摘要：智能高频开关电源系统比较稳定，对性能有严格的要求，为了对精准度和可靠性进行评估，要从实际情况入手，以实现自动化控制作为基础，对直流系统进行评估，按照变电流程要求进行，进而提升工作效率，达到理想的应用优势。智能高频开关电源逐步取代相控电源或磁饱和式电源已是大势所趋，同时也为变电站实现自动化奠定了基础，基于此，本文就针对变电所直流系统采用高频开关电源进行具体的分析。
关键词：变电所；直流系统；高频开关电源
1高频开关电源应用必要性
根据电厂管理职责要求，在实践过程中需要对各类电源设备进行了解，采用相控电源或者磁饱和式电源进行管理。根据直流发电机以及充电装置的具体要求，受到工艺水平和性质的影响，需要对低技术指标进行了解，以基层维护保养作为基础，提前对变压器或者可控制参数进行掌握。由于电源系统存在不足之处，包括电压不稳定、电压过大或者控制特性不佳等，不便于进行控制和管理。充电设备和蓄电池并联运行，如果电源系数比较大，则会存在浮动大的现象，导致蓄电池脉动充电或者放电，对昂贵的电池组不利，导致蓄电池过早损坏。除了很多技术指标存在缺陷之外，也直接对蓄电池单组产生影响，效率比较低。智能高频开关单元的有效应用能满足电力系统应用要求，重量轻，体积小，动态运作效率比较快。针对电源以及制造工艺类型的具体要求，需要提前对开关电源功能进行调整，满足应用要求[1]。
2高频开关电源在变电站直流系统中的应用
在变电站系统分析阶段，需要提前对系统功能进行掌握，以直流系统作为基础，要做好线路分析和布控工作，以设备调整方式为例，如果存在不合理的布控或者控制难度大的现象，则会导致直流控制系统难度比较大。在信号以及电路分析阶段必须对设备出现位置进行调整，使其适应变电系统流程要求。在安装和改造阶段，布线的控制起到突出作用，要按照运行要求进行。
2.1实现改造评估和控制
改造后的直流系统设备经过多年的运行和发展后，对技术指标有了更高的要求，需要提前对各项参数进行调整和分析，保证操作方便、直观、此外在自动化控制和管理过程中，涉及到的养护工作比较多，设备保护功能齐全，要及时反映出故障类型，对电池进行自动化管理，如果存在管理维护不到位或者运行不稳定的现象，则直接影响正常供电，因此要提前对系统功能进行评估，掌握功能框架，保证其运行的稳定和可靠。
2.2满足直流系统应用要求
改造后的直流系统比较稳定，性能比较好，精准度高，安全可行。在连续化大生产过程中，必须对噪音类型进行掌握，以连续化生产作为基础，最大程度降低噪音。此外需要改善值班人员的工作环境，对变电系统和设备的运行情况进行掌握，保证变电设备安全运行。由于实践阶段产生经济效益和社会效益，做好系统评估后对其进行控制和管理。（1）原有控制系统系数比较的大，其中含有的交流成分高，尤其是变电所运行管理过程中，对成分和含量指标有严格的要求。此外在预后控制和管理阶段可能存在不同程度的损坏现象，部分设备无法正常工作，因此改造后的电源系统比较小，输出比较稳定。（2）原有的电源控制模式比较特殊，反应时间大约为几十毫秒，输入电压如果出现突然变动，由于冲击不稳定，进而破坏二次设备。在后续应用过程中需要做好维护和保护工作。改造后应用免维护电池，平时不需要进行维护，能减少人力、物力和财力的投入。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆原有的电池要进行专门化设定，在适当进行保修和维护，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。如果电源经常出现故障，会导致操作无法运行。某工程35k V 变电所由于直流系统出现故障，导致全站失电，烧毁焦炉以及管道和仪器表，造成严重的影响。针对变电站系统应用流程的要求，必须做好系统改造工作，关闭电源后，对直流系统进行调整。改造后的智能高频开关电源出口为 48V，为变电站的通讯网络等提供电源，在具体设计阶段不需要另外设立电源系统，能最大程度减少投资和占用空间。此外改造后的控制母线采用不同的供电形式，能最大程度保证电源安全可靠。
3高频开关整流装置与可控硅整流装置的比较
传统可控硅直流充电装置当其发生故障时，需将整台充电装置退出运行后再进行系统的维护和检修，降低了系统的可靠性。而高频开关整流装置其充电模块是完全的模块化结构，在实际运行中，N+ l个模块同时投运，自动均流，互为热备份。当系统中某一电源模块故障时，故障模块自动退出，非故障模块重新均流继续运行。故障模块可带电更换，无需整台充电装置停电，且作为N+ 1备份，可自动将备份模块投入。另外，有些厂家的电源模块采用三相无中线输入方式，避免了有中线输入时由于中性点漂移而引起的相电压不平衡，从而提高了系统的稳定性。故高频开关电源在可靠性、安全性等方面具有较突出的优点。
随着电力系统逐步采用阀控式铅酸蓄电池，对充电设备的要求越来越高：为了延长蓄电池的使用寿命，要求充电设备有较低的纹波电压和稳定的输出电压；稳定和准确的蓄电池浮充电流，保证蓄电池不能被长时间过充电；尽可能减少安全阀动作次数。高频开关电源由于动作响应速度较快，即使电网电压变化± 20%，也能保证浮充电流稳定，不会造成蓄电池过充电。高频开关电源直流输出端能承受长时间短路或多次短路冲击，且短路电流来会过冲。这一点对蓄电池事故深度放电或多次大电流放电后再充电时尤其重要。高频开关电源的纹波系数，能保证目前电力系统中大量使用的微机继电保护装置不易造成误动作或整定值发生偏差。不足之处是：高频开关电源价格与常规微机直流电源价格相比有一定差距，而且负荷重时发热较厉害，需采用强迫风冷（温控）或自然冷却的方式。
由于高频开关电源所组成的直流系统具有传统可控硅整流充电装置所没有的优点。所以，它在邮电通讯系统得到了广泛的应用。随着技术的发展和可靠性的提高，基于微型高频开关直流电源系统优越的技术性能以及国外该类技术产品的现状和趋势，它将在电力直流系统中具有强大的发展潜力。
结束语
高频开关电源直流系统虽然价格比传统同类产品略高，但由于它在占用空间、备份方式和自动化程度以及优良的技术指标等特点，仍具有良好的价格性能比和广阔的发展前景。因此，在新建变电所直流系统选型中，综合考虑技术经济指标情况后，可逐步采用，积累运行经验，使这一新技术能早日为电力系统的发展发挥更大作用。
参考文献：
[1]田薇.智能高频开关电力操作直流电源系统控制器的设计与实现[D].东华大学，2016.
[2]王侃.高压直流UPS电源系统的研究与应用[D].浙江大学，2016.
[3]陈宏亮.高压直流通信电源中高频开关整流模块分析[J].中国新通信，2016，15：143.
[4]关守姝.电力直流电源系统空气开关级差配合的研究[D].华北电力大学，2015.
论文作者:江丽平,牛志勇,孔丽芳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/24
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