高頻開關(guān)電源在電力系統(tǒng)的應(yīng)用分析 中國能源信息網(wǎng)　

核心提示：（2） 測量模塊的輸出電流和電壓、直流母線電流和電壓、電源的輸出電流和電壓、電池充放電電流和電壓等；（5）控制硅鏈的自動或手動投切,，保證控制母線的穩(wěn)壓精度，進(jìn)而保證微機(jī)和晶體管保護(hù)用電的可靠性,，防止造成保護(hù)誤動,；

　　目前，我國正大力實(shí)施變電站的無人值班管理,，因此,，對設(shè)備的選擇將會朝著小型化、無油化,、少維護(hù)或免維護(hù)及自動化程度高的方向發(fā)展,。高頻開關(guān)直流電源正能適應(yīng)這種要求，經(jīng)過這幾年的運(yùn)行考驗(yàn),，這種產(chǎn)品的性能已逐步成熟,、穩(wěn)定。憑著*的技術(shù)性能和良好的價格性能比,，高頻開關(guān)電源將成為直流電源更新?lián)Q代的產(chǎn)品,。

　　在電力系統(tǒng)中，直流電源作為繼電保護(hù),、自動裝置,、控制操作回路、燈光音響信號及事故照明等電源之用,，是發(fā)電廠和變電站比較重要的設(shè)備,。因直流電源故障而引發(fā)的事故時有發(fā)生，所以,，對直流電源的可靠性,、穩(wěn)定性具有很高要求。傳統(tǒng)的直流電源多數(shù)采用可控硅整流型,。近幾年來,，許多直流電源廠家推出智能化的高頻開關(guān)電源，這種電源系統(tǒng)具有許多優(yōu)點(diǎn)：安全,、可靠,、自動化程度高、具有更小的體積和重量、綜合效率高以及噪音低等,，適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的需要,，值得推廣使用。

　　目前,，我國電力系統(tǒng)采用的直流電源也正由傳統(tǒng)的相控電源逐步向模塊化的高頻開關(guān)電源轉(zhuǎn)變,。高頻開關(guān)電源整流器的工作原理：交流電源接入整流模塊，經(jīng)濾波及三相全波整流器后變成直流,，再接入高頻逆變回路,，將直流轉(zhuǎn)換為高頻交流，zui后經(jīng)高頻變壓器,、整流橋,、濾波器后輸出平穩(wěn)直流。這種高頻開關(guān)電源主要由高頻開關(guān)充電模塊,、集中監(jiān)控器和蓄電池組等組成,，其中充電模塊和集中監(jiān)控器具有內(nèi)置微處理器，智能化程度高,。高頻開關(guān)電源系統(tǒng)正常運(yùn)行時,，充電機(jī)的輸出與蓄電池組并聯(lián)運(yùn)行，給經(jīng)常性負(fù)荷供電,，同時對蓄電池進(jìn)行浮充電，以補(bǔ)充蓄電池的自放電,。當(dāng)交流電源輸入中斷后,，由蓄電池組給負(fù)荷供電，以保證對負(fù)荷連續(xù)不間斷供電,，當(dāng)交流電源恢復(fù)正常后,，系統(tǒng)自動對蓄電池進(jìn)行均充電，對蓄電池大量放電后進(jìn)行電能的快速補(bǔ)充,。

　　智能型高頻開關(guān)電源與傳統(tǒng)的相控電源比較,，主要技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于部標(biāo)1～2個等級以上，具有以下特點(diǎn),。

　?。?）相控電源硅整流器采用1+1主從備份方式，而高頻開關(guān)電源采用N+1模塊冗余并聯(lián)組合方式供電,，即如果N個模塊的輸出電流能滿足充電電流需要,，則采用N+1模塊平均分配，因此,，可提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性,。個別模塊故障時，可帶電更換,，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行,，擴(kuò)容維護(hù)方便,。

　　（2）可控硅整流器運(yùn)行于浮充電方式時,，直流輸出的紋波系數(shù)較大,，曾發(fā)生中央信號裝置誤動作和高頻繼電保護(hù)誤發(fā)信號等事故，按部頒要求紋波系數(shù)不大于2%,。另外,，可控硅整流器與蓄電池并聯(lián)運(yùn)行，紋波系數(shù)較大時,，若浮充電壓波動或偏低會出現(xiàn)蓄電池脈動充電放電現(xiàn)象,，對蓄電池不利。高頻開關(guān)電源的充電裝置采用多個智能化模塊并聯(lián)組合供電,，使得供電質(zhì)量和技術(shù)參數(shù)明顯提高,。模塊采用準(zhǔn)諧振技術(shù)（或脈寬調(diào)制技術(shù)）和電流電壓雙環(huán)控制技術(shù)，提高開關(guān)工作頻率,，開通損耗小,，輸出電壓的紋波系數(shù)很小，一般≤±0.1%額定電壓,，進(jìn)而可防止蓄電池脈動充電放電,，延長蓄電池的使用壽命，可靠性更高,。

　?。?）高頻開關(guān)電源整流模塊具有內(nèi)置微處理器，是提高設(shè)備管理水平的基礎(chǔ),，在滿足直流系統(tǒng)故障信號應(yīng)盡量完善的前提下,，使接線簡單，安裝調(diào)試快捷,。除了能在面板上直接顯示輸出電流和電壓及模塊的各種運(yùn)行狀況外,，還能通過監(jiān)控模塊與電力系統(tǒng)的自動化網(wǎng)或變電工區(qū)直流班監(jiān)控系統(tǒng)通信，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和對模塊各項(xiàng)操作,，實(shí)現(xiàn)四遙功能,。傳統(tǒng)的直流電源一般在屏柜上裝設(shè)電流、電壓表和其它裝置對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視,，且這些測量值不能經(jīng)通信口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視（微機(jī)型除外）,。即使有遙測，也是采用直流采樣方式,，采樣點(diǎn)不多,，對反映各種運(yùn)行狀況的信號也以接點(diǎn)方式接至光字牌或遙信屏，因此，接線繁瑣,，自動化程度低,，實(shí)現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能的難度較大。

　?。?）按部頒要求,，充電時穩(wěn)流精度誤差≤±5%，浮充電時穩(wěn)壓精度誤差≤±2%,。而高頻開關(guān)電源穩(wěn)壓,、穩(wěn)流精度更高，其誤差一般≤±0.5%,，可避免對蓄電池過充,、欠充，保證蓄電池運(yùn)行在*狀態(tài),。閥控式電池容量大,、維護(hù)量小、放電倍率低,，適用于大容量的直流電源,。從原理性能看，高頻開關(guān)模塊適合與閥控式電池配套使用,。

　?。?）高頻開關(guān)電源整流模塊具有并聯(lián)運(yùn)行方式下自動均流功能。同時,，設(shè)有過流,、過壓及瞬時短路保護(hù)，安全可靠的防雷措施,，能有效地承受輸出短路沖擊。另外,，采取多重有效措施,，防止高頻電源及諧波對交流電網(wǎng)側(cè)的干擾。

　?。?） 高頻開關(guān)電源綜合轉(zhuǎn)換效率高,，多數(shù)廠家的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到90%以上，而相控電源轉(zhuǎn)換效率一般只有60%～80%,。

　　由于這種電源系統(tǒng)裝設(shè)有微機(jī)型集中監(jiān)控器,，可以支持多種通信協(xié)議，與調(diào)度中心或變電工區(qū)的直流班監(jiān)控系統(tǒng)通信,，對直流系統(tǒng)進(jìn)行四遙監(jiān)控,，主要功能為：

　　（1） 通過MODEM和網(wǎng)與監(jiān)控中心通信，從通信口讀取高頻開關(guān)電源的信息,；

　?。?） 測量模塊的輸出電流和電壓、直流母線電流和電壓,、電源的輸出電流和電壓,、電池充放電電流和電壓等；

　?。?） 控制電源的輸出電流和穩(wěn)流,，控制電源的開關(guān)機(jī)等；

　?。?） 控制高頻開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)對蓄電池浮充,、均充方式的自動轉(zhuǎn)換；

　?。?） 控制硅鏈的自動或手動投切,，保證控制母線的穩(wěn)壓精度，進(jìn)而保證微機(jī)和晶體管保護(hù)用電的可靠性,，防止造成保護(hù)誤動,；

　　（6） 調(diào)節(jié)充電限流值和總輸出電流穩(wěn)流值,；

　?。?） 具有本地和遠(yuǎn)程控制方式，采用密碼允許或禁止方式操作,，以增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性,。

　　同時，這種系統(tǒng)裝設(shè)有微機(jī)絕緣監(jiān)察裝置,，能實(shí)時顯示母線電壓和正,、負(fù)母線對地絕緣電阻的大小及發(fā)出異常報警，對各回饋線的絕緣情況進(jìn)行巡檢,，指示具體發(fā)生故障的回路,，這種選線功能為查找直流接地帶來極大方便。

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