智能高頻開關電源系統在變電站直流系統改造中的應用

4 直流系統設備改造中改進的問題

1）改進了新設備直流饋出線部分的不合理布置。為節省投資，我們利用原來直流系統的控制、信號及合閘電路的出線，但與新設備饋出線的位置及大小都不相適應，為此，我們對新設備直流饋出線部分按現場實際情況進行了改造，使安裝更加容易，布線更為合理，運行更加可靠。

2）添加了蓄電池的放電電路。

3）結合中原油田電網實際，對設備出廠時參數設置的不適應之處進行了改變，保證設備運行后更加可靠。

4）對閃光繼電器等電氣元件安裝位置進行了調整。原元件安裝位置不盡合理，損壞后不便維護、更換，改造后的位置便于維護，省時省力。

5）對模塊監控單元、直流監控單元、交流監控單元進行了改進，增加了防護蓋以防短路、灰塵進入等。

5 智能高頻開關電源系統應用情況

改造后的直流系統設備經過兩年來的運行，技術指標合理，各項參數顯示正確，操作方便、直觀，自動化程度高，維護工作量大幅度減少，設備保護功能齊全，能可靠動作。反映故障及時且準確無誤，對電池能自動管理無須專人維護，設備運行穩定可靠，從未發生影響正常供電的現象。

改造后的直流系統與原來的直流系統相比較，性能穩定，精度高，安全、可靠，保證了油田的油氣生產，居民生活及醫院、道路等的用電，降低了噪音，改善了值班人員的工作環境，確保了變電設備安全可靠運行，產生了明顯的經濟效益和社會效益，主要體現在以下幾個方面：

1）原來的相控電源紋波系數大，其輸出含有的交流成份較大。尤其是趙村變電所最為明顯，交流成份含量更高，對二次設備影響最大，造成二次設備誤動、損壞、甚至有的設備無法正常工作。而改造后的智能高頻開關電源紋波系數很小，輸出特別穩定。

2）原來的相控電源采用硅堆調壓，硅降壓響應速度慢，反應時間為幾十毫秒，輸入電壓突變時在輸出上會產生很大的沖擊，因沖擊不穩定而易燒壞二次設備。而改造后的高頻開關電源采用無級調壓方式，響應速度快，輸入電壓突變時，模塊在200μs內調整完成，過沖小于5％。

3）原來的相控電源充電機、浮充機等噪音較大，且無降溫措施，有的變電站浮充機發熱嚴重。而改造后的智能高頻開關電源噪音小，模塊采用優質風機降溫，保證了模塊元器件正常工作，使值班人員的工作環境大大改善。

4）原來用的是鉛酸電池或鎘鎳電池，既需要專門設置蓄電池工進行維護、保養，還需要配備維護電池用的有關容器、儀表、原料、蒸餾鍋、蒸餾水等。而改造后用的是美國“理士”免維護電池，平時不需要進行一系列的維護工作，減少了人力物力。

5）原來的相控電源功率因數低，一般在0.7以下，效率在60％左右，而改造后的智能高頻開關電源功率因數達0.9以上，效率高達94％以上。

6）原來的相控電源經常出現故障，有時因無法操作送電而造成原油生產損失，如1997年9月23日某110kV變電所因直流系統故障造成越級跳閘，全站失電，燒毀35kV線路3公里，其經濟損失高達400多萬元；近幾年直流系統經常出現各種故障給油氣生產造成了很大的損失，同時也給居民用戶生活帶來不便、給工業用戶帶來巨大的經濟損失。而改造成智能高頻開關電源后，直流系統至今未發生任何事故，供電更加可靠。

7）改造后的智能高頻開關電源具有48V電源出口，為變電站的通訊網絡等提供了電源，不必另外購置專門的48V電源，減少了設備的投資和占用空間。

8）改造后的控制母線有下述三種途徑供電，確保了控制母線供電安全可靠，做到了萬無一失。

——在交流電正常時，控制母線可由整流模塊直接供電；

——在交流失電時，由降壓模塊供電；

——從電池90％電壓處通過二極管供電到控制母線。

6 結語

由于改造后的智能高頻開關電源系統性能穩定，精度高，安全、可靠性更強，創新點多，收到了良好的效果，取得了明顯的社會和經濟效益，為中原油田的油氣生產及其它負荷提供了可靠的電力保障。同時也為變電站實現自動化奠定了基礎。