直流范文10篇

信號的分解和系統的線性與時不變性是我們在研究線性時不變系統過程中必須要應用的理論基礎。而研究直流信號在信號與系統分析中的特殊性時，又不可避免的會涉及到信號分解理論基礎的研究問題。客觀來說，直流信號和某因果信號共同構成了系統的一般信號，所以受到信號特殊性的影響，無法直接利用傅里葉變換時域積分性質、拉普拉斯變換時域積分性質等對其進行分析研究。隨著時代的發展和技術的進步，專家學者現階段對于連續直流信號與離散直流信號的研究均取得了顯著的進展。其中，前者微分后的積分運算無法對原信號進行復原處理，而后者在應用卷積和的差分求和性質是同樣具有明顯的特殊性，需要在研究過程中對細節要點進行分別注意。基于此，本文將對信號與系統分析中直流信號的各類基本特性進行簡要介紹，并以此為切入點集中闡述其特殊性在各類應用中的具體表現。

1信號與系統分析

1.1系統。隨著時代的發展和技術的進步，信號與系統的概念在各行各業中愈加普及，而與之相對應的分析方法和分析思想，也受到研究學者的高度關注，在科學領域發揮了至關重要的作用。一般情況下，系統是由無數個相互依賴且相互作用的事物集合而成的，其功能相對具有穩定性。從直觀角度來說，可以將系統看作是處理器或者變換器。以電系統為例，某個電路的輸入輸出是完成某種功能的經過，那么這就可以被稱作系統。1.2信號。信號是一種比較抽象的消息表現形式，是隨若干變量而發生變換的一種具體物理量。從數學角度對信號的概念進行分析，可以將其理解為一個或多個獨立變量的函數。事實上，在處理并傳輸信號的過程中，對信號特殊性的分析是研究人員不可繞開的一項命題。而具體分析其特殊性質的過程中，既可以從信號隨時間變換的速度著手分析，也可以分析信號包含頻率分量的振幅大小，甚至相位數量，從而辨別信號的頻率特性。而且，在分析信號與系統中直流信號的連續信號和離散信號的過程中，往往要按照自變量時間取值在定義域內的連續與否對信號狀態進行劃分，并分別采用不同手段對其信號情況進行分析。

2直流信號的特殊性介紹

在分析線性時不變系統的過程中，相關研究人員往往傾向于先對系統中的信號進行分解，將其經過簡要處理劃分為脈沖信號和復指數信號的線性組合。如此一來，兩種不同的信號方式就能分別經過系統，并在線性組合形式下得到系統的響應。從理論角度來說，線性時不變系統分析的理論基礎恰恰是信號分解，而現階段的研究成果又顯示信號分解方式。受到分解方法的不同而呈現多元化特征，除卻較為基礎的直流分解和交流分解之外，還囊括了因果分量和反因果分量分解、積分量分解和偶分量分解，甚至包括各類正交函數分解。一般情況下，信號與系統分析中直流信號的一般連續信號特殊性具體體現在卷積運算、傅里葉運算以及拉普拉斯變換中；而系統分析中，直流信號的離散連續信號特殊性具體體現在卷積和運算、離散時間傅里葉變換過程中。所以，在研究系統直流信號特殊性的過程中，必須分情況對其進行具體討論，理清不同性質的具體應用方法，從而對直流信號作用于因果穩定的線性時不變系統時的響應進行概括與總結。2.1直流信號的一般信號特殊性。在信號與系統分析的過程中，對于直流信號特殊性的研究首先要從時間無限信號開始，而時間無限信號就是包含直流信號的一般信號。正常情況下，專家學者在研究這一信號類型的過程中，往往會按照直流分量和交流分量、因果分量和反因果分量對信號進行分解，但是隨著研究的逐漸深入，現階段已經可以將時間無限信號分解為一個因果信號疊加直流信號的形式，研究的精確度和可靠度得到了大幅度的提升。具體來說，人員可以將直流信號的一般信號進行分析，對信號的因果分量進行分別表示。但值得注意的是，這種分解研究方式和傳統意義上的直流分量與交流分量分解、因果分量與反因果分量分解是截然不同的，在分解過程中要著重注意對細節問題的把控，避免出現運算混淆的情況。而且，直流信號的一般信號特殊性主要在于：當這種信號作為激勵作用與因果穩定的線性時不變系統情況下，可以通過對時域的卷積以及卷積和或者變換域的方法對其響應進行求解。不可否認的是，由于包含直流信號的一般信號具有較強的特殊性，所以應著重注意在應用時域和變換域的特定性質時，對其進行單獨處理，否則可能會導致運算異常。2.2時域卷積和變換域中直流信號的特殊性。在信號與系統分析直流信號特殊性的過程中，各個階段所涉及到的微分和差分的運算都具有明顯的不可逆性，這也就意味著在對時間無限信號進行微分和差分運算處理的過程中，會因為運算順序的不同而導致最終積分或求和得到的原信號存在明顯差異。這一問題若無法得到有效解決，那么在實際運算過程中會導致時域和變換域分析的相關性質不能被直接應用于信號與系統分析中。具體來說，時域卷積和變換域中直流信號的特殊性主要體現在以下五方面：其一，卷積的微積分性質具有特殊性。在分析這一特殊性質的過程中要重點理清導數階次和積分階次，避免由于簡單的失誤而導致運算功虧一簣。事實上，憑借現階段對卷積微積分性質的研究結果分析，大致可以得出兩個基本推論。推論之一是在兩個信號卷積中，一個信號的微分和另一個信號的卷積相等。而另一個推論則是對階次分別為0和1這一特殊情況的限定。也就是說，對某一特定類型連續信號來說，由于其微分后再進行積分所得到的信號與原信號是存在差異的，所以在實際運算過程中，很難直接套用卷積的微積分性質對其進行卷積運算。在這種情境下，也就要求相關人員對其中的直流信號和其他信號的卷積進行單獨運算，以保證運算結果的精確性。其二，卷積和的差分求和性質具有特殊性。一般情況下，倘若時間無限信號中還有直流信號，是無法直接應用卷積和的差分求和性質的，而需要對其中的直流信號與時間無限信號進行分別計算。其三，傅里葉變換的時域積分性質具有特殊性，根據傅里葉變換的理論基礎來分析傅里葉變換的時域積分性質，那么在性質應用過程中，往往待求信號微分后的傅里葉變換是已知的或者求解難度系數相對較低，但是倘若待求信號中含有直流信號，那么同樣不可以對傅里葉變換的時域積分性質進行直接運用，這一點和卷積和的差分求和性質應用是相類似的。其四，離散時間傅里葉變換的時域求和性質具有特殊性。通過傅里葉變換對離散序列進行特殊處理，就可以在此基礎上對離散時間傅里葉變換時域進行求和。在應用這一性質的過程中，情況同樣大致分為兩種。一種是待求信號的一階后向差分信號的傅里葉變換一致或求解難度系數較低，這種情況下可以直接利用離散時間傅里葉變換的時域求和性質對其進行運算，否則將無法直接應用性質。其五，拉普拉斯變換的時域積分性質具有特殊性，種種角度來說拉普拉斯變換，實質上是傅里葉變換的一種變形推廣，所以其應用性質和傅里葉變換的時域積分性質具有相似性，在含有直流信號的情況下，無法對其進行直接應用。

3直流信號應用總結

摘要：本文以直流1500V雙邊供電的牽引變電所為例，介紹了地鐵直流牽引變電所內各開關柜的保護配置，并詳細闡述了主要保護的原理，如大電流脫扣保護、電流上升率保護、定時限過流保護、低電壓保護、雙邊聯跳保護、接觸網熱過負荷保護、框架保護等。最后，對于目前的保護原理中存在的不足之處，本文也做了分析，如多輛列車短時間內相繼啟動可能會造成保護誤動，小電流（尤其是有電弧的情況）短路故障與正常運行電流的區分，以及框架保護的選擇性問題。

關鍵詞：地鐵直流保護

0引言

在我國，地鐵是城市公共交通的重點發展方向，設備國產化又是發展的主要原則。在地鐵直流供電繼電保護領域內，國產保護設備還處于起步階段，目前，國內主要城市的地鐵直流保護設備均來自國外，例如廣州地鐵二號線選用的是德國Siemens公司的DPU96，武漢輕軌選用的是瑞士sechron公司的SEPCOS。通過對部分國外產品的研究，筆者認為，直流保護設備的原理并不是十分復雜，功能實現在理論上也沒有任何障礙，希望通過本文的拋磚引玉，在將來的不久，能夠看到國產的直流保護設備在我國甚至國際市場成為主流。

1一次系統簡介

圖1顯示了一個典型的牽引變電所的電氣主接線圖，該所將主變電所來的交流高電壓（典型值：33kV）經整流機組（包括變壓器及整流器）降壓、整流為直流1500V，再經直流開關柜向接觸網供電。我國上海和廣州地鐵的直流牽引供電系統均是如此，北京地鐵采用的是第三軌受流器（上海和廣州地鐵則是架空接觸網），其饋電電壓為750V。由于750V饋電電壓供電距離短、雜散電流大，現在多采用1500V。圖2顯示的是采用雙邊供電的上行接觸網的分區段示意圖（下行亦相同），一個供電區由相鄰的2個牽引變電所同時供電，這種雙邊供電的方式提高了供電的可靠性，同時分區段的方式使故障被隔離在某個區段以內，而不致影響其它供電區段，因而被廣泛采用。本文中所討論的保護原理均基于1500V架空接觸網雙邊供電方式。

摘要：TD340驅動器芯片是ST微電子公司推出的一種用于直流電機的控制器件，可用于驅動N溝道MOSFET管。文中介紹了TD340芯片的工作原理，給出了TD340芯片在直流電機調速系統中的應用電路。

關鍵詞：TD340；直流電機調速；PWM

直流電機調速系統在現代化工業生產中已經得到廣泛應用。直流電動機具有良好的起、制動性能和調速性能，易于在大范圍內平滑調速，且調速后的效率很高，因此，采用硬件邏輯電路實現的PWM控制系統已在實踐中廣泛應用，但是，這種方法的硬件電路比較復雜，一般也無計算機接口。而本文介紹的以TD340驅動器芯片為核心的直流電機PWM調速控制系統則可以大大簡化硬件電路。該系統不僅可以模擬控制，而且具有計算機接口，同時具有良好的保護功能。

1系統工作原理

直流電機脈寬調速通過改變控制電壓的脈沖寬度來改變加在直流電機上的平均電樞電壓的大小，從而改變直流電機的轉速。圖1所示為可逆的PWM變換器主電路的H型結構形式。圖中，4個MOSFET管的基極驅動電壓分為兩組，其中Q2L和Q1H為一組，當Q2L接收PWM信號導通時，Q1H常開；而Q2H和Q1L截止。這時，電機兩端得到電壓而旋轉，而且占空比越大，轉速越高。由于直流電機是一個感性負載，當MOS關斷時，電機中的電流不能立即降到零，所以必須給這個電流提供一條釋放通路，否則將產生高壓破壞器件。處理這種情況的通常方法是在MOSFET管旁邊并聯一個二極管，使電流流過二極管，最后通過歐姆耗散的方式在二極管中消失。對于大電流，耗散是重要的排放方法。這里必須使用高速二極管。電機反轉時道理相同。

2TD340的引腳功能和控制特性

摘要提出了一種可對無人值班變電站內直流設備進行遠方監控的系統，它利用了站內的電話通道，可以實現：直流設備遠方監控、直流設備運行歷史查詢和設備運行異常的情況上報等功能。

電力系統中的直流電源部分由蓄電池組、充電設備、直流屏等設備組成。它的作用是：正常時為變電站內的斷路器提供合閘直流電源；故障時，當廠、站用電中斷的情況下為繼電保護及自動裝置、斷路器跳閘與合閘、載波通信、發電廠直流電動機拖動的廠用機械提供工作直流電源。它的正常與否直接影響電力系統的安全可靠運行。

過去，電力系統的各個變電站都有人值守，可以對直流設備的運行狀態進行定期檢查，因而可以及時發現并處理其出現的異常現象，保證變電站的安全穩定運行。目前，電力系統推廣無人值班變電站，雖然調度中心可以通過遠動通道獲取變電站運行情況的實時信息，但是對于直流部分只能得到少量的重要信息(包括：遙信量——充電機交流電源故障，充電機故障，直流絕緣接地，直流電源電壓異常；遙測量——控母電壓)。它不能反映直流系統運行的詳細信息，特別是它不能發現系統剛剛開始出現異常運行的情況，直到長期的異常運行發展為故障時才上發調度，此時，事故已經擴大。如果能在異常現象剛出現時就及時發現并及時處理，就可以避免異常情況擴大。所以需要設備維護人員對其進行定期檢查。此外，對直流設備運行的控制也是由維護人員進行現場操作的。變電站多，維護人員少，顯然無法保證按期按量完成。在這種情況下，直流監控系統應運而生。它的主要作用就是把各變電站的直流設備信息上送到監控中心，供其查詢，同時監控中心也可以向各站發送控制命令。這樣，維護人員不但可以在監控中心對直流設備進行遠方監控，還可以及時發現設備運行的不正常狀態，及時處理，而不等其發展演變成事故。所以，直流監控系統的建立，可以節省人力物力，提高工作效率。

1通道選擇

目前，變電站上送調度中心的各種信息，如遙測、遙信、遙控、主要設備狀態和報警信息等，都是通過遠動通道傳輸的，這些信息對實時性的要求很高，不希望其它信息占用而使通道擁擠，影響調度的正常工作。所以直流設備的運行信息必須從另一個通道進行遠方傳送。目前，變電站中除遠動通道之外，還有一個電話通道，這個通道一般是作為工作人員現場工作時使用，以及其它輔助系統如安全報警系統必要時使用。通常此通道是處于閑置狀態，但又是必設的，所以可以用它作為直流監控系統的信息通道。

直流監控系統的數據信息量少，發送時占用通道時間短。這樣，可以在工作時撥通，占用通道，結束后掛掉，和其它系統分時地使用通道，從而保證各個系統的正常運行。

1從西換流站直流控制保護系統組成

從西換流站PCS－9550直流控制保護系統總體上分為以下幾個子系統：

（1）直流控制系統：直流控制系統是換流站控制系統的核心，主要功能是通過對整流側和逆變側觸發角的調節，實現系統要求的輸送功率或輸送電流。該部分主要包括每個極的極控系統的主機、分布式現場總線和分布式I／O等設備。

（2）直流系統保護：直流系統保護主要包括直流極保護（換流器保護、直流場保護、直流線路保護以及接地極引線保護）、換流變保護、直流濾波器保護、交流濾波器保護。

（3）交直流站控系統：交直流站控系統負責執行交／直流設備的投切、啟停、運行方式轉換、狀態監視、測量等功能。該部分主要包括站控系統的主機、分布式現場總線和分布式I／O等設備。

（4）運行人員控制系統：運行人員控制系統是換流站正常運行時運行人員的主人機界面和監控數據存儲系統。該部分主要包括站時鐘系統、站LAN網、運行人員工作站、工程師工作站、站長工作站、系統服務器、培訓系統、MIS接口工作站、網絡打印機等。

1.1直流輸電系統可以從如下兩個方面調節輸送的直流電

和直流功率：

1)調節整流器的觸發滯后角或逆變器的觸發超前角，即調節加到換流閥控制極或柵極的觸發脈沖的相位，簡稱控制極調節。

2)調節換流器的交流電勢，一般靠改變換流變壓器的分接頭來實現。

用控制極進行調節，不但調節范圍大，而且非常迅速，是直流輸電系統的主要調節手段。調節換流變壓器分接頭則速度緩慢且范圍有限，所以只作為控制極調節的補充。

1.2控制極調節方式

摘要茂名熱電廠原用的老式直流系統屏存在結線復雜、維護困難、工作可靠性差及配置不合理的問題，機組控制模式既有集中控制，又有分散控制。在改造中，根據實際情況，采用了全廠統一布置的直流系統方式，并通過分析、計算，對蓄電池組、充電設備等進行了更新。運行情況說明改造達到了設計要求，且安全可靠，維護方便。

1老式直流系統屏存在的缺點

茂名熱電廠原用的直流系統屏為老式直流系統屏(同一屏為雙母線結線，采用直流發電機及硅充電裝置)。從超過30a的運行情況來看，主要存在的缺點或不足之處如下。

1.1雙工作母線結線布置復雜

因直流屏采用雙工作母線結線，6根直流母線水平布置于屏頂上(根據控制、信號音響的需要，直流母線上還設有8根小母線)。在同一塊屏上，有兩組母線的饋線回路或電源與饋線回路相混合布置。當設備出現接觸不良等缺陷時，往往因結線復雜和設備間距小，而使缺陷難以處理。

1.2儀表和燈光信號難以維護

摘要茂名熱電廠原用的老式直流系統屏存在結線復雜、維護困難、工作可靠性差及配置不合理的問題，機組控制模式既有集中控制，又有分散控制。在改造中，根據實際情況，采用了全廠統一布置的直流系統方式，并通過分析、計算，對蓄電池組、充電設備等進行了更新。運行情況說明改造達到了設計要求，且安全可靠，維護方便。

1老式直流系統屏存在的缺點

茂名熱電廠原用的直流系統屏為老式直流系統屏(同一屏為雙母線結線，采用直流發電機及硅充電裝置)。從超過30a的運行情況來看，主要存在的缺點或不足之處如下。

1.1雙工作母線結線布置復雜

因直流屏采用雙工作母線結線，6根直流母線水平布置于屏頂上(根據控制、信號音響的需要，直流母線上還設有8根小母線)。在同一塊屏上，有兩組母線的饋線回路或電源與饋線回路相混合布置。當設備出現接觸不良等缺陷時，往往因結線復雜和設備間距小，而使缺陷難以處理。

1.2儀表和燈光信號難以維護

摘要：介紹了超高壓直流輸電系統中的換流變壓器保護，分析了換流變壓器的特點以及超高壓直流輸電的各種運行工況對換流變壓器保護帶來的影響。提出了換流變壓器保護的總體設計思想、相應的保護原理與方案

關鍵詞：換流變壓器比率差動諧波

0引言

超高壓直流輸電由于其特有的優點，越來越廣范的得到應用。這些優點[1]包括：不須考慮穩定問題；線路故障恢復能力較強；調節作用利于交流系統的穩定；減少互聯交流系統的短路容量；超過一定距離建設投資更經濟等。我國目前已投運的超高壓直流輸電工程包括葛上直流、天廣直流和三常直流等，在這些工程中所有的保護與控制系統都是國外進口設備。

換流變壓器是直流輸電系統中必不可少的重要設備。它可以提供相位差為30°的12脈波交流電壓，降低交流側諧波電流；作為交流系統和直流系統的電氣隔離，提供閥的換相電抗；通過換流變壓器可以在較大范圍內調節交流電壓，以使直流系統運行在最優的狀態等。

換流變壓器的投資在換流站中占有很大的比例，換流變壓器的可靠安全運行是直流輸電系統可靠安全運行的基礎。因此對換流變壓器提供完善的保護功能對直流輸電系統的安全穩定可靠運行顯得尤為重要。下面主要討論換流變壓器的特點、直流輸電的各種運行工況對換流變壓器保護的影響，并結合其特點提出相應的保護原理與方案。

電力通信是電力企業生產和管理的基礎手段，是電網安全運行的重要環節，而電力通信直流電源則是保證通信設備正常運行，通信暢通的基礎，是電力通信的“心臟”，一旦通信直流電源發生故障，將造成通信設備供電中斷，引起通信電路中斷，造成重要信息無法正常傳輸。近年來，電網規模的不斷擴大和現代通信技術的進步，極大地促進了電力通信事業的飛速發展，隨著電力通信整體水平的不斷提高、通信設備的不斷更新，對電力通信直流電源也提出了更高的要求，因此做好對電力通信直流電源的維護具有重要意義，直接影響著電力通信網的安全平穩運行。

1電力通信直流電源的組成

通信直流電源是一個復雜的系統，目前電力通信直流電源均采用－48V的高頻開關直流電源，電力系統中典型的電力通信直流電源結構組成如下圖所示，從圖中可知電力通信直流電源由交流部分、整流器、直流分配部分、蓄電池組和監控模塊等按照要求組合而成。

①交流部分。交流部分的市電輸入一般為2路380V三相四線交流輸入，在電源容量較小時有時也使用2路220V單相交流輸入，以保證電源可靠供電。為防止雷擊和過電壓破壞，在市電輸入端應加裝避雷器，常用的有普通氧化鋅避雷器和OBO防雷模塊等；由于此處的防雷主要是對非直擊的感應雷擊的浪涌電壓的防護，因此避雷器的通流量一般選擇在15－20KA，殘壓在1.5KV左右，就可有效的保護電源設備。為實現兩路輸入的交流電的通斷互鎖，自動切換，還需裝設交流切換裝置，采用機械互鎖或電氣互鎖方式，但是應注意任何時候都不允許出現兩路交流電源同時接通或者同時斷開的現象。經過切換裝置后，交流輸入分為整流器模塊輸入和交流分路輸出，交流分路輸出為機房其他交流用電設備提供電源，如計算機、UPS等。

②整流器部分。整流器是通信直流電源的最重要的組成部分，通信直流電源的供電質量主要取決于整流器的電氣指標，它完成AC-DC變換并以并聯均流方式為通信設備供電，同時對蓄電池組進行恒流限壓充電和監控模塊的供電。現在所有的通信直流電源均采用模塊化高頻開關整流器，它具有其體積小、效率高、模塊化、功率因素高、輸入電壓范圍寬、噪聲低、可靠性高以及可帶電熱插拔等優點；電力通信直流電源所使用的高頻開關整流器模塊一般為單相220V交流輸入，功率因素可達0.99以上，模塊容量一般為每塊20A/－48V～50A/－48V；在實際使用中，如果輸入的是380V三相四線交流電源，則應注意將所有整流模塊平均分配到每一相；同時為了提高整流器工作的可靠性，在設計時應考慮多余備用容量，模塊配置采用N+1冗余。高頻開關整流器模塊有內控式和外控式兩種類型，內控式整流器內部設有獨立的監控單元，可對整流器模塊參數進行設置、檢測和顯示，與系統的監控模塊采用RS-485總線相連；外控式整流器在內部不設獨立的監控單元，完全由系統監控模塊控制，若監控模塊故障，整流器模塊轉為自主工作狀態，其輸出電壓電流服從初始的設定值。

③直流分配部分。直流分配部分將整流器輸出的直流電壓進行分配，一路給蓄電池組充電，其它分配給通信設備和其它直流用戶供電。直流分配部分決定了設備的最終分配容量，因此要求在設計時應充分考慮直流分路輸出的用戶數和容量，滿足日后通信設備接入的需要。在給蓄電池組充電的分路開關之前應加裝欠壓保護繼電器，當蓄電池組放電達到欠壓告警值時發出告警，放電到欠壓關斷值時控制自動斷開蓄電池組，保護蓄電池組不會因為過放電而導致損壞。現在直流分路輸出開關多采用空氣開關，應注意配置使用直流空氣開關，因為直流空氣開關的滅弧能力很強，而不應使用普通交流空氣開關。