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瞭解電力直流電源系統概念及構成
1、直流系統是應用於水力、火力發電廠，各類變電站和其它使用直流設備的用户，為給信號設備、保護、自動裝置、事故照明、應急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設備。直流系統是一個獨立的電源，它不受發電機、廠用電及系統運行方式的影響，並在外部交流電中斷的情況下，保證由後備電源—蓄電池繼續提供直流電源的重要設備。直流屏的可靠性、安全性直接影響到電力系統供電的可靠性和安全性。直流系統是以電池容量標稱,如65ah,100ah常用名稱:gzdw-65ah,gzdw-100ah。
2、直流系統的用途：廣泛應用於水力、火力發電廠，各類變電站和其它使用直流設備的用户(如發電廠、變電站、配電站、石化、鋼鐵、電氣化鐵路、房地產等)，為信號設備、保護、自動裝置、事故照明及斷路器分、合閘操作提供直流電源，它也同樣廣泛的應用於通信部門、計算機房、醫院、礦井、賓館，以及高層建築的可靠應急電源，用途十分廣泛。還有直流系統的心臟是蓄電池，對蓄電池進行科學的維護是直流系統的核心工作。
3、直流系統主要由兩大部份組成。一部份是電池屏另一部份是直流充電屏（直流屏）。電池屏就是一個可以擺放多節電池的機櫃（800×600×2260）。電池屏中的電池一般是由2-12v的電池以9節到108節串聯方式組成，對應電的電壓輸出也就是110v或220v。目前使用的電池主要是閥控式密封免維護鉛酸電池。直流屏主要是由機櫃、整流模塊系統、監控系統、絕緣監測單元、電池巡檢單元、開關量檢測單元、降壓單元及一系列的交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等配電單元。
3．1、整流模塊系統：電力整流模塊就是把交流電整流成直流電的單機模塊，通常是以通過電流大小來標稱（如2a模塊、5a模塊、10a模塊、20a模塊等等），按設計理念的不同也可以分為：風冷模塊、獨立風道模塊、自冷模塊、自能風冷模塊和自能自冷模塊。它可以多台並聯使用，實現了n+1宂餘。模塊輸出是110v、220v穩定可調的直流電壓。模塊自身有較為完善的各種保護功能如：輸入過壓保護、輸出過壓保護、輸出限流保護和輸出短路保護等。
3．2、監控系統：監控系統是整個直流系統的控制、管理核心，其主要任務是：對系統中各功能單元和蓄電池進行長期自動監測，獲取系統中的各種運行參數和狀態，根據測量數據及運行狀態及時進行處理，並以此為依據對系統進行控制，實現電源系統的全自動管理，保證其工作的連續性、可靠性和安全性。監控系統目前分為兩種：一種是按鍵型還有一種是觸摸屏型。：監控系統提供人機界面操作，實現系統運行參數顯示，系統控制操作和系統參數設置。
3．3、絕緣監測單元：直流系統絕緣監測單元是監視直流系統絕緣情況的一種裝置，可實時監測線路對地漏電阻，此數值可根據具體情況設定。當線路對地絕緣降低到設定值時，就會發出告警信號。直流系統絕緣監測單元目前有母線絕緣監測、支路絕緣監測。
3．4、電池巡檢單元：電池巡檢單元就是對蓄電池在線電壓情況巡環檢測的一種設備。可以實時檢測到每節蓄電池電壓的多少，當哪一節蓄電池電壓高過或低過設定時，就會發出告警信號，並能通過監控系統顯示出是哪一節蓄電池發生故障。電池巡檢單元一般能檢測2v-12v的蓄電池和巡環檢測1-108節蓄電池。
3．5、開關量檢測單元：開關量檢測單元是對開關量在線檢測及告警幹節點輸出的一種設備。比如在整套系統中哪一路斷路器發生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷後開關量檢測單元就會發出告警信號，並能通過監控系統顯示出是哪一路斷路器發生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷。目前開關量檢測單元可以採集到1-108路開關量和多路無源幹節點告警輸出。
3．6、降壓單元：降壓單元就是降壓穩壓設備，是合母電壓輸入降壓單元，降壓單元再輸出到控母，調節控母電壓在設定範圍內（110v或220v）。當合母電壓變化時，降壓單元自動調節，保證輸出電壓穩定。降壓單元也是以輸出電流的大小來標稱的。降壓單元目前有兩種，一種是有級降壓硅鏈，一種是無級降壓斬波。有級降壓硅鏈有5級降壓和七級降壓，電壓調節點都是3.5v，也就是説合母電壓升高或下降3.5v時降壓硅鏈就自動調節穩定控母電壓。無級降壓斬波就是一個降壓模塊，它比降壓硅鏈體積小，它沒有電壓調節點所以輸出電壓也比降壓硅鏈要穩定，還有過壓、過流、和電池過放電等功能。不過目前無級降壓斬波技術還不是很成熟常發生故障，所以還是降壓硅鏈使用效廣泛。
3．7、配電單元：配電單元主要是直流屏中為實現交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等功能所使用的器件如：電源線、接線端子、交流斷路器、直流斷路器、接觸器、防雷器、分流器、熔斷器、轉換開關、按鈕開關、指示燈以及電流、電壓表等等。
4．電池容量選擇和模塊的配置。電池容量選擇要進行直流負荷的統計，直流負荷按性質分為經常負荷、事故負荷、衝擊負荷。經常負荷主要是保護、控制、自動裝置和通信設置。事故負荷是指停電後必須由直流系統供電的負荷，如ups、通信設置等。衝擊負荷是指極短時間內施加的大電流負荷，比如斷路器分、合閘操作等。根據上述三種直流負荷統計就可以計算出事故狀態下的直流持續放電容量。一般在220kv的變電站直流系統的蓄電池要選擇兩組電池，電池容量是150ah-200ah，110kv的變電站直流系統的蓄電池要選擇一組電池，池容量是100ah-150ah，35kv的變電站直流系統的蓄電池要選擇一組電池，池容量是50ah-100ah。模塊數量的配置是要全部模塊出額定電流總值要≥最大經常負荷加蓄電池充電電流.(蓄電池充電電流是按0.1c-0.2c10).如100ah的蓄電池組其充電電流是0.1c*100=10a,在不計算經常負荷的情況下選用額定電流5a電流的模塊和話2台模塊就可以滿足對蓄電池的充電，要實現n+1宂餘總共選擇3台5a模塊。
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一、eps應急電源細分產品行業概況
eps應急電源已被廣泛應用於建築電氣領域和特殊應急供電場合。隨着社會發展，越是信息化、現代化，就越依賴於電力。突然的斷電必然會給人們正常的生活秩序和學習帶來影響，尤其是對於生產、生活中特別重要的負荷，一旦中斷供電，將會造成重大的經濟損失。然而，電力故障具有突發性，不以人們的意志為轉移，即使電網設施再先進，意外的斷電也在所難免。目前，城市供電系統的安全對策一般是採用併網供電，為城市電力提供可靠的電源保護。但從企業及工業、民用建築使用情況來看，僅僅靠公用電網還遠遠不夠，必須具備應急供電系統（eps），其重要性是在事故發生的情況下確保提供所需的應急電力，以有效降低因為斷電而造成的損失，為人們生產和生活安全提供保障。
eps應急電源的分類
目前市場上的eps應急電源品牌眾多，大家在設計上所採用的控制方式和控制手段不盡相同，但針對所帶負載的種類大致可以歸納為以下三種：一是主要用於應急照明和事故照明的單相eps相應我公司的wy系列；二是用於應急照明、事故照明之外，還有應用於空調、電梯、捲簾門、排氣風機、水泵等電感性負載或兼而有之的混合供電的三相系列eps相應我公司wys系列；三是直接給電動機供電的變頻系列eps相應我公司wys/b系列。
eps應急電源可以説是近兩年才迅猛發展起來的一個新興產業，相比於發展成熟的ups而言，有相同之處，也有不同之處。其相同點在於都具備在市電故障(中斷)情況下繼續向負載提供交流電源的功能，均採用了igbt逆變技術和脈寬調製(pwm)技術。不同之處是ups除了提供不間斷供電外，還兼備改善市電品質的功能，而eps應急電源則主要解決市電故障時的應急供電問題；ups主要是為it行業設備提供用電保障，eps應急電源則適用於各種行業；ups供電模式要求切換時間很短(0～10ms)，eps應急電源則相對較寬(0～4s)；ups主要帶計算機類負載，而eps應急電源所帶負載混雜；ups對於運行環境要求較高，eps應急電源則要求能適應各種環境；ups以一般用户監控為主，eps應急電源主要用於應急供電，要求與消防聯動；ups以維護信息傳輸暢通為主要目的，eps應急電源以防範重大災難事故為主要目的。可以形象地比喻，ups以“救數據”為主，而eps以“救人”為主。一般eps功率較大，機內的逆變器處於備用狀態。
鑑於eps應急電源的主要設計思想是在市電突然中斷時提供安全可靠的應急電力供應，有效避免發生災害時的人身傷亡和財產損失為原則。因此，在設計eps時應着重考慮其安全性、可靠性、適用性及合理性。主要有：
1）斷電轉換時間一般在毫秒級(25ms)，以保證供電的及時性；
2）負載適應能力強，包括電容性、電感性、混合型負載，而且過載能力和抗衝擊能力強；
3）有多路輸出，防止輸出單一形成的故障；
4）有消防聯動和遠程控制信號，可手動與自動相互轉換；
5）環境適應能力強，適用於各種惡劣環境，有防止高低温、濕熱、鹽霧、灰塵、震動及鼠咬等措施；
6）使用壽命長，有電池快速充電能力和管理能力；
7）節能，運行效率高，運行成本低；
8）有無人值守、自動操作功能；
9）報警功能齊全，能及時提供各種異常狀況的報警；
10）有強啟動功能，避免電池環節保護後無法啟動；
11）無煙霧、無噪音、無公害等；
12）維護簡單，維護費用低。
二、 eps應急電源細分產品行業發展趨勢
漢鼎諮詢認為，隨着社會的進步和發展，環境要求的不斷提高，消防意識也越來越被人們重視。eps以其特有的優越性將被人們認識和採用，在一個工程中，它可以靈活的運用在消防供電迴路末端、個別重要場合等多種情況。在選擇應急電源上，不再只侷限於柴油發電機了，因為它們各自的特點分別適用於不同的工程，這將為整個社會的安全提供更有力的保障。深圳應急電源、深圳eps、汕頭應急電源、汕頭eps、湖南應急電源、湖南eps、天津應急電源、天津eps
電力自動化電源設備為發電廠、變電站的電力自動化系統、高壓斷路器分合閘、繼電保護裝置、自動裝置、信號裝置、通信系統、遙控執行系統及事故照明等設備提供交流電源、直流操作電源、交流不間斷電源和二次電源等，主要應用於國家電網、南方電網及其各地電力公司以及各大發電公司的變電站和發電廠以及石化、冶金、城市軌道交通等領域。
一、我國電力操作電源行業發展現狀
1、電源建設和電網建設對於電力自動化電源的需求。
電力自動化電源是輸變電設備的重要組成部分，無論是電源建設和電網建設的規模擴大還是技術改造都必須同時伴隨電力自動化電源的建設。
電源建設方面，XX年全國基建新增電力裝機容量10009萬千瓦，新增投運裝機9129萬千瓦，總裝機容量達到71329萬千瓦，同比增長14.36％。據預計，“xx”期間將新增裝機4XX萬千瓦，考慮到5900萬千瓦機組退役因素，XX年底全國裝機容量將達到88500萬千瓦；“xx”期間，電源建設總投資高達10000億元，每年平均XX億元左右。
電網建設方面，根據國家電網和南方電網規劃報告，全國“xx”電網建設和改造投資的總額將達13640億元，其中國家電網投資為11300億元，南方電網投資為2,340億元，是“十五”期間電網投資2倍多；而“xx”後三年的電網建設和改造的投資額度約為9340億元，年均投資額3100億元左右。
一般情況下，電力自動化電源設備投資佔每個新增變電站投資額的1％。此外，電力自動化電源的使用週期為8-XX年，電力系統每隔8-XX年須對其進行更換，而部分技術和質量達不到發電廠、變電站安全運行要求的電源設備還將提前更換。因此，隨着發電廠和變電站基數加大，即使未來新建項目投資力度放緩，僅技術改造項目的市場需求量亦相當可觀。據漢鼎諮詢預測，XX-XX年我國電力系統對直流操作電源的需求約為200億元，年均需求約為40億元。
2、我國核電市場對於電力自動化電源的需求頂點財經
截止至XX年，全國總裝機容量達到71329萬千瓦，其中全國核電裝機容量達到885萬千瓦，佔比1.24％，根據規劃，到“xx”期末核電裝機容量要達到1000萬千瓦，到2020年將達到4000萬千瓦。預計XX年投資總額4500億元。
核電站對電力自動化電源設備的技術要求較高。公司是國內第一個產品應用於核電站輔助設施（田灣核電站）和核電站常規島改造與新建（大亞灣核電站和嶺澳核電站）項目的國內電源設備製造商。公司已完全具備研發、設計符合核電站安全要求的電源設備的相關經驗核電市場容量較大。核電站對電力自動化電源設備的技術和質量要求高，且須對其進行鑑定，因此核電站此類設備的附加值較高，比如公司參與的嶺澳核電站常規島項目的單筆中標金額約為630萬元，同期由法國areva公司中標嶺澳核電站核島部分直流設備的中標金額約6,000萬元。同時由於公司產品技術先進、性能優良且公司已具備相關經驗，公司將參加遼寧紅沿河、福建寧德、廣東陽江等200萬千瓦級核電項
目投標，目前正着手進行相關的準備工作。根據公司銷售中心統計，遼寧紅沿河、福建寧德、廣東陽江等12台100萬千瓦級核電項目常規島和核島項目對電力自動化電源設備需求量約為3.6億元。
據漢鼎諮詢預測，XX-XX年我國包含電力行業在內各行業對直流操作電源的市場需求量約為280億元，年均需求約為56億元，年均增長幅度約23％，其中電力系統對直流操作電源的需求約為200億元，年均需求約為40億元；預計未來幾年電力專用ups電源與逆變電源的年需求量約為15-20億元。因此未來幾年我國電力自動化電源的市場容量較大。
二、我國電力操作電源行業競爭格局及發展前景
電力自動化電源行業屬於充分競爭行業，據不完全統計，直流操作電源行業約有1000多家生產廠家，市場份額較為分散，市場整體集中度不高，但在企業規模、產品質量和市場份額上真正有競爭力的企業不過5-6家。搖錢樹下教你搖錢術
經過了十多年的發展，高頻開關直流操作電源的技術已日趨成熟，設備國產化率幾達100％，該行業已發展成為輸變電及控制設備行業中為數不多的具備國際競爭力的行業
漢鼎諮詢指出，我國電力電源建設投資增長較快，據公司預計，“xx”期間，電源建設總投資將達到10,000億元左右。一般情況下，電力自動化電源設備投資佔每個新增變電所投資額的1％；電力自動化電源的使用週期是8-XX年，未來在新建項目投資力度放緩的情況下，技術改造、升級項目的市場容量相當可觀。