一种高频直流电源的问题分析应用.论文_郑甫

一种高频直流电源的问题分析应用.论文_郑甫

摘要:现阶段,直流电源的好坏关系到变电站的安全稳定运行,为此,本文结合现场实际,总结了如某某变电站GEP-31510FY型高频直流电源存在的问题,并通过进一步研究、探讨、分析、从中找到解决GEP-31510FY型高频直流电源的思路和方法。希望同行,在该系列高频直流电源中提高认识和关注度,以促使变电站直流系统工作顺利有效开展。

关键词:GEP-31510FY型高频直流电源;问题;管理;解决方法

引言

在变电站中,高频直流电源是重要的设备,从实际出发,GEP-31510FY型高频直流电源在运行中存在一些问题,作为变电运行的工作人员,应积极分析其问题因素并查找原因,从而实现对问题的有效控制,促使直流电源能够更好地服务变电站,实现其自身价值。

1、变电站直流电源的作用

变电站中的直流电源是一种能向各种设备提供直流电源的、可独立操作的和对蓄电池组充电的电源设备,直流电源的好坏不仅影响继电保护、安全自动装置、开关控制、事故照明、信号设备以及系统监控等可靠运行,而且还影响到一次设备对用户的供电;直流电源其通常会受到系统运行方式和输入电压的影响。

2、变电站GEP-31510FY型高频直流电源运行中出现的问题

2.1高频直流电源过电压造成的问题

高频直流电源在运行中,受外部运行环境,如输入端交流电源的波动、雷电、系统故障、倒闸操作、大电机、电弧炉忽然启停、电容器的投退等引起的过电压,造成内部压敏电阻击穿或二极管短路,从而烧坏高频开关电源,严重时危及到PWM控制电路,造成破坏的程度大,修复难度高,从而增加维修成本。

2.2高频直流电源冷却器出现的问题

GEP-31510FY型高频直流电源冷却形式采用风冷,风扇在长期运行中,受灰尘、轴承缺油,造成风扇卡涩,GEP-31510FY型高频直流电源内部温度升高,整流桥的电流过大造成热击穿,致使高频直流电源损坏。

2.3高频直流电源设备功率因数补偿电路存在的问题

高频直流电源设备功率因数补偿电路升压开关管参数选择不合理或其本身质量存在问题,当温升或环境温度过高,而又无过热保护功能造成升压开关管损坏。

2.4GEP-31510FY型高频直流电源运行中出现的问题

本局目前使用GEP-31510FY型高频直流电源产品有3个35kV变电站,从2010年开始至今进行统计,烧坏的高频电源模块情况为2010年至2019年共计烧坏36块,从这些数据看出该电源模块给变电站直流系统安全运行带来严重威胁;每年至少有四块GEP-31510FY型高频直流电源模块烧坏或故障,经现场检查、查阅相关资料及GEP-31510FY型高频直流电源模块维修的具体情况,大多是过电压、高次谐波(电弧炉启停等)引起,GEP-31510FY型高频直流电源模块过负荷引起开关变压器发热绝缘降低击穿烧坏。

3变电站直流系统问题防控措施

3.1针对现有GEP-31510FY型高频直流电源存在的问题,为解决拘于这些问题,采用一种用于高频开关电源的稳压电路及高频开关电源,用以解决高频开关电源因过电压和高次谐波导致易烧坏的问题。

依据本方法的一个方面,提供一种用于高频开关电源的稳压电路,其特征在于,包括:隔离变压模块、稳压模块、整流模块以及第一旁路稳定模块;其中,所述隔离变压模块、所述稳压模块以及所述整流模块依序连接;三相交流电输入至所述隔离变压模块、所述整流模块的输出端为所述高频开关电源提供所需电压;所述第一旁路稳定模块并联在所述隔离变压模块的三相输入端和三相输出端,用于在所述隔离变压模块的三相输出端中的至少一相故障时,对所述隔离变压模块短接,以为高频开关电源正常供电。

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可选的,所述第一旁路稳定模块包括至少一继电器/接触器,其中,所述至少一继电器/接触器的三个输入端连接所述三相交流电,三个输出端分别连接所述隔离变压模块的三相输出端,控制端连接所述隔离变压模块三相输出端中的其中两相输出端。

可选的,所述第一旁路稳定模块包括第一继电器/接触器和第二继电器/接触器,其中,所述第一继电器/接触器和所述第二继电器/接触器的三个输入端分别连接所述三相交流电,三个输出端分别连接所述隔离变压模块的三相输出端,所述第一继电器/接触器的控制端连接所述隔离变压模块三相输出端中的第一相输出端和第二相输出端;所述第二继电器/接触器的控制端连接所述隔离变压模块三相输出端中的第二相输出端和第三相输出端。

可选的,所述稳压电路还包括第二旁路稳定模块,所述第二旁路稳定模块并联在所述稳压模块的三相输入端和三相输出端,用于在所述稳压模块的三相输出端中的至少一相故障时,对所述稳压模块短接,以为高频开关电源正常供电。

可选的,所述第二旁路稳定模块包括至少一继电器/接触器,其中,所述至少一继电器/接触器的三个输入端连接所述三相交流电,三个输出端分别连接所述稳压模块的三相输出端,控制端连接所述稳压模块三相输出端中的其中两相输出端。

可选的,所述第二旁路稳定模块包括第三继电器/接触器和第四继电器/接触器,其中,所述第三继电器/接触器和所述第四继电器/接触器的三个输入端分别连接所述三相交流电,三个输出端分别连接所述稳压模块的三相输出端,所述第三继电器/接触器的控制端连接所述稳压模块三相输出端中的第三相输出端和第四相输出端;所述第四继电器/接触器的控制端连接所述稳压模块三相输出端中的第四相输出端和第三相输出端。

依据本方法新型的另一方面,提供一种高频开关电源,所述高频开关电源包括上述所述的用于高频开关电源的稳压电路。

本实用新型所提供的高频开关电源的稳压电路及高频开关电源,通过在交流输入端加入隔离变压模块和稳压模块,不但有效防止雷电波和高次谐波输入,确保输入端电压的稳定,同时当电力系统出现过电压时,可以限制输出电压不会超过电子原件运行的最高电压,使得高频开关电源不易烧坏,同时增加旁路稳定模块,有效避免隔离变压器引入后带来的系统稳定性降低及故障概率提高的问题。如图一、图二框图所示:

图一

图二

3.2高频直流电源开关变压器改变原绕制方式,并列改为串联,减少电阻的不等造成局部发热;提高漆包线的耐温强度,将低温漆包线改为高温漆包线,从而整体上增强开关变压器的耐温等级,减少开关变压器温度高绝缘降低被击穿烧坏的风险。

3.3定期安排日常维护与检修

对于运维人员日常应加强对高频直流电源的现场巡视、检查,保持对高频直流电源的高度敏感性,预防高频直流电源缺陷的发生,重点加强对运行年限较久、缺陷易发生的充电模块运行状态的特巡。巡视时应注意:①发现异常信号和异常情况及时与监控值班员核对,发现直流接地、直流异常等不发信站点,立即报送重大或紧急缺陷,督促检修尽快处理。②直流长期遥测不到新站点(变化较慢),监控无法及时掌握站内直流母线电压情况。需运维结合巡视,及时与监控核对直流母线电压,定期重启直流测控装置。③对于老旧站点和直流设备,运维缩短现场巡视周期,及时做好相关设备维护,发现缺陷异常时及时督促检修单位消缺。对于检修单位,应定期对直流设备进行专项状态评价,根据状态评价情况合理安排检修。安排检修时应注意:①对于直流设备运行年限超过10年的老旧站点,缩短其直流系统状态评估周期。②对于发现有直流接地不发信的站点,开展专题分析,进行重点整治;对于频发信和误发信站点,检修人员联合厂家尽快制定消缺方案和限时消缺计划。

结束语:

总之,直流系统高频开关电源的可靠运行不仅保证了变电站工作效率,同时也保证了蓄电池组充电的可靠,有利于电力系统高效供应,充分研究直流系统高频开关电源存在的安全隐患是必要的,相关工作的开展更要结合现场实际,遇到问题要及时找到解决方法,从而才能确保直流系统高频开关电源安全稳定运行。

作者简介:郑甫 (1978~),男,工程师/技师,从事变电运行专业工作。

论文作者:郑甫

论文发表刊物:《中国电业》2019年16期

论文发表时间:2019/11/29

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