直流范文10篇

信号的分解和系统的线性与时不变性是我们在研究线性时不变系统过程中必须要应用的理论基础。而研究直流信号在信号与系统分析中的特殊性时，又不可避免的会涉及到信号分解理论基础的研究问题。客观来说，直流信号和某因果信号共同构成了系统的一般信号，所以受到信号特殊性的影响，无法直接利用傅里叶变换时域积分性质、拉普拉斯变换时域积分性质等对其进行分析研究。随着时代的发展和技术的进步，专家学者现阶段对于连续直流信号与离散直流信号的研究均取得了显著的进展。其中，前者微分后的积分运算无法对原信号进行复原处理，而后者在应用卷积和的差分求和性质是同样具有明显的特殊性，需要在研究过程中对细节要点进行分别注意。基于此，本文将对信号与系统分析中直流信号的各类基本特性进行简要介绍，并以此为切入点集中阐述其特殊性在各类应用中的具体表现。

1信号与系统分析

1.1系统。随着时代的发展和技术的进步，信号与系统的概念在各行各业中愈加普及，而与之相对应的分析方法和分析思想，也受到研究学者的高度关注，在科学领域发挥了至关重要的作用。一般情况下，系统是由无数个相互依赖且相互作用的事物集合而成的，其功能相对具有稳定性。从直观角度来说，可以将系统看作是处理器或者变换器。以电系统为例，某个电路的输入输出是完成某种功能的经过，那么这就可以被称作系统。1.2信号。信号是一种比较抽象的消息表现形式，是随若干变量而发生变换的一种具体物理量。从数学角度对信号的概念进行分析，可以将其理解为一个或多个独立变量的函数。事实上，在处理并传输信号的过程中，对信号特殊性的分析是研究人员不可绕开的一项命题。而具体分析其特殊性质的过程中，既可以从信号随时间变换的速度着手分析，也可以分析信号包含频率分量的振幅大小，甚至相位数量，从而辨别信号的频率特性。而且，在分析信号与系统中直流信号的连续信号和离散信号的过程中，往往要按照自变量时间取值在定义域内的连续与否对信号状态进行划分，并分别采用不同手段对其信号情况进行分析。

2直流信号的特殊性介绍

在分析线性时不变系统的过程中，相关研究人员往往倾向于先对系统中的信号进行分解，将其经过简要处理划分为脉冲信号和复指数信号的线性组合。如此一来，两种不同的信号方式就能分别经过系统，并在线性组合形式下得到系统的响应。从理论角度来说，线性时不变系统分析的理论基础恰恰是信号分解，而现阶段的研究成果又显示信号分解方式。受到分解方法的不同而呈现多元化特征，除却较为基础的直流分解和交流分解之外，还囊括了因果分量和反因果分量分解、积分量分解和偶分量分解，甚至包括各类正交函数分解。一般情况下，信号与系统分析中直流信号的一般连续信号特殊性具体体现在卷积运算、傅里叶运算以及拉普拉斯变换中；而系统分析中，直流信号的离散连续信号特殊性具体体现在卷积和运算、离散时间傅里叶变换过程中。所以，在研究系统直流信号特殊性的过程中，必须分情况对其进行具体讨论，理清不同性质的具体应用方法，从而对直流信号作用于因果稳定的线性时不变系统时的响应进行概括与总结。2.1直流信号的一般信号特殊性。在信号与系统分析的过程中，对于直流信号特殊性的研究首先要从时间无限信号开始，而时间无限信号就是包含直流信号的一般信号。正常情况下，专家学者在研究这一信号类型的过程中，往往会按照直流分量和交流分量、因果分量和反因果分量对信号进行分解，但是随着研究的逐渐深入，现阶段已经可以将时间无限信号分解为一个因果信号叠加直流信号的形式，研究的精确度和可靠度得到了大幅度的提升。具体来说，人员可以将直流信号的一般信号进行分析，对信号的因果分量进行分别表示。但值得注意的是，这种分解研究方式和传统意义上的直流分量与交流分量分解、因果分量与反因果分量分解是截然不同的，在分解过程中要着重注意对细节问题的把控，避免出现运算混淆的情况。而且，直流信号的一般信号特殊性主要在于：当这种信号作为激励作用与因果稳定的线性时不变系统情况下，可以通过对时域的卷积以及卷积和或者变换域的方法对其响应进行求解。不可否认的是，由于包含直流信号的一般信号具有较强的特殊性，所以应着重注意在应用时域和变换域的特定性质时，对其进行单独处理，否则可能会导致运算异常。2.2时域卷积和变换域中直流信号的特殊性。在信号与系统分析直流信号特殊性的过程中，各个阶段所涉及到的微分和差分的运算都具有明显的不可逆性，这也就意味着在对时间无限信号进行微分和差分运算处理的过程中，会因为运算顺序的不同而导致最终积分或求和得到的原信号存在明显差异。这一问题若无法得到有效解决，那么在实际运算过程中会导致时域和变换域分析的相关性质不能被直接应用于信号与系统分析中。具体来说，时域卷积和变换域中直流信号的特殊性主要体现在以下五方面：其一，卷积的微积分性质具有特殊性。在分析这一特殊性质的过程中要重点理清导数阶次和积分阶次，避免由于简单的失误而导致运算功亏一篑。事实上，凭借现阶段对卷积微积分性质的研究结果分析，大致可以得出两个基本推论。推论之一是在两个信号卷积中，一个信号的微分和另一个信号的卷积相等。而另一个推论则是对阶次分别为0和1这一特殊情况的限定。也就是说，对某一特定类型连续信号来说，由于其微分后再进行积分所得到的信号与原信号是存在差异的，所以在实际运算过程中，很难直接套用卷积的微积分性质对其进行卷积运算。在这种情境下，也就要求相关人员对其中的直流信号和其他信号的卷积进行单独运算，以保证运算结果的精确性。其二，卷积和的差分求和性质具有特殊性。一般情况下，倘若时间无限信号中还有直流信号，是无法直接应用卷积和的差分求和性质的，而需要对其中的直流信号与时间无限信号进行分别计算。其三，傅里叶变换的时域积分性质具有特殊性，根据傅里叶变换的理论基础来分析傅里叶变换的时域积分性质，那么在性质应用过程中，往往待求信号微分后的傅里叶变换是已知的或者求解难度系数相对较低，但是倘若待求信号中含有直流信号，那么同样不可以对傅里叶变换的时域积分性质进行直接运用，这一点和卷积和的差分求和性质应用是相类似的。其四，离散时间傅里叶变换的时域求和性质具有特殊性。通过傅里叶变换对离散序列进行特殊处理，就可以在此基础上对离散时间傅里叶变换时域进行求和。在应用这一性质的过程中，情况同样大致分为两种。一种是待求信号的一阶后向差分信号的傅里叶变换一致或求解难度系数较低，这种情况下可以直接利用离散时间傅里叶变换的时域求和性质对其进行运算，否则将无法直接应用性质。其五，拉普拉斯变换的时域积分性质具有特殊性，种种角度来说拉普拉斯变换，实质上是傅里叶变换的一种变形推广，所以其应用性质和傅里叶变换的时域积分性质具有相似性，在含有直流信号的情况下，无法对其进行直接应用。

3直流信号应用总结

摘要：本文以直流1500V双边供电的牵引变电所为例，介绍了地铁直流牵引变电所内各开关柜的保护配置，并详细阐述了主要保护的原理，如大电流脱扣保护、电流上升率保护、定时限过流保护、低电压保护、双边联跳保护、接触网热过负荷保护、框架保护等。最后，对于目前的保护原理中存在的不足之处，本文也做了分析，如多辆列车短时间内相继启动可能会造成保护误动，小电流（尤其是有电弧的情况）短路故障与正常运行电流的区分，以及框架保护的选择性问题。

关键词：地铁直流保护

0引言

在我国，地铁是城市公共交通的重点发展方向，设备国产化又是发展的主要原则。在地铁直流供电继电保护领域内，国产保护设备还处于起步阶段，目前，国内主要城市的地铁直流保护设备均来自国外，例如广州地铁二号线选用的是德国Siemens公司的DPU96，武汉轻轨选用的是瑞士sechron公司的SEPCOS。通过对部分国外产品的研究，笔者认为，直流保护设备的原理并不是十分复杂，功能实现在理论上也没有任何障碍，希望通过本文的抛砖引玉，在将来的不久，能够看到国产的直流保护设备在我国甚至国际市场成为主流。

1一次系统简介

图1显示了一个典型的牵引变电所的电气主接线图，该所将主变电所来的交流高电压（典型值：33kV）经整流机组（包括变压器及整流器）降压、整流为直流1500V，再经直流开关柜向接触网供电。我国上海和广州地铁的直流牵引供电系统均是如此，北京地铁采用的是第三轨受流器（上海和广州地铁则是架空接触网），其馈电电压为750V。由于750V馈电电压供电距离短、杂散电流大，现在多采用1500V。图2显示的是采用双边供电的上行接触网的分区段示意图（下行亦相同），一个供电区由相邻的2个牵引变电所同时供电，这种双边供电的方式提高了供电的可靠性，同时分区段的方式使故障被隔离在某个区段以内，而不致影响其它供电区段，因而被广泛采用。本文中所讨论的保护原理均基于1500V架空接触网双边供电方式。

摘要：TD340驱动器芯片是ST微电子公司推出的一种用于直流电机的控制器件，可用于驱动N沟道MOSFET管。文中介绍了TD340芯片的工作原理，给出了TD340芯片在直流电机调速系统中的应用电路。

关键词：TD340；直流电机调速；PWM

直流电机调速系统在现代化工业生产中已经得到广泛应用。直流电动机具有良好的起、制动性能和调速性能，易于在大范围内平滑调速，且调速后的效率很高，因此，采用硬件逻辑电路实现的PWM控制系统已在实践中广泛应用，但是，这种方法的硬件电路比较复杂，一般也无计算机接口。而本文介绍的以TD340驱动器芯片为核心的直流电机PWM调速控制系统则可以大大简化硬件电路。该系统不仅可以模拟控制，而且具有计算机接口，同时具有良好的保护功能。

1系统工作原理

直流电机脉宽调速通过改变控制电压的脉冲宽度来改变加在直流电机上的平均电枢电压的大小，从而改变直流电机的转速。图1所示为可逆的PWM变换器主电路的H型结构形式。图中，4个MOSFET管的基极驱动电压分为两组，其中Q2L和Q1H为一组，当Q2L接收PWM信号导通时，Q1H常开；而Q2H和Q1L截止。这时，电机两端得到电压而旋转，而且占空比越大，转速越高。由于直流电机是一个感性负载，当MOS关断时，电机中的电流不能立即降到零，所以必须给这个电流提供一条释放通路，否则将产生高压破坏器件。处理这种情况的通常方法是在MOSFET管旁边并联一个二极管，使电流流过二极管，最后通过欧姆耗散的方式在二极管中消失。对于大电流，耗散是重要的排放方法。这里必须使用高速二极管。电机反转时道理相同。

2TD340的引脚功能和控制特性

摘要提出了一种可对无人值班变电站内直流设备进行远方监控的系统，它利用了站内的电话通道，可以实现：直流设备远方监控、直流设备运行历史查询和设备运行异常的情况上报等功能。

电力系统中的直流电源部分由蓄电池组、充电设备、直流屏等设备组成。它的作用是：正常时为变电站内的断路器提供合闸直流电源；故障时，当厂、站用电中断的情况下为继电保护及自动装置、断路器跳闸与合闸、载波通信、发电厂直流电动机拖动的厂用机械提供工作直流电源。它的正常与否直接影响电力系统的安全可靠运行。

过去，电力系统的各个变电站都有人值守，可以对直流设备的运行状态进行定期检查，因而可以及时发现并处理其出现的异常现象，保证变电站的安全稳定运行。目前，电力系统推广无人值班变电站，虽然调度中心可以通过远动通道获取变电站运行情况的实时信息，但是对于直流部分只能得到少量的重要信息(包括：遥信量——充电机交流电源故障，充电机故障，直流绝缘接地，直流电源电压异常；遥测量——控母电压)。它不能反映直流系统运行的详细信息，特别是它不能发现系统刚刚开始出现异常运行的情况，直到长期的异常运行发展为故障时才上发调度，此时，事故已经扩大。如果能在异常现象刚出现时就及时发现并及时处理，就可以避免异常情况扩大。所以需要设备维护人员对其进行定期检查。此外，对直流设备运行的控制也是由维护人员进行现场操作的。变电站多，维护人员少，显然无法保证按期按量完成。在这种情况下，直流监控系统应运而生。它的主要作用就是把各变电站的直流设备信息上送到监控中心，供其查询，同时监控中心也可以向各站发送控制命令。这样，维护人员不但可以在监控中心对直流设备进行远方监控，还可以及时发现设备运行的不正常状态，及时处理，而不等其发展演变成事故。所以，直流监控系统的建立，可以节省人力物力，提高工作效率。

1通道选择

目前，变电站上送调度中心的各种信息，如遥测、遥信、遥控、主要设备状态和报警信息等，都是通过远动通道传输的，这些信息对实时性的要求很高，不希望其它信息占用而使通道拥挤，影响调度的正常工作。所以直流设备的运行信息必须从另一个通道进行远方传送。目前，变电站中除远动通道之外，还有一个电话通道，这个通道一般是作为工作人员现场工作时使用，以及其它辅助系统如安全报警系统必要时使用。通常此通道是处于闲置状态，但又是必设的，所以可以用它作为直流监控系统的信息通道。

直流监控系统的数据信息量少，发送时占用通道时间短。这样，可以在工作时拨通，占用通道，结束后挂掉，和其它系统分时地使用通道，从而保证各个系统的正常运行。

1从西换流站直流控制保护系统组成

从西换流站PCS－9550直流控制保护系统总体上分为以下几个子系统：

（1）直流控制系统：直流控制系统是换流站控制系统的核心，主要功能是通过对整流侧和逆变侧触发角的调节，实现系统要求的输送功率或输送电流。该部分主要包括每个极的极控系统的主机、分布式现场总线和分布式I／O等设备。

（2）直流系统保护：直流系统保护主要包括直流极保护（换流器保护、直流场保护、直流线路保护以及接地极引线保护）、换流变保护、直流滤波器保护、交流滤波器保护。

（3）交直流站控系统：交直流站控系统负责执行交／直流设备的投切、启停、运行方式转换、状态监视、测量等功能。该部分主要包括站控系统的主机、分布式现场总线和分布式I／O等设备。

（4）运行人员控制系统：运行人员控制系统是换流站正常运行时运行人员的主人机界面和监控数据存储系统。该部分主要包括站时钟系统、站LAN网、运行人员工作站、工程师工作站、站长工作站、系统服务器、培训系统、MIS接口工作站、网络打印机等。

1.1直流输电系统可以从如下两个方面调节输送的直流电

和直流功率：

1)调节整流器的触发滞后角或逆变器的触发超前角，即调节加到换流阀控制极或栅极的触发脉冲的相位，简称控制极调节。

2)调节换流器的交流电势，一般靠改变换流变压器的分接头来实现。

用控制极进行调节，不但调节范围大，而且非常迅速，是直流输电系统的主要调节手段。调节换流变压器分接头则速度缓慢且范围有限，所以只作为控制极调节的补充。

1.2控制极调节方式

摘要茂名热电厂原用的老式直流系统屏存在结线复杂、维护困难、工作可靠性差及配置不合理的问题，机组控制模式既有集中控制，又有分散控制。在改造中，根据实际情况，采用了全厂统一布置的直流系统方式，并通过分析、计算，对蓄电池组、充电设备等进行了更新。运行情况说明改造达到了设计要求，且安全可靠，维护方便。

1老式直流系统屏存在的缺点

茂名热电厂原用的直流系统屏为老式直流系统屏(同一屏为双母线结线，采用直流发电机及硅充电装置)。从超过30a的运行情况来看，主要存在的缺点或不足之处如下。

1.1双工作母线结线布置复杂

因直流屏采用双工作母线结线，6根直流母线水平布置于屏顶上(根据控制、信号音响的需要，直流母线上还设有8根小母线)。在同一块屏上，有两组母线的馈线回路或电源与馈线回路相混合布置。当设备出现接触不良等缺陷时，往往因结线复杂和设备间距小，而使缺陷难以处理。

1.2仪表和灯光信号难以维护

摘要茂名热电厂原用的老式直流系统屏存在结线复杂、维护困难、工作可靠性差及配置不合理的问题，机组控制模式既有集中控制，又有分散控制。在改造中，根据实际情况，采用了全厂统一布置的直流系统方式，并通过分析、计算，对蓄电池组、充电设备等进行了更新。运行情况说明改造达到了设计要求，且安全可靠，维护方便。

1老式直流系统屏存在的缺点

茂名热电厂原用的直流系统屏为老式直流系统屏(同一屏为双母线结线，采用直流发电机及硅充电装置)。从超过30a的运行情况来看，主要存在的缺点或不足之处如下。

1.1双工作母线结线布置复杂

因直流屏采用双工作母线结线，6根直流母线水平布置于屏顶上(根据控制、信号音响的需要，直流母线上还设有8根小母线)。在同一块屏上，有两组母线的馈线回路或电源与馈线回路相混合布置。当设备出现接触不良等缺陷时，往往因结线复杂和设备间距小，而使缺陷难以处理。

1.2仪表和灯光信号难以维护

摘要：介绍了超高压直流输电系统中的换流变压器保护，分析了换流变压器的特点以及超高压直流输电的各种运行工况对换流变压器保护带来的影响。提出了换流变压器保护的总体设计思想、相应的保护原理与方案

关键词：换流变压器比率差动谐波

0引言

超高压直流输电由于其特有的优点，越来越广范的得到应用。这些优点[1]包括：不须考虑稳定问题；线路故障恢复能力较强；调节作用利于交流系统的稳定；减少互联交流系统的短路容量；超过一定距离建设投资更经济等。我国目前已投运的超高压直流输电工程包括葛上直流、天广直流和三常直流等，在这些工程中所有的保护与控制系统都是国外进口设备。

换流变压器是直流输电系统中必不可少的重要设备。它可以提供相位差为30°的12脉波交流电压，降低交流侧谐波电流；作为交流系统和直流系统的电气隔离，提供阀的换相电抗；通过换流变压器可以在较大范围内调节交流电压，以使直流系统运行在最优的状态等。

换流变压器的投资在换流站中占有很大的比例，换流变压器的可靠安全运行是直流输电系统可靠安全运行的基础。因此对换流变压器提供完善的保护功能对直流输电系统的安全稳定可靠运行显得尤为重要。下面主要讨论换流变压器的特点、直流输电的各种运行工况对换流变压器保护的影响，并结合其特点提出相应的保护原理与方案。

电力通信是电力企业生产和管理的基础手段，是电网安全运行的重要环节，而电力通信直流电源则是保证通信设备正常运行，通信畅通的基础，是电力通信的“心脏”，一旦通信直流电源发生故障，将造成通信设备供电中断，引起通信电路中断，造成重要信息无法正常传输。近年来，电网规模的不断扩大和现代通信技术的进步，极大地促进了电力通信事业的飞速发展，随着电力通信整体水平的不断提高、通信设备的不断更新，对电力通信直流电源也提出了更高的要求，因此做好对电力通信直流电源的维护具有重要意义，直接影响着电力通信网的安全平稳运行。

1电力通信直流电源的组成

通信直流电源是一个复杂的系统，目前电力通信直流电源均采用－48V的高频开关直流电源，电力系统中典型的电力通信直流电源结构组成如下图所示，从图中可知电力通信直流电源由交流部分、整流器、直流分配部分、蓄电池组和监控模块等按照要求组合而成。

①交流部分。交流部分的市电输入一般为2路380V三相四线交流输入，在电源容量较小时有时也使用2路220V单相交流输入，以保证电源可靠供电。为防止雷击和过电压破坏，在市电输入端应加装避雷器，常用的有普通氧化锌避雷器和OBO防雷模块等；由于此处的防雷主要是对非直击的感应雷击的浪涌电压的防护，因此避雷器的通流量一般选择在15－20KA，残压在1.5KV左右，就可有效的保护电源设备。为实现两路输入的交流电的通断互锁，自动切换，还需装设交流切换装置，采用机械互锁或电气互锁方式，但是应注意任何时候都不允许出现两路交流电源同时接通或者同时断开的现象。经过切换装置后，交流输入分为整流器模块输入和交流分路输出，交流分路输出为机房其他交流用电设备提供电源，如计算机、UPS等。

②整流器部分。整流器是通信直流电源的最重要的组成部分，通信直流电源的供电质量主要取决于整流器的电气指标，它完成AC-DC变换并以并联均流方式为通信设备供电，同时对蓄电池组进行恒流限压充电和监控模块的供电。现在所有的通信直流电源均采用模块化高频开关整流器，它具有其体积小、效率高、模块化、功率因素高、输入电压范围宽、噪声低、可靠性高以及可带电热插拔等优点；电力通信直流电源所使用的高频开关整流器模块一般为单相220V交流输入，功率因素可达0.99以上，模块容量一般为每块20A/－48V～50A/－48V；在实际使用中，如果输入的是380V三相四线交流电源，则应注意将所有整流模块平均分配到每一相；同时为了提高整流器工作的可靠性，在设计时应考虑多余备用容量，模块配置采用N+1冗余。高频开关整流器模块有内控式和外控式两种类型，内控式整流器内部设有独立的监控单元，可对整流器模块参数进行设置、检测和显示，与系统的监控模块采用RS-485总线相连；外控式整流器在内部不设独立的监控单元，完全由系统监控模块控制，若监控模块故障，整流器模块转为自主工作状态，其输出电压电流服从初始的设定值。

③直流分配部分。直流分配部分将整流器输出的直流电压进行分配，一路给蓄电池组充电，其它分配给通信设备和其它直流用户供电。直流分配部分决定了设备的最终分配容量，因此要求在设计时应充分考虑直流分路输出的用户数和容量，满足日后通信设备接入的需要。在给蓄电池组充电的分路开关之前应加装欠压保护继电器，当蓄电池组放电达到欠压告警值时发出告警，放电到欠压关断值时控制自动断开蓄电池组，保护蓄电池组不会因为过放电而导致损坏。现在直流分路输出开关多采用空气开关，应注意配置使用直流空气开关，因为直流空气开关的灭弧能力很强，而不应使用普通交流空气开关。