摘要：我国工业化进程发展迅速，各行各业对于供电质量的要求都有所提升，而保障电力设施的安全、稳定运行是重要实现途径。基于此，文章对继电保护中开关电源故障情况进行了研究分析。首先介绍了继电保护用开关电源工作原理以及工作流程，然后对其使用优势进行了简要的分析，重点对常发生的故障情况进行了概括探讨，并且提出有效改进措施，希望为相关人员提供参考。
关键字：继电保护；开关；原理；故障；策略
引言
随着经济建设的快速发展，城市电网的发展速度得到了快速的提升，其建设规模也逐渐扩大，各种大容量的电气设施通过线路紧密的联系起来，从而不可避免会受到各种运行环境以及人为因素影响，出现故障，继电保护中开关电源也会受到各种因素的影响而出现运行故障，作为相关研究人员，如何保障继电保护装置的可靠运行是值得思考的问题。
1继电保护用开关电源工作原理介绍
继电保护用开关电源系统的开关支配是由功率器件控制的，在一种电源向另一种形态转变的过程中，闭环控制处于输出状态，并自带保护模块。继电保护用开关电源系统的工作原理如图1所示
图1继电保护用开关电源的工作原理
在继电保护开关电源使用的变压器是一种高频的变压器状态是放大的状态，当超过0.7V时就是导通饱和状态，当其电压在0.1～0.3V之间的时候就是工作的振荡状态。当工作点调整好之后，就需要根据比较深的负反馈来实现产生的负压，使得振荡管起振，极上的电容放电时间来确定振荡管的频率，当振荡管的频率出现高输出脉冲的时候，其幅度就大，反之就更加的小，此时就决定了电源开关管的输出电压大小。此时的变压器的次级输出工作电压出现稳压，一般情况是在开关变压器绕一组线圈，在其上端，获得的电压经过整流滤波之后，造成基准电压。
2继电保护中的开关电源性能优势
2.1体积小以及重量轻
继电保护中的开关电源将从电网获得的交流电压进行整流和滤波处理后输入进高频变压器，然后得到不同的脉冲电压。这样就会使电源的体积变的更小，不再使用原来笨重的工频变压器，更有利于节省继电保护装置的内部空间，从而大大降低了设备的成本。
2.2安全可靠
继电保护的开关电源要具有自动保护功能。这是因为电力系统在工作有可能出现各种未知的故障，例如短路、过压、过流等，这时就要求继电保护系统可靠的进行动作，开关电源自动工作，对各元件起到保护的作用。
2.3抗干扰性能良好
继电保护所用的开关电源要严格按照国家的有关规定，对其进行抗干扰试验，例如在辐射电磁场环境下、快速瞬变干扰环境下、静电放电干扰环境下、脉冲群干扰环境下等，按实验等级规定的实验值，干扰信号分别施加在电源输入回路，保障电源的正常工作。
2.4工作效率高
继电保护用的开关电源常年都处于运行状态，如果功耗很大的话不仅会浪费大量的能源，而且会使温升增加，有可能导致周围的元器件长期处在高温环境下而失效。因此，高效率的开关电源对继电保护装置来说是十分重要的。继电保护用的开关电源输出电源要求能够在AC176～264V之间的电压波动下可靠运行，输出的过冲电压以及暂态电压要低，而且对电压调整率和负载调整率等有严格的要求。
3开关电源常见故障分析
3.1输入电源波动使得电源停止工作
电源波动所导致的故障主要表现在电压的输入和输出过程中。输入电压产生瞬时故障而恢复正常后，继电保护的开关会停止工作，而输出电压却一直无反应，也不能自动断电，只能通过手动断电和上电后才能恢复正常状态。对于电压输入和输出的一系列变化，能通过继电保护试验仪进行控制和记录，以及对输入电压中断的时间进行控制。继电保护用开关电源故障主要是开关电源的正常启动逻辑和输出电压保护逻辑混乱造成的。开关电源的逻辑混乱会导致故障发生，为了解决这些故障，需要对逻辑顺序进行更改。电源欠压保护中，误动作的出现主要是由输入电压快速通断所造成的，延时电路没有按时复位，导致误动作发生，在这种状态下，维修人员往往会忽视电压的变化，导致通电状态下假欠压信号无法得到及时屏蔽。
3.2启动电流太大引起的电源过载
在日常的工作中发现，电网在启动或运行的过程中，瞬间输入电流若达到0.3A，其稳态电流将达到0.4A。而由于实际条件的限制，电源模块的供电电源输出电流仅为0.3A。所以，开关电源如果在瞬间处于过载的状态，将造成开关的损坏，系统将出现过载报警。在输电线路正常运行时，一方面需要开关具备一定的功率，另一方面也需要输出回路也要具备一定的功率。在实际的设计工作中，研究人员要充分考虑多方面的影响因素，防止电源在启动过程中出现电压低、功率猛增的状况发生。当这样的现象发生时，会导致开关电源启动瞬态电流激增、冲击供电电源，造成较大的供电安全事故。
4改进策略
4.1电源波动的改进措施
为了弄清故障情况，必须事先了解开关电源启动逻辑以及输出电压的保护过程。当工作电压输入，以及的输出电压主回路建立后，根据输出电压具体要求，延时必须达到，再建立的输出电压。当输出电压任何一个线路下降到时，欠压保护开始运作，并且不能恢复。在逻辑更改时，由于整个输入电压发生变化，从而造成电源欠压以及系统误动作造成这种现象的主要原因是电路延时没有根据输入电压变化情况复位，假欠压的信号不能及时屏蔽，出现误动作。对于上述现象，必须在保护过程中，对电路电压进行精细的检测，在延时电容上接开关，只要输入定值大于电子开关，开关就会自动闭合，指导延时电路复位。如果输入电压上升到规定值时，对电路延时的保护电路就会再次延时，而假欠压信号被屏蔽。
4.2启动电流过大的改进措施
由于在设计中没有考虑电源启动现象，所以在回路输出时必须考虑功率因素如果电压较低，功率突然增加，必然会造成瞬态电流迅速增加，对供电造成冲击。针对这类现象，在进行继电器开关保护电源的设计中应该要充分考虑到电源开启的时候，出现的功率和电压变化的问题，当功率一定的时候，来提高启动的电压，以此来避免电流的激增，通过在设计中寻找到合适的方案，使得继电器开关保护电源在实际运用中发挥出巨大的作用。
结束语
总而言之，开关电源作为电源设计的重要内容，对继电保护具有重要作用。在进行继电保护中的开关电源检修时一定要注意每个细节，如果任何环节出现问题就有可能导致其不能正常工作。所以在继电保护投入运行时一定要做好开关电源的检测工作。
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论文作者:王育霖
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/13
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