智能高频开关电源在变电站直流系统改造中应用

整流模块为合闸母线、控制母线提供正常的负荷电流，本身具有LCD汉字显示、操作键盘，模块工作状态和工作参数一目了然，可以带电插拔，具有软件较准，自主均流、ZVS软开关技术。

调压模块无论合闸母线电压如何变化，输出电压都被稳定控制在220(1土0．5％)V，具有带电拔插技术、软开关技术和双向调压特性。

直流馈电设有控制输出、合闸输出、电池输入、闪光、事故照明、48 V电源输出等。控制母线有三种途径供电，确保控制母线供电安全可靠。配有智能直流监控单元，可测量母线电压、电流及开关状态等。

电池巡检仪对电池电压进行实时监测，将信息及时反馈到监控模块。

蓄电池全密闭、免维护、无污染、无腐蚀，任何方向可放置使用，使用温度范围宽(-40℃～60℃)；深放电至零伏，24 h内充电可恢复；可大电流放电，起动电流大，自放电率极低，具有安全防爆排气系统，是理想的操作、控制不问断电源。

4 直流系统设备改造中改进的问题

(1)改进了新设备直流馈出线部分的不合理布置。为节省投资，我们利用原来直流系统的控制、信号及合闸电路的出线，但与新设备馈出线的位置及大小都不相适应，为此，我们对新设备直流馈出线部分按现场实际情况进行了改造，使安装更加容易，布线更为合理，运行更加可靠。

(2)添加了蓄电池的放电电路。

5 智能高频开关电源系统应用情况

改造后的直流系统设备经过近几年来的运行，技术指标合理，各项参数显示正确，操作方便、直观，自动化程度高，维护工作量大幅度减少，设备保护功能齐全，能可靠动作。反映故障及时且准确无误，对电池能自动管理无须专人维护，设备运行稳定可靠，从未发生影响正常供电的现象。改造后的直流系统与原来的直流系统相比较，性能稳定，精度高，安全、可靠，保证了公司的连续化大生产，降低了噪音，改善了值班人员的工作环境，确保了变电设备安全可靠运行，产生了明显的经济效益和社会效益，主要体现在以下几个方面：

(1)原来的相控电源纹波系数大，其输出含有的交流成份较大。尤其是赵村变电所最为明显，交流成份含量更高，对二次设备影响最大，造成二次设备误动、损坏、甚至有的设备无法正常工作。而改造后的智能高频开关电源纹波系数很小，输出特别稳定。

(2)原来的相控电源采用硅堆调压，硅降压响应速度慢，反应时间为几十毫秒，输入电压突变时在输出上会产生很大的冲击，因冲击不稳定而易烧坏二次设备。而改造后的高频开关电源采用无级调压方式，响应速度快，输入电压突变时，模块在200μs内调整完成，过冲小于5％。

(3)原来的相控电源充电机、浮充机等噪音较大，且无降温措施，有的变电站浮充机发热严重。而改造后的智能高频开关电源噪音小，模块采用优质风机降温，保证了模块元器件正常工作，使值班人员的工作环境大大改善。

(4)原来用的是铅酸电池或镉镍电池，既需要专门设置蓄电池工进行维护、保养，还需要配备维护电池用的有关容器、仪表、原料、蒸馏锅、蒸馏水等。而改造后用的是免维护电池，平时不需要进行一系列的维护工作，减少了人力物力。

(5)原来的相控电源功率因数低，一般在0．7以下，效率在60％左右，而改造后的智能高频开关电源功率因数达0．9以上，效率高达94％以上。

(6)原来的相控电源经常出现故障，有时因无法操作送电而造成焦炭生产损失，如2005年年5月12日某35 kV变电所因直流系统故障造成越级跳闸，全站失电，烧毁焦炉的管道、仪器仪表等，其经济损失高达400多万元；近几年直流系统经常出现各种故障给焦炭生产造成了很大的损失，同时也给居民用户生活带来不便、给工业用户带来巨大的经济损失。而改造成智能高频开关电源后，直流系统至今未发生任何事故，供电更加可靠。

(7)改造后的智能高频开关电源具有48 V电源出口，为变电站的通讯网络等提供了电源，不必另外购置专门的48 V电源，减少了设备的投资和占用空间。

(8)改造后的控制母线有下述三种途径供电，确保了控制母线供电安全可靠，做到了万无一失。

——在交流电正常时，控制母线可由整流模块直接供电；

——在交流失电时，由降压模块供电；

——从电池90％电压处通过二极管供电到控制母线。

6 结语

由于改造后的智能高频开关电源系统性能稳定，精度高，安全、可靠性更强，创新点多，收到了良好的效果，取得了明显的社会和经济效益，为煤气化的焦炭、煤炭生产及其它负荷提供了可靠的电力保障。同时也为变电站实现自动化奠定了基础。