摘要：随着社会经济和社会全球化的发展，高频开关在当今社会应用极为广泛，市场需求也在日益加大。特别是近年来，环境不断恶化，能源消耗日益增大，人们对于高效、节能减排的产品的呼声日趋强烈，高频开关作为一种节能减排的新型产品，与传统的电源比起来，原材料利用量少、占地面积小，高频开关电源作为一种适应现代社会形势的一种开关电源正在得到前所未有的重视。
关键词：智能变电站；高频开关；电源技术；应用
1高频开关电源应用必要性
根据变电站管理职责要求，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。
2高频开关电源主要构成
目前情况下的高频电源结构组成重点包含低压配电系统、全桥逆变器、大功率高频变压器和控制电路等。高频开关电源在现实使用情况下，高频电源中的低压配电系统往往安置于高频电源配电盘之中的电气箱，除去高频电源具有的供电作用，可以针对性的完善集成作用下的高频电源内部加入、振打和风机构成的供电作用，另外一旦设备出现严重事故，要进行断电保护方式。全桥逆变器中存在逆变电器，通过全桥串联谐振逆变器构建，滤波和整流电路作用下构建530V左右的直流电流，同时利用逆变措施，保证其变为20kHz左右的高频交流电，与此同时，传输到高频高压变压器当中。油浸设计措施之下的大功率高频高压变压器，是高频电源当中所具备的重要意义的组成部分，经过逆变电路实现高频交流电升压，经过整流之后，构成了高频高压脉冲直流向除尘器传递。控制电路在构成上主要包含电源电路、驱动电路以及DSP控制电路。
3智能变电站中高频开关电源技术应用
3.1交直流一体化电源系统
3.1.1直流充电模块
构成直流充电模块的部分包含了交流配电单元、充电模块、直流馈电单元、集中监控、绝缘监测单元和蓄电池组等部分构成。交流配电单元实现了两路交流电源的互为备自投。由于受到开关器件性能的约束，单个的开关电源模块的最大的输出功率只有几千瓦，可是实际上需要几百千瓦的直流系统供电，因此，一般来说，充电机需要利用多个高频开关电源模块的并联实现大功率的输出。高频化促使隔离变压器体积和质量降低，有助于实现模块化。此外，高频开关电源使用软开关技术，可以最大幅度减少开关损耗，将变换效率提升。直流系统当中绝缘监测时时刻刻监视正负母线对地的绝缘情况，正母线接地非常可能引发保护的误动作，负母线接地，一旦系统再有一点接地，非常有可能将跳闸线圈短路，导致断路器拒动。蓄电池组由104只300Ah/2V单体蓄电池串联构成，蓄电池浮充电电压为2.23~2.28V。集中监控单元主要是利用采集蓄电池的端电压、充电电流和对单个蓄电池电压的巡检来对蓄电池的运行状态进行监视。直流馈线主要是提供给事故照明、开关分合闸以及自动控制装置电源。
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3.1.2通信电源模块
传统的变电站当中通信电源一直都是独立设置，提供给通信设备和远动装置非常稳定可靠的电源。这样的配置方式占用空间比较大、设备投资比较高，有的功能和站内直流系统差不多，已经无法将智能变电站设备的简约、经济、网络化的需要充分满足。按照国家电网的最新规定，66~220kV变电站宜采用交直流一体化电源系统，通信电源不单独配置，即由直流系统经DC/DC变换向通信设备供电。直流充电模块使用的高频开关电源技术，同样适用于通信电源DC/DC变换器。
3.1.3 UPS电源模块
UPS在站用变压器供电故障时，可以提供能给后台监控、五防闭锁机、交换机等重要负荷可靠电能。UPS正常运转的时候有两路输入电源，一般情况下都是由交流输入经整流、逆变之后朝着负载供电，交流输入中断之后，由直流输入经过逆变之后向着负载供电，高频开关电源技术在UPS中的整流、逆变部分仍得到应用。同时UPS未来的发展方向就是模块快和冗余技术，模块化促使系统构建和扩充方便，当中一个模块出现故障的同时，可以从系统当中脱离，冗余配置保证不影响正常的供电。
3.2交直流一体化电源系统均流技术和N+1冗余技术
直流充电、通信电源、UPS电源模块都挑选了冗余供电方法并联N+1的模块化，N+1冗余技术主要是因为高频开关电源的模块化、小型化、高效化获得了快速的进步发展。N+1冗余重点是选择N个电源模块并联进行供电从而保证所有负荷电能需要获得充分满足，从而进一步提高供电可靠性。所以，依靠并联另外一个电源模块进来，这样在余下的N个模块在其中的一个模块出现故障之后还是可以充分将供电要求获得满足。和单台电源供电方式来向，使用这样的方式更加具备可靠性。与此同时，利用热插拨方式可以在系统当中随时随地将故障电源模块退出，这样可以保证维护检修工作的便捷性。比较常用的高频并联电源模块均流技术：输出阻抗大小作为依据选择均流技术，利用这样的方式具备非常低的均流准确性，主从均流技术一般都是依靠一个主模块认为规定好，之后和其他的从模块进行通信。可是主均流技术并联运行的多个电源模块当中不是人为预先将主模块设定好，而是依靠哪一个模块具备最大输出电流为依照来确定好，一旦某模块具备最大的输出电流就是主模块，剩下的模块就是从模块，利用这种自动化的设定主模块的方式保证冗余设计实现。
4结束语
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，希望相关工作人员做好评估工作，提升系统应用优势。
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论文作者:赫英才
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/1
标签：开关电源论文; 电源论文; 模块论文; 变电站论文; 蓄电池论文; 系统论文; 技术论文; 《电力设备》2018年第2期论文;