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摘 要本文通过设计一个感应光照强度控制事故照明回路的开关电路达到在交流系统故障停电后不需要照明时自动闭锁事故照明系统，当光照减弱需要照明时自动启动事故照明系统，在特殊性况下可以手动启动事故照明系统的目的。这样可以在交流系统故障时减少直流电源的消耗提高直流系统可靠性，给电网安全稳定运行增加一份保障。
关键词：直流电源，事故照明，交流故障停电，可靠性
1、发电厂、变电站直流系统
直流系统是发电厂、变电站的监控系统、信号系统、继电保护装置、控制装置和操作回路的工作电源。并在事故情况下提供发电厂、变电站事故照明电源以及为变电站交流不间断电源设备提供直流电源。如果一个变电站的直流系统在交流电源停电时电压下降过快将直接影响到电网的安全稳定运行。在这种情况下由于直流系统失去充电电源，要延长直流系统的可靠稳定运行时间只有两种方法。一是，在设计时尽可能的把直流系统的容量考虑的大一点，但是这种方法由于受技术条件和环境的影响设计出的直流系统的容量往往很有限，而且一但设备投运后就很难再改变。二是，在交流失电后尽可能减少直流负荷。根据直流负荷情况交流故障停电的情况下经常负荷和冲击负荷是不可能调控的，只有事故负荷中的事故照明具有可控性，即在不需要照明（环境光照足够强）的情况下交流电源故障停电闭锁事故照明系统的自动启动减少直流负荷，延长直流系统可靠运行时间，确保电网安全稳定运行。
2、事故照明的作用
变电站事故照明系统是站内二次系统的重要组成部分，它的安全稳定运行影响着全站的可靠供电，也影响着系统的安全可靠运行。当变电站内所用交流回路失电时，事故照明系统保证站内事故照明为值班人员观察、分析、处理事故提供可靠的照明环境，保证了站内照明的不间断供电。常规的发电厂、变电站事故照明系统都是在交流故障后就自动启动事故照明系统不管是否需要照明的情况下，因此设计一个感应光照强度控制事故照明回路的开关电路，达到在交流系统故障停电后不需要照明时自动闭锁事故照明系统，当光照减弱需要照明时自动启动事故照明系统，在特殊性况下可以手动启动事故照明系统的目的。这样可以在交流系统故障时减少直流电源的消耗提高直流系统可靠性，给电网安全稳定运行增加一份保障。
3、开关电路设计
根据光敏电阻入射光强电阻减小，入射光弱电阻增大特性可设计出通过感应光照强弱变化的开关电路，如图开关回路所示
a.元件参数说明
光敏电阻器R：型号：GL12516，最大工作电压：250V，光普峰值（nm）：560，
亮电阻（10Lux）：5-10kΩ，暗电阻：1MΩ，响应时间（上、下）：30ms
单向击穿二极管V1：工作电压200V； 单向击穿二极管V2：工作电压110V；
电阻R1：工作电压220V，阻值10KΩ； 时间继电器KT2：工作电压110V；
时间继电器KT1：工作电压200V； 中间继电器KC2：工作电压110V；
中间继电器KC1：工作电压220V；
说明：由于时间继电器和中间继电器线圈的电阻相对于R和R1很小在计算时忽略不计，以上元件的工作电压均为直流电压。
b.开关电路动作原理分析
初始状态KT1、KT2、KC1常开触点断开，KC1、KC2常闭触点闭合；此时的电路相当于R与R1的一个串联电路，随着光照减弱R的电阻增加到0.92 MΩ时R上的电压达到200V，此时V1击穿时间继电器KT1动作，KT1常开触点延时闭合（延时闭合是为了防止外界原因光线被瞬间遮挡误动作）后，中间继电器KC1动作，KC1的常开触点闭合，与KC1线圈串联的常开触点构成自保持回路，同时KC1的常闭触点断开（防止KT1常时间通烧坏线圈）KT1返回KT1的常开触点断开，KC1另一对常开触点就可以去启动外部回路。
随着光照的增强R的电阻减小到10 KΩ时R1上的电压增加到110V，此时V2击穿时间继电器KT2动作，KT2常开触点延时闭合后中间继电器KC2动作，KC2常闭触点断开使中间继电器KC1失电KC1常开触点断开切断，同时KT2也返回KC2线圈也失电，整个回恢复到初状态KC1控制的外部回路也被切断。
4.事故照明回路改造
（2）.事故照明系统动作原理分析
a、自动启动
运行中的事故照明系统如图所示“QK”打在自动位置 “2，4”导通“1，3”断开，QF1、QF2、QF3、QF4和QF11均在合位， KA1、KA2的常闭触点均打开，KM的常开触点断开，KT1、KT2、KC1常开触点断开，KC1、KC2常闭触点闭合
当交流进线1和交流进线2同时失电时，KA1和KA2常闭触点同时闭合，如果此时光照强度小于设定值即R的电阻增加到0.92 MΩ时R上的电压达到200V，此时V1击穿时间继电器KT1动作，KT1常开触点延时闭合后，中间继电器KC1动作，KC1的常开触点闭合启动事故照明回路。如果此时光照强度大于设计值即R的电阻减小到10 KΩ时R1上的电压增加到110V，此时V2击穿时间继电器KT2动作，KT2常开触点延时闭合后中间继电器KC2动作，KC2常闭触点断开使中间继电器KC1失电KC1常开触点断开，闭锁事故照明回路启动。
b、手动启动
如圖所示“QK”打在手动位置“1，3”导通“2，4”断开，QF1、QF2、QF3、QF4和QF11均在合位， KA1、KA2的常闭触点均打开，KM的常开触点断开。
当交流进线1和交流进线2同时失电时由于“1，3”导通，通过手动按钮“SB”使KM线圈带电，KM常开触点闭合事故照明回路导通，启动事故照。
手动启动通常用在特殊情况下启动事故照明回路如自动回路故障等情况。
参考文献
1.《发电厂及变电站的二次回路》第二版 中国电力出版社
2.《电力系统自动装置原理》 中国电力出版社
3.电气工程专业毕业设计指南.电力系统分册.中国水利水电出版社.2007年
4.实际电气图纸和资料
关键词：直流电源，事故照明，交流故障停电，可靠性
1、发电厂、变电站直流系统
直流系统是发电厂、变电站的监控系统、信号系统、继电保护装置、控制装置和操作回路的工作电源。并在事故情况下提供发电厂、变电站事故照明电源以及为变电站交流不间断电源设备提供直流电源。如果一个变电站的直流系统在交流电源停电时电压下降过快将直接影响到电网的安全稳定运行。在这种情况下由于直流系统失去充电电源，要延长直流系统的可靠稳定运行时间只有两种方法。一是，在设计时尽可能的把直流系统的容量考虑的大一点，但是这种方法由于受技术条件和环境的影响设计出的直流系统的容量往往很有限，而且一但设备投运后就很难再改变。二是，在交流失电后尽可能减少直流负荷。根据直流负荷情况交流故障停电的情况下经常负荷和冲击负荷是不可能调控的，只有事故负荷中的事故照明具有可控性，即在不需要照明（环境光照足够强）的情况下交流电源故障停电闭锁事故照明系统的自动启动减少直流负荷，延长直流系统可靠运行时间，确保电网安全稳定运行。
2、事故照明的作用
变电站事故照明系统是站内二次系统的重要组成部分，它的安全稳定运行影响着全站的可靠供电，也影响着系统的安全可靠运行。当变电站内所用交流回路失电时，事故照明系统保证站内事故照明为值班人员观察、分析、处理事故提供可靠的照明环境，保证了站内照明的不间断供电。常规的发电厂、变电站事故照明系统都是在交流故障后就自动启动事故照明系统不管是否需要照明的情况下，因此设计一个感应光照强度控制事故照明回路的开关电路，达到在交流系统故障停电后不需要照明时自动闭锁事故照明系统，当光照减弱需要照明时自动启动事故照明系统，在特殊性况下可以手动启动事故照明系统的目的。这样可以在交流系统故障时减少直流电源的消耗提高直流系统可靠性，给电网安全稳定运行增加一份保障。
3、开关电路设计
根据光敏电阻入射光强电阻减小，入射光弱电阻增大特性可设计出通过感应光照强弱变化的开关电路，如图开关回路所示
a.元件参数说明
光敏电阻器R：型号：GL12516，最大工作电压：250V，光普峰值（nm）：560，
亮电阻（10Lux）：5-10kΩ，暗电阻：1MΩ，响应时间（上、下）：30ms
单向击穿二极管V1：工作电压200V； 单向击穿二极管V2：工作电压110V；
电阻R1：工作电压220V，阻值10KΩ； 时间继电器KT2：工作电压110V；
时间继电器KT1：工作电压200V； 中间继电器KC2：工作电压110V；
中间继电器KC1：工作电压220V；
说明：由于时间继电器和中间继电器线圈的电阻相对于R和R1很小在计算时忽略不计，以上元件的工作电压均为直流电压。
b.开关电路动作原理分析
初始状态KT1、KT2、KC1常开触点断开，KC1、KC2常闭触点闭合；此时的电路相当于R与R1的一个串联电路，随着光照减弱R的电阻增加到0.92 MΩ时R上的电压达到200V，此时V1击穿时间继电器KT1动作，KT1常开触点延时闭合（延时闭合是为了防止外界原因光线被瞬间遮挡误动作）后，中间继电器KC1动作，KC1的常开触点闭合，与KC1线圈串联的常开触点构成自保持回路，同时KC1的常闭触点断开（防止KT1常时间通烧坏线圈）KT1返回KT1的常开触点断开，KC1另一对常开触点就可以去启动外部回路。
随着光照的增强R的电阻减小到10 KΩ时R1上的电压增加到110V，此时V2击穿时间继电器KT2动作，KT2常开触点延时闭合后中间继电器KC2动作，KC2常闭触点断开使中间继电器KC1失电KC1常开触点断开切断，同时KT2也返回KC2线圈也失电，整个回恢复到初状态KC1控制的外部回路也被切断。
4.事故照明回路改造
（2）.事故照明系统动作原理分析
a、自动启动
运行中的事故照明系统如图所示“QK”打在自动位置 “2，4”导通“1，3”断开，QF1、QF2、QF3、QF4和QF11均在合位， KA1、KA2的常闭触点均打开，KM的常开触点断开，KT1、KT2、KC1常开触点断开，KC1、KC2常闭触点闭合
当交流进线1和交流进线2同时失电时，KA1和KA2常闭触点同时闭合，如果此时光照强度小于设定值即R的电阻增加到0.92 MΩ时R上的电压达到200V，此时V1击穿时间继电器KT1动作，KT1常开触点延时闭合后，中间继电器KC1动作，KC1的常开触点闭合启动事故照明回路。如果此时光照强度大于设计值即R的电阻减小到10 KΩ时R1上的电压增加到110V，此时V2击穿时间继电器KT2动作，KT2常开触点延时闭合后中间继电器KC2动作，KC2常闭触点断开使中间继电器KC1失电KC1常开触点断开，闭锁事故照明回路启动。
b、手动启动
如圖所示“QK”打在手动位置“1，3”导通“2，4”断开，QF1、QF2、QF3、QF4和QF11均在合位， KA1、KA2的常闭触点均打开，KM的常开触点断开。
当交流进线1和交流进线2同时失电时由于“1，3”导通，通过手动按钮“SB”使KM线圈带电，KM常开触点闭合事故照明回路导通，启动事故照。
手动启动通常用在特殊情况下启动事故照明回路如自动回路故障等情况。
参考文献
1.《发电厂及变电站的二次回路》第二版 中国电力出版社
2.《电力系统自动装置原理》 中国电力出版社
3.电气工程专业毕业设计指南.电力系统分册.中国水利水电出版社.2007年
4.实际电气图纸和资料