的功能

1）可检测正负直流母线对地电阻，检测母线（合母、控母）的对地电压。

2）每个绝缘监测单元能够提供最多48条馈出支路对地绝缘监测的功能。

3）能够设置合母检测路数，其余为控母检测路数。

4）可通过主监控或绝缘监测主机设置对地接地电阻报警值。

5）具有压差报警、绝缘报警和支路接地报警等输出报警功能。

6）在与绝缘监测主机级联使用的情况下，一个绝缘监测主机可以带至少8个绝缘监测单元，能提供最多256路馈出支路对地绝缘监测的功能。

2.2.3 ZDC电池测量单元的功能

1）测量蓄电池（单体额定电压为2V）的单体电压。

2）测量蓄电池所处的环境温度，实现对蓄电池充电过程的温度补偿。

3）可以通过主监控设定蓄电池单体电压和蓄电池组电压的上下限报警电压值。

4）电池测量单元可以串联使用，实现最多108节电池的测量。

2.2.4 ZLC-30直流测量单元的功能

1）可实时测量两段母线的合母电压、控母电压和蓄电池组电压，母线电流和蓄电池组电压。

2）能输出装置失电和直流故障两个输出开关量节点。能输出正负12V电源给电流互感器供电。

3）能通过主监控进行测量校准，校准后能将校准值保存在直流测量单元中，断电后不需要重新校准。

以上单元均可通过RS485接口将检测到的信息上传给主监控单元，作为主监控管理电源系统和处理故障告警的依据。

3、结束语

李家峡水电厂是我国大型水电厂，直流系统的可靠稳定运行对保证电厂的安全运行起着很大的作用。因此它必须要求系统先进、可靠、安全、稳定。改造后的直流系统将在李家峡水电厂安全运行中发挥巨大作用。

参考文献：

[1]DKZ系列微机控制高频开关电源直流系统技术说明书.南京京瑞科电力设

直流稳压电源设计报告篇4

关键词：电力系统；蓄电池；电压

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.192

1 前言

直流电源主要用于开关操作、保护、信号、逆变、事故照明和机组的初始励磁等的电源。直流系统设置的目的是厂用电消失后，蓄电池组仍能够短时正常供电。近年因直流系统故障出现了多起电网事故，因此水电站的直流系统能否安全、可靠运行直接关系到故障设备能否从系统快速、正确隔离，是电网的“神经系统”。所以水电站直流系统是水电站的重要组成部分，由此可见水电站的直流系统维护、消缺、技改的重要性和必要性。

2 目前金河电站直流系统的运行状况及存在的问题

金河电站于2004年投产，装机容量60MW。直流系统采用单母线分段有端电池的220V系统，其中主充机为半桥式可控硅整流器，浮充机为调压整流器，蓄电池108只2V/250AH阀控式密封铅酸蓄电池。

金河电站直流系统采用武汉高达电器工程股份有限公司生产的PZD（K） 型直流系统，从2004年运行至今。设备全套系统包括：三面直流装置屏、六面电池屏。直流系统的正常运行方式为两组系统各自独立运行。在一组发生事故的情况下，可以拔下事故系统蓄电池保险，然后投络开关进行转带。

金河电站直流系统为环网供电，查找直流系统接地十分不便，由于绝缘监测仪只能判别接地性质是直接接地，还是绝缘不良或是正极接地还是负极接地。因此判别具体接地点只能采用分割停充电柜、蓄电池组和直流母线进行排查那段母线接地或那组蓄电池的问题，然后再进行拉路法依次断开馈线通过排除法判断接地点，但由于是直流环网供电拉路法查找接地停电面广且不易查找到具体的故障点，金河电站35kV升压站直流系统曾频繁出现雨季瞬间接地现象，查找故障大费周折。再一个就是金河电站直流系统已超期运行，蓄电池性能下降，因此金河电站直流系统技改迫在眉睫。

3 为了适应电网发展要求，提高设备运行的安全性和可靠性，2016年金河电站批准实施直流系统技改

3.1 蓄电池选型

蓄电池作为直流系统的储能元件，是系统可靠运行的核心部件。因此技改中直流系统蓄电池的选型至关重要，关系到使用寿命以及安全可靠、维护工作等方面。由于镉镍蓄电池维护量大，故障率较高，现广泛应用免维护密封铅酸蓄电池，简称阀控蓄电池。故金河电站蓄电池采用阀控式密封铅酸蓄电池。

3.2 蓄电池容量选择

水电站的直流系统负荷按其用电特性，可分为经常负荷、事故负荷和冲击负荷。经常负荷系指在所有运行状态下，由直流母线不间断地供电负荷。事故负荷系指水电厂失去交流电源，全厂停电状态下，必须由直流系统供电的负荷。冲击负荷系指蓄电池所承受的瞬时冲击电流。

为满足以上负荷特性需求，金河电站原蓄电池双套配置，单套容量为250AH，现改为双套300AH，2V一只，108只/组。单套蓄电池配置1套高频开关电源直流系统（20A×5块/套，220V），充电模块按N+1备份方式配置，单套蓄电池配置1套蓄电池巡检仪。两套蓄电池的直流系统，采用二段单母线接线，蓄电池分别接于不同母线段，二段母线之间设联络开关。直流系统馈线改造后均采用辐射型供电。确保供电可靠性和安全性，并考虑适当的裕度。

4 直流系统的基本要求

直流负荷的供电要求，水电站直流负荷的供电应满足下列基本要求。

（1）在电站正常或事故运行情况下，保证向所有重要的直流可靠而不间断供电。

（2）在任何情况下，应保证直流系统各负荷的电压在允许的范围内。

（3）当蓄电池进行充电或核对性放电时，保证不破坏拥护的供电。

（4）保证能迅速而可靠地找到设备及线路绝缘损坏的地点，并尽量做到能加以隔离。

5 直流系统的额定电压

水电站直流系统的额定电压采用220伏。

直流电源系统设备参数（见表1）。

6 绝缘监测装置

直流系统中的两点接地可能引起保护和控制误动的严重后果。断路器跳闸线圈或保护装置出口继电器回路接地再伴随其他一点接地时，断路器将发生误动跳闸。为了防止由于两点接地可能发生的误动作，必须装设连续工作且足够灵敏的绝缘监视继电器。当220伏直流系统中任何一极绝缘下降时（对220伏直流系统为15～20千欧），绝缘监测装置应实时监控系统电压并告警，实时接地回路检测，回路绝缘预警，接地历史记录分析，并对直流系统中各种故障接地故障及时告警及准确选线。同时告警信息通过RS485接口上传到综合自动化系统或调度自动化系统上位机。本次金河电站直流系统技改使用成都立牌公司的JYJC-64型绝缘监测装置。

7 直流系统技改成效

金河电站直流系统通过本次技改取得了预期的效果，各项指标符合规程规定要求。

（1）稳流、稳压精度、纹波系数、均流等主要指标符合规程规定，并机均流试验符合规程要求；

（2）保护及报警功能试验动作正确，显示及检测功能试验正确；

（3）绝缘监察装置动作正确，直流母线正、负极接地，装置正确发出声光报警；

（4）直流电源装置的工作状态能传送到远方的监控中心，“三遥”功能及报警信号显示正确、远传可靠。

（5）当交流电源失压（包括断相）、充电装置故障、绝缘监察装置故障或蓄电池组等熔断器熔断时，设备应能可靠发出报警信号。

（6）模拟其中一套蓄电池故障时转带负荷正常。

8 改进措施

（1）绝缘监测装置应该配备实时绝缘故障信息打印机，对于瞬间出现的故障为题可以直观的反映在打印纸上，便于故障梳理和分析。

（2）直流馈线盘柜负荷开关部署不是很合理，存在过于拥挤和配置不够美观的问题。

（3）直流系统通讯功能应进一步完善，除除故障报警信息以外还应采集直流母线电压、浮充电电流以及负荷电流等。

参考文献：

[1]水电站机电设计手册（电气二次）[K].

直流稳压电源设计报告篇5

一、什么是UPS

UPS（Uninterruptible Power System）,即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备提供不间断的电力供应。UPS具有较好的稳压功能，当市电电网输入电压在176～264V/324～436V之间变化时，能保证输出电压稳定在220V/380V（±5%范围以内），将市电稳压后供应给负载使用，此时UPS 就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时，UPS立即将机内电池的电能通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，为计算机供电。

二、常见两种UPS的特点

UPS主要由整流器、充电器、逆变器和蓄电池组等构成，按其工作方式可分为离线式（亦称后备式）（off―line）UPS和在线式(on―line)UPS。

1、后备式UPS

后备式UPS是单变换型UPS ，一种廉价UPS。它的逆变器在电网电压正常情况下处于非工作状态，市电通过滤波和稳压环节直接供给负载，此时蓄电池处于充电状态。

在市电电压异常情况下，后备身UPS通过转换开关切换到供电状态，后备蓄电池开始工作，蓄电池的电能通过逆变器变换成交流正弦波或准放波供给负载。后备式UPS采用了抗干扰型分级调压稳压技术，当市电电压正常时，它能向负载提供高频干扰的稳压电源，但供电质量不高，输出电压的幅度随市电电网电压幅度的改变而改变，难以消除或隔离来自市电电网、UPS本身和整流滤波波型非线性负载设备的各种干扰和谐波成分，输出为正弦波电压的后备式UPS的波型失真系数约为5%。

2、在线式UPS

在线式UPS是双变换型UPS。

当市电电网正常时，输入交流电压通过充电器对电池充电，同时整流器将交流电压转换为直流电压，通过逆变器再将直流电压逆变为交流正弦（或准方波）电压供给负载。当市电中断时，后备电池开始工作，电池的直流电通过逆变器变换为家六电供给负载。无论市电供电是否正常，在线式UPS的逆变器始终处于工作状态，加上输入低通滤波器、输出低通滤波器和输出隔离变压器的滤波和隔离作用，能够有效地从根本上消除或隔离来自市电电网、UPS本身以及整流滤波型非线负载设备的各种波动、干扰和谐波成分，其正弦波输出波型失真系数很小（3%以内），可实现对负载的高质量净化（不失真、无干扰、稳压）和安全可靠（零转换时间）的供电。

三、使用UPS 的七注意

1、开关机顺序。为了避免负载在启动瞬间产生的冲击电流UPS造成损坏，在使用时应首先给UPS供电，使其处于旁路工作状态，然后再逐个打开负载，这样就避免了负载电流对UPS的冲击，使UPS的使用寿命得以延长。关机顺序可以看做是开机顺序的逆过程，首先逐个关闭负载，再将UPS关闭。

2、开机之前。在开机之前，首先需要确认输入市电连线的极性是否正确，以确保人身安全。注意负载总功率不能大于UPS的额定功率，应避免UPS工作在过载状态下，以保证UPS能够正常工作。

3、关机之后。在市电中断后，UPS由电池组供电并自动关机后，不要再利用UPS电池组供电开机，以避免电池因过量放电而损坏。

4、使用环境。与电脑的工作环境类似，UPS对环境温度的要求同样也不是很高，通常在0℃～40℃都能正常工作，但防尘问题同样也困扰着UPS，UPS的使用环境要求清洁、少尘、干燥，灰尘和潮湿的环境会引起UPS工作不正常。而UPS电池组对温度要求则缴高，标准使用温度为25℃，平时做好不要超出15℃～30℃这个范围。另外，UPS的防磁能力也不是很好，所以不应把强磁为体放在UPS上，否则会UPS工作不正常或损坏机器。

5、注意安全。由于UPS的电池组电压很高，对人体存在一定的电击危险，所以在装卸导电连接条和输出线时应具有安全保障，采用的工具应绝缘，特别是输出接点更应该有防止触电的设置。

6、放电深度。UPS的放电深度对电池使用寿命的影响也是非常大的，电池放电深度越深，其循环使用次数就越少，因此在使用时应避免电池的深度放电。

7、负载大小。普通的用户会认为，UPS的负载能力越大，对电脑的保护效果会越好，于是在购买时选用了高价格高负载能力的产品。而用户在实际应用时的负载只是UPS额定的30%甚至更少，其实这样亦会影响到UPS的使用寿命，毕竟其内部的电池组很多时候都不能完全正常地进行工作。当然也不是说100%的额定负载是最好的，如果这样，UPS出现任何小问题都会造成很大的损坏，实际造作表明，选择50%~80%的负载为最佳。

四、UPS与Windows2000 Server计算机的连接

除了为计算机提供电源外，UPS还具有与Windows2000 Server计算机通信的功能。例如当供电状况发生变化时，UPS会通知Windows2000 Server，让其能够在适当的时间内做出适当的反应，例如自动关机等。

设置UPS服务的步骤如下：

1、打开计算机，双击“控制面板”中的“电源选项”图标。打开“电源选项属性”对话框，选择UPS选项卡。

2、单击“设置”按钮，打开“UPS选择”对话框，依次选择制造商、型号和连接端口。

3、单击“下一步”按钮，打开UPS界面配置对话框，UPS使用手册中的说明，设置信号的极性，完成后单击“完成”按钮，返回“电源选项属性”对话框。

4、在“电源选项属性”对话框中，单击“配置”按钮，打开“UPS配置”对话框。

5、在“UPS配置”对话框中，选择“启用所有通知”，以使得将发生关键造作时，有效电源出现故障或者被恢复时、UPS失去通信或重新获得通信时，或者UPS电池几乎被耗尽时，能通过UPS服务以显示相关信息；在“电源故障和首次通知之间的秒数”处，输入从失去到首次发出警告消息的间隔时间（一般情况下，不需要在停电后立即发出警告消息，因为有可能电源马上就恢复了）；在“后续电源故障通知之间的秒数”处输入第一次发出警告消息后，发出警告消息的时间间隔；选择“严重警报前，电池使用的分钟数”，输入书区市电后，UPS可供电时间（以分钟为单位）。该对话框中的其他项目很容易理解，此处就不做解释。

6、单击“确定”按钮，返回“电源选项属性”对话框，单击“确定”按钮。

直流稳压电源设计报告篇6

关键词: 变压器 CT饱和 人机接口 32位单片机 故障分析 通信功能

1 前言

电力变压器是发电厂和变电站的主要电气设备之一，它们对电力系统的安全稳定运行至关重要。一旦发生故障遭到损坏，其检修难度大、时间长，要造成很大的经济损失；另外，发生故障后突然切除变压器也会对电力系统造成或大或小的扰动。因此，对继电保护的要求很高。

根据DF3200系列微机变压器保护装置近五年、上千套产品的运行经验，把它们在中、低压电网的成功方面和不足之处进行总结的基础上，研制了新一代的DF3300系列微机变压器保护装置。它们采用系统化设计思想，采用成熟可靠的保护原理，应用最先进的计算机网络通信和控制技术，采用先进可靠的硬件技术和美观适用的结构，保护、监控、通信网络整体化设计，保护功能相对独立，符合DF3300变电站自动化系统的分层、分布、分散式的面向对象的整体设计思想要求。以下简要介绍新一代DF3300系列微机变压器保护装置的设计方案等。

2 保护设计方案

DF3300系列微机变压器保护装置主要是为满足大量的中、低压电网的变压器保护的需要而设计。它作为DF3300变电站自动化系统的有机组成部分，可以满足变电站自动化的全部需求，也可以作为独立的变压器保护系统工作。

2.1 保护配置方案

在设计保护的配置方案时，充分注意到最新的《继电保护和安全自动装置技术规程》中提到建议和要求等，同时，考虑到中、低压电网中保护应用的实际情况，尤其是农用电网中保护的实际情况，而确定采用的保护配置方案。

高压电网的变压器重要程度等因素，要求变压器保护双重化配置，所以采用主后备一体化的双套变压器保护装置是比较好的方式。中、低压电网中，一方面要求变压器保护装置的可靠工作，另一方面并不要求变压器保护双重化配置，针对这种情况，如果将变压器的全部保护集中在一套保护装置，一旦保护装置故障将失去全部的变压器保护功能，所以采用主后备保护分配到完全独立的不同的保护装置，适当的保护功能独立分担方式是较好的配置方式。对于农用电网的小型变压器，对保护的要求简单、可靠、经济，而且经济性要求十分明显，采用简单的主后备保护一体化的保护装置是较好的配置方式。变压器的非电量保护，原则上应该与电气量保护相互独立，真正起到互为备用或补充。基于以上的设计思想确定的主要面向中、低压电网的变压器保护系列装置如下：

1).DF3330三圈变差动保护装置，满足四侧电流输入的差流速断保护和比率差动保护，中、低压侧及第四侧各配置过电流保护等，适用于中、低压电网的电力变压器的主保护；

2).DF3331A变压器接地侧后备保护装置，具有复压闭锁（方向）过流保护，零压闭锁零序（方向）过流保护，间隙零序过流保护等，作为变压器大电流接地侧的后备保护；

3).DF3331B变压器不接地侧后备保护装置，具有复压闭锁（方向）过流保护，零序过流保护，零序过压告警，过负荷保护等，作为变压器不接地侧的后备保护；

4).DF3333双圈变差动保护装置，满足两侧电流输入的差流速断保护和比率差动保护，低压侧配置过电流保护等，适用于中、低压电网的电力变压器的主保护；

5).DF3332变压器本体保护装置，具有六路跳闸回路和五路信号回路，适用于油浸式电力变压器的开关量保护；

6).DF3333A变压器保护装置。满足两侧电流输入的差流速断保护和比率差动保护等；高、低压侧的复压闭锁（方向）过流保护，高、低压侧零序过压告警，过负荷保护等，特别适用于农用电网的小型变压器的成套保护；

7).DF3331C变压器后备保护装置，具有复压闭锁（方向）过流保护，零序过流保护，零序过压告警，过负荷保护，三路独立的本体跳闸和信号回路及一路带延时的开关量保护，测控功能等，作为变压器不接地或小电流接地侧的后备保护和测控装置；

8).DF3332A变压器本体保护装置，具有三路跳闸回路和两路信号回路，三个独立的具有压力闭锁功能的操作箱回路，适用于油浸式电力变压器的开关量保护。

因此，以上的变压器保护装置可以根据需要灵活配置，完全可以经济、实用、可靠的完成中、低压电网及农用电网的各种变压器保护的需要。

2．2 保护原理

2．2．1 主保护原理

1）.差动电流速断保护

采用三相差动电流中任一相大于差动电流速断定值时，瞬时动作出口，它不受任何闭锁条件约束，快速切除变压器区内发生的严重故障。根据微机保护的特点，该保护判据采用可变数据窗的两种算法实现。一种用于保护启动后初始阶段的快速判断，加快出口动作速度；另一种计算准确，可以在启动一个周波后随时瞬动出口。整体效果类似“反时限”的性能。保护判据为：Idz ≥ ISD，ISD—差动电流速断定值。

2）.比率差动保护

该保护采用如下的保护动作判据公式（2-1），保护的动作特性曲线如图2.1所示。

Idz≥ICD （Izd

Idz≥ICD +KB1(Izd -IGD ) （Izd ≥IGD ）

图2.1 比率差动动作特性

该保护识别励磁涌流采用了二次谐波制动和波形不对称制动两种判据。二次谐波制动判据有两种方案供选择：一种是按二次谐波和基波比值最大的相为制动判据；另一种是分别选取三相差动电流中二次谐波和基波的最大值，并以它们的比值为制动判据。

按最大比值相制动：max(Icda2 / Icda1，Icdb2 / Icdb1，Icdc2 / Icdc1) ≥ KXB （2-2）

综合相制动：max(Icda2、Icdb2、Icdc2) / max(Icda1、Icdb1、Icdc1) ≥ KXB （2-3）

波形不对称制动判据只在DF3333A变压器保护装置中采用了，因此这里不再过多叙述。

3）.CT饱和时的附加稳定特性

比率差动保护设有一个CT饱和时的附加稳定特性区，它的工作特性如图2.1所示。对于发生在被保护变压器区外的故障引起的CT饱和，可以通过高值的初始制动电流（ICT）检测出来，此电流会将工作点短暂的移至附加稳定特性区内。反之，当变压器区内故障时其工作点会立即进入动作区，不会进入附加稳定特性区。因此，利用故障发生的最初半个周期内，测量的量值引发的工作点是否在附加稳定特性区内，由此作出决定。一旦检查出外部故障引起CT饱和，装置自动闭锁了比率差动保护，并会在整定的时间（TCT）内一直有效闭锁，直到整定时间到时，才解除闭锁。在外部故障引起的CT饱和闭锁了比率差动保护期间，如果此后发生故障变化，变压器区内也发生故障，工作点稳定地连续两个周期工作在动作区内，闭锁会被立即解除，可靠地检查出被保护变压器发展中的故障而较迅速动作。检查出变压器区外故障引起CT饱和闭锁了比率差动保护的判据公式如下式（2-4）。

Izd ≥ ICT ICT —制动电流门坎值

Icd ≤ (KB1/2) Izd TCT—闭锁时间 （2-4）

T ≤ TCT

4）.CT断线判据

装置设有延时CT断线报警及瞬时CT断线报警功能。该瞬时CT断线判据只针对变压器各侧CT 接线均为Y形接法的回路。具体方案如下：

1).延时CT断线报警：当任一相差流大于0.12In的时间超过5秒时，采样异常告警信息并指示灯显示，但不闭锁比率差动保护。兼作为交流采样回路异常的自检作用；

2).瞬时CT断线采用比较变压器各侧电流的方法实现检测功能。判据如下：

只有一侧一相电流减小到零，其它各侧电流不变的情况下，判为CT断线。且在如下的条件下不进行CT断线判别：启动前某侧最大相电流小于0.1In ，该侧不判；启动后任一侧相电流增加；启动后相电流大于1.2Ie。瞬时CT断线功能可以通过配置字选择投/退，还可以选择是否闭锁比率差动保护，还可以选择相电流超过1.2Ie时解除闭锁保护功能

2．2．2 后备保护原理

针对中、低压电网的变压器及农用电网的变压器的保护需求，后备保护考虑到各种变压器的最大配置要求。主要采用了各种过电流类的保护，如：复压闭锁（方向）过流保护，零压闭锁零序（方向）过流保护，间隙零序过流保护，过负荷保护等。后备保护的方向元件、方向指向、电压元件、PT断线等功能均可由逻辑控制字的字位设定逻辑而灵活配置，跳闸出口可由逻辑控制字的字位编程确定相应的出口。因此，该系列变压器保护中的后备保护配置完备，应用灵活方便。另外，在DF3331C变压器后备保护装置中配有测控功能。

2．2．3 算法

该系列变压器保护的采样率为每周波16点，主要采用全周付氏差分滤波算法。保护装置在较高的采样率下，保证了数据正常状况下的精确计算和故障全过程的准确计算，所有独立功能单元的数据运算保证并行实时计算跟踪。因此，该系列变压器保护装置具有很高的固有可靠性及安全性。

2．2．4 启动元件

保护的启动元件主要由两种类型的算法构成。一种是突变量启动元件，该元件启动快速捕捉故障起始点准确，对突发性短路故障启动迅速；另一种是有效值启动元件，该元件启动可靠准确。这两种启动元件互为补充，保证了保护的可靠启动。不同的保护采用不同的启动元件，启动方式采用相对的“宽进严出”策略。启动元件动作后开放装置跳闸出口回路，使正常情况下保护装置的元件损坏不会引起保护装置误出口，大大提高了保护装置的可靠性。

2．2．5 自检功能

装置具有较完善的自检功能，当检测出有异常情况时，装置告警并生成告警报告，装置液晶显示并将报告通信上传。根据告警的严重程度分为装置故障和异常告警两类。

装置故障类：如定值出错、RAM故障、程序ROM故障、开出常通故障、AD变换超时故障等，此时装置故障告警，保护功能退出并闭锁保护出口，应尽快检查解决问题。

异常告警类：如采样异常、CT断线、PT断线、复合电压出口等。此时装置异常告警，保护功能没有退出，应尽快分析检查解决问题。

另外，装置具有电源监视电路及接点输出，硬件看门狗电路。通过通信网络间接监视装置的工作情况。以上措施大大提高了装置的可靠性、免维护性和连续工作的时间。

2．2．6 人机接口

装置具有人性化的丰富的人机接口功能，通过这个界面使人和装置、人和系统之间更加透明了。主要包括几个方面建立联系：装置面板上的大屏幕液晶显示器，提供文字图形信息；装置面板上的小键盘输入，提供输入交互功能；装置通过面板上的维护口与笔记本电脑通信，由维护软件实现强大的维护分析功能；装置的网络通信口提供后台或远程的强大维护分析功能。

2．2．7 故障分析

为了满足保护的故障分析要求，该系列变压器保护具有较强的故障录波能力。保护动作时，每次按照触发事件录波，每一事件录事件前五个周波和事件后二十个周波，每次可以最多录100周波的采样数据。可以记录八次的故障录波数据，并且配合丰富的事件报告，记录事件发生时的详细信息。能够记录10份的保护动作报告和10份的告警报告。这些故障信息可以通信上传。另外，还可以将分散录波的插件安装在特定的装置内部，组成独立的录波网。装置的故障分析能力大大加强了。

2．3 保护硬件平台和结构

保护的硬件分为几个功能插件来完成，主要包括：CPU插件、交流插件、出口插件、电源插件、通信板卡及面板。硬件平台采用先进的工业级芯片和器件，主芯片为MOTOROLA的32位单片机；芯片、器件采用表面贴装技术，多层印制板设计；采用14位A/D转换芯片，提高了数据采集的分辨率和测量精度；具有足够的输入和输出接口；一个标准RS485通信接口，另外具有一个通信板卡可选为FDKBUS接口、光纤FDKBUS环网接口、以太网接口之一；电源采用开关电源，采用浮地方式同机壳不相连等。

结构为插件式整面板密闭嵌入式结构，采用高6U、宽19"/N、深232.5mm的机箱，内部插件的方式。结构美观大方适用，满足集中组屏或就地安装要求。其外观图示见图2.2。

图2..2 结构外观图

该系列变压器保护装置的电气隔离和电磁屏蔽设计符合国际标准,电磁兼容性能指标满足IEC61000-4中规定的最严酷等级（Ⅳ级）的要求。

2．4 保护通信功能

保护的通信接口丰富，功能强大。安装不同的通信板卡，就可以实现通信接口的不同选择，通信接口可以选择如下说明的接口之一。

1).一个可选的FDKBUS接口，通信媒介可采用屏蔽电缆，通信速率为187.5K～1Mbps，通信规约采用FNP（Fieldbus Network Protocol）规约；

2).一个标准的RS485接口，通信媒介可以采用光纤或屏蔽电缆，通信速率为9600bps；

3).一个可选的光纤FDKBUS环网接口，可实现基于FDKBUS的塑料光纤冗余双环或多模光纤冗余双环通讯方式，通信速率为187.5K～1Mbps，通信规约采用FNP规约；

4).一个可选的以太网接口，通信媒介可以采用光纤或屏蔽电缆，通信速率为10Mbps，通信规约建立在国际标准的TCP/IP协议之上。

3 保护的试验和应用情况

DF3300系列微机变压器保护装置通过了严格细致的内部静态试验和动态模拟试验的测试，并且通过了电力工业部电力设备及仪表质量检验测试中心的严格的型式试验和动态模拟试验。目前，该系列微机变压器保护装置已经大量订货投入现场运行。此外，近期在东方电子检测中心RTDS数字模拟试验室，该系列的主要保护装置和SEL-587还一起进行了RTDS数字模拟试验。从大量的试验和应用情况看，该系列微机变压器保护装置达到了很高的设计水平。以下是几幅RTDS数字模拟试验故障录波图，保护动作情况见图示。

图3.1 高压侧区内CN经300Ω电阻故障录波图

图3.2 高压侧区外AN发展到区内AN故障录波图

图3.3 高压侧B相2%匝间短路故障录波图

4 结束语

新一代的DF3300系列变压器保护装置，在保护整体性能上有了显著的提高和发展。在对于变压器轻微故障的灵敏性、CT饱和、通信功能、故障分析、电磁兼容、配置应用等方面有了显著提高。试验和实际运行都表明该系列变压器保护装置达到了较高的设计水平。

参考文献

[1] 王维俭 电气主设备继电保护原理与应用 北京：中国电力出版社，1998

[2] 东方电子DF3300系列变压器保护装置技术说明书

Design and Development for A New type of Micro-processor Based

Transformer Protection Device

Abstract: Design、protection principle and test about a new generation of transformer protection are introduced in this paper. To meet the needs of transformer protection for MV, LV and rural power system, different protection scheme are adopted. Reliable protection principles are used. And for CT saturation, reliable method is applied. The hardware platform, structure, HMI, communication interface have been greatly improved.

Keyword: Transformer,CT saturation,HMI (human-machine interface),32-bit Single-Chip Microcomputer,Fault Analysis, Communication Function

Fig2.1 Characteristics of Percentage Differential Principle

Fig2.2 Fig of Structure and Show

Fig3.1 Fault Record for internal fault at high voltage side, phase A to ground, Rf=300Ω

Fig3.2 Fault Record for evolving fault (from external to internal) at high voltage side, phase A to ground, Rf=300Ω

直流稳压电源设计报告篇7

作者简介：王凤英（1977-），女，内蒙古丰镇市，硕士，副教授，主要从事FPGA应用和图像处理方面的研究

摘要：模拟电子技术课程是电子技术基础的一个部分，是一门技术性和实践性很强的主干课程。综合项目式教学方法的特点和模拟电子技术课程的特点，将项目教学法应用到“模拟电子技术”教学中，让学生参与教学，自己动手实践，使学生由被动学习改为主动学习，提高学生的学习积极性。本文阐述了模拟电子技术课程项目教学的必要性，详细说明了任务设计基本思路、项目设计注意事项及具体项目任务，指出了项目教学中存在问题，并给出存在问题的解决方案。

关键词：模拟电子技术 项目教学 任务设计

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（c）-0000-00

0引言

模拟电子技术课程是电子技术基础的一个部分，是自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器、电子信息、通信工程等专业的学科基础必修课，是一门技术性和实践性很强的主干课程。该课程知识点多、散、碎，概念抽象、原理难懂，很多学生感到入门很难，被同学们称为“魔电”。模拟电子技术实验教学绝大部分停留在简单的验证性实验上，学生只是机械上、被动地按照教师讲解的步骤和方法插线，测量一些参数，完成实验内容。学生体会不到模拟电子技术实验的精髓，不能与实际结合，完全达不到实验教学的目的。通过何种方式重新整合理论和实践，真正提高学生的素质， 尽可能缩短学生与企业的距离是摆在每个教师面前的重要课题。

1 模拟电子技术课程项目教学的必要性

项目式教学是国内外专家近年倡导的一种教学方法，是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。老师根据课程特点设计项目，分解任务，通过任务驱动来完成学习目标。项目教学适用于各类实践性和应用性较强的课程，使学生明确学习目标，积极主动地完成学习任务。项目教学是一种建立在建构主义理论基础上的教学方法，引导学生从直接感知、项目制作、任务归纳中学习知识，之后，再将所学知识转化成为实践应用，自主地用知识去实践或创新实践， 从而提高学生动手能力，培养学生自主学习与分析问题解决问题的能力。【1，2】

模拟电子技术是一门实践性很强的基础课，可将课程内容按照器件划分，实现模块化教学。学生们不但学会基本的理论和基本分析方法，而且还要掌握各种元件识别、检测、选用的方法，以及利用自己所学到的知识设计并制作简单的电路。

综合项目式教学方法的特点、模拟电子技术课程的特点和社会对电子类人才的需求，将项目式教学方法应用到模拟电子技术课程中，不仅能够解决传统模式下教学中的弊端，更重要的是学生参与教学，自己动手实践，这样能够培养学生的动手能力、独立获取信息和自主建构知识的能力。

2模拟电子技术课程项目教学任务设计

2.1 课程核心知识

模拟电子技术是电类专业的专业基础课。模拟电子技术课程在理论知识上由半导体二极管及其应用电路、半导体三极管及其放大电路、场效应管及其放大电路、运算放大器及其应用电路、负反馈放大器、功率放大电路、信号处理与信号产生电路和稳压电源组成。

2.2 项目设计

教学设计的基本思路是由典型的电子电路的设计、制作规律设计教学项目明确教学目标接受工作任务按实际电路设置不同模块进行电路分析和相关知识的应用学会电子电路分析、设计和制作技能型人才。

在设计项目时， 需要注意以下几个问题： [2]

1） 在选择项目时候，不能贪大求全，从学生的专业特点出发，选择与专业相关的课题，提高学生的学习兴趣。

2） 在项目任务安排时，根据模拟电子技术课程课时要求以及可操作性等，分解任务，任务一般不宜过大、过难， 考虑各个任务时，应将知识的难点和重点分散开。这样，学生能够按时把每个任务完成，频繁地获得成就感，保持学习兴趣的持续性。

3） 设定项目任务目标时， 一定要有明确每个任务要做到什么程度， 学生在此过程中应掌握哪些相关知识方法，实现哪些技能素质都应明确。只有这样， 学生在完成任务的过程中， 明确学习目标， 带着问题去主动学习各个知识点， 并将零散的知识点有机地串联起来， 形成一个系统的理论。

4）在任务实施过程中， 应有效地安排理论的讲解。教师课题制作一些实验PPT，比如常用的实验仪器使用及注意事项、技能操作等。这样，学生在遇到相关问题时候可以查阅PPT自行解决。另外，教师应适时安排对知识的讲解和技能操作的演示，这样才能让学生真正在“做中学，学中做 ”。

按照项目教学法的特点，该课程的主要项目任务及能力要求如表1所示【3】：

表1 主要项目任务及能力要求

序号 项目名称 工作任务 能力要求与素质

1 直流稳压电源的设计制作与调试 1. 制作二极管整流、滤波电路

2. 制作并联型稳压电源

3. 设计并制作稳压电源 （1） 会查阅电子元器件手册，熟悉元器件的识别检测方法；

（2） 会检测使用普通二极管、稳压管及发光二极管；

（3） 会进行电路分析以及参数估算，会根据要求制作整流电路、滤波电路和稳压电路；

（4） 熟悉常用工具、仪表的使用，能使用仪器、仪表对直流稳压电源进行调试；

（5） 能正确测量直流稳压电源的性能指标；

（6） 会撰写谁家总结报告；

（7） 工作细致，善于观察问题，处理问题，沉着冷静、安全操作。

2 函数信号发生器的设计与制作 1. 设计并制作正弦波振荡电路

2. 设计并制作方波发生电路

3. 调试、测量函数信号发生器的输出波形 （1） 会根据工作任务查阅有关文献资料；

（2） 会设计制作集成运放的线性和非线性电路；

（3） 会根据要求制作函数信号发生电路；

（4） 会进行电路分析以及参数估算，会使用示波器等分析、调试信号发生器的输出波形、性能指标并加以改进；

（5） 熟悉常用工具、仪表的使用，能使用仪器、仪表对电路进行调试与排故；

（6） 会撰写谁家总结报告；

（7） 工作细致，善于观察问题，处理问题，沉着冷静、安全操作。

3结束语

目前，项目教学的重要性已被较充分的认识。项目教学法在“模拟电子技术”教学中的应用，使得学生主动参与教学，独立思考问题，将使学生由被动学习改为主动学习，锻炼和培养了学生的交流，沟通与协作能力，掌握了分析问题、解决问题的方法，同时有利于学生加深理解和掌握课程的理论知识，激发了学生的学习兴趣。但在项目教学实践中还存在一些需要进一步解决的问题。比如项目教学教材缺乏、课堂组织难、管理难、考核难等问题，值得大家深究。

参考文献：

[1]吴小玲.项目式教学方法在电子技术教学中的应用[J].中国科教创新导刊， 2010（17）：199-200

[2] 张素琴.项目教学法在高职院校数字电路课程中的应用[J].常州信息职业技术学院学报，2014（5）： 51-54

直流稳压电源设计报告篇8

关键词：放电开关IGCT，预燃电路，保护电路

 

一.常用固体激光电源的组成及特点

1.1 激光电源设计要求和技术指标

电源输出能量必须使工作物质的反转粒子数大于阈值，超过越多，输出光能越大。电源的功率和设计方案应随估算出的泵浦能量而定，这主要取决于工作物质的电光转换效率。为使激光输出稳定，要求电源的输出能量必须稳定。总体而言有如下几点：1.为使放电器件有高的动力指标和运行指标，电源的输出电压或电流特性必须与负特性匹配。2.为使激光器输出能量均可调，一些电源主要参数既能手动控制，也能自动控制。3.要求电源的泵浦电压，电流稳定。4.激光电源发展向小型化，重量轻，效率高的方向发展。5.使用要安全可靠，要有过压，过流等现象的保护电路。

1.2 传统固体激光电源的组成

传统固体激光电源由专用供电电源（充电和放电电路）、预燃电路、触发电路及定时（同步）电路组成。如下图

1.3 激光电源的工作原理

单向AC220v.50/60Hz输出整流，经软启动后在滤波电容上形成一个直流电源。氙灯点燃后，给出信号到控制板，若主电路没有欠压、过流，激光器冷却液断水等故障，控制板允许主电路工作，产生40kHz左右的震荡信号到驱动板，在驱动信号的驱动下，功率开关元件VMOS将直流电压变换成40kHz的交变电压，经过高频高压器进行开压，高频整流桥整流后，送到充电储能网络，当储能电容充到额定电压时，控制板板给出停振信号，逆变电路停止工作。在系统信号驱动下，储能电容给氙灯放电。在主电路工作过程中，调Q电源给出一个2000~5000v的晶体高压。氙灯放电时，相对放电信号延时50~400us，退压触发信号也送到调Q电源板上。另外，电源还具有内外时统转换功能，电源可由外时统控制放电，并具有时统输出端。

二.放电电路的特点及设计方法

2.1放电开关的选择

放电电路在激光器电源中起很重要的作用，在放电电路中，把储存在储能器中的电能直接转换成光能，因此放电电路决定了激光器的效率。论文参考，放电开关IGCT。当工作物质萤光寿命一定时，要求的泵浦光脉冲就一定。目前占主导地位的功率半导体器件主要有晶闸管、GTO和IGBT等，随着技术水平的不断提高，这些传统器件无论在功率容量还是在应用复杂程度等方面都有了长足的进步，但在实用方面还存在一些缺陷。传统GTO关断不均匀，需要笨重而昂贵的吸收电路。另外，因其门极驱动电路复杂，所需控制功率大，这就使得设计复杂，制造成本高，电路损耗大。IGBT虽无需要吸收电路，但它的通态损耗大，而且可靠性不高。另外，单个IGBT的阻断电压较近，即使是新型的高压应用场合须串联，增加了系统的复杂性和损耗。

IGCT是一种新型的电力电子器件，它将GTO芯片与及并联二极管和门极驱动电路集成在一起，再与其门极驱动器在以低电感方式连接，结合了晶体管和晶闸管两种器件的优点，即晶体管的稳定的关断能力和晶闸管的低通态损耗。IGCT具有电流大、电压高、开关频率高、可靠性高、结构紧凑、损耗低的特点。此外，IGCT还像GTO一样，具有制造成本低和成品率高的特点，有极好的应用前景。IGCT的一个突出的优点是存储时间短，因而在串联应用时，各个IGCT关断时间的偏差极小，其分担的电压会较为均衡，所以适合大功率应用，正好适合本实验。

2.2 预燃电路

放电电路的电光转换效率对激光输出的高低非常重要。为了提高电光转换效率，减少电磁辐射的干扰，提高灯的帮助，在放电电路中采用了预燃型放电电路。如图：

这种电路与一般放电电路不同之处在于，有一附加的直流高压电源，这种高压电源可采用任何一种整流方式，关键是能够给出一定的电压和电流。当然，采用LC恒流变换器是理想的预燃电路，由于电路中有高压直流电源，灯始终处于稳定的辉光状态，而流过灯的预燃电流将由预燃电路中的限流元件来限定。为了保证储能器的能量以一定频率向灯供给，在灯与储能器之间接有放电开关。

三.保护电路极其设计方法

3.1 电源保护电路的考虑：欠压、过压保护

欠压、过压保护在激光电源中很重要。如果欠压，为了输出额定功率，则必须具有过大的输入电流。如果过压，则电源有过高的输入电压峰值，增大了对于逆变桥中IGBT功率开关的反向耐压，易造成过压击穿。故为保证系统工作稳定必须具有欠压、过压保护电路，电路如图3所示。利用电阻R,R1,R2取样，在LM339,2D1-4门通过调节电位器Rw，将电网输入电压限制在AC380土10%的允许变化内。

图3 过压保护电路 图4 过流保护电路

3.2过流保护

设置过流保护电路主要解决两个问题：其仪：保护电源在各种强干扰环境工作时，充电电路中不因逆变失败使功率开光（IGBT）超过额定电流值而损坏。其二，保证脉冲电源按脉冲方式进行从放电，一旦出现氙灯连弧故障时主回路过流加以切断，实现保护，如图4过流保护电路所示。论文参考，放电开关IGCT。论文参考，放电开关IGCT。图中R为过流取样电阻，调节电位器RW设置过流值，一般取电流的1.5-2.0倍，当发生过流故障时，LM339反转经光电耦合送到主控信号板，使逆变信号发生芯片SG3525关断。论文参考，放电开关IGCT。论文参考，放电开关IGCT。同时面板上故障显示灯亮、报警。论文参考，放电开关IGCT。

3.3其他保护

为了保证激光器安全工作和操作人的人身安全，在激光电源的设计中，无源水压控制，湿度控制和激光腔盖控制，利用与门关系，不论那方面出现故障保护，电路接受到故障信号均及时的关断逆变信号控制，进行报警。

参考文献

1.梁国忠，梁作亮著《激光电源电路》兵器工业出版社1989

2.电子工业部第11所《高频大功率激光器电源设计报告》1996

3.电子变压器专业委员会编《电子变压器手册》辽宁科学技术出版社1998

4.刘敬海编《激光器件与技术》北京理工大学出版社1995

5.（美）RF格拉夫W希茨著《电子电路百科全书》科学出版社1997

6.HighEnergyLaserWeaponSystemsApplicationsScienseBoardTaskForce,Junw2001:34

7.JRWall,AW&ST,Januaryl,2001:57