摘要：由于电力系统一般使用的是直流电源来操作继电保护装置，照明装置，信号装置，事故装置和自动装置等其他装置。因此，变电站是否可以安全平稳的工作与直流电源所输出的质量息息相关。所以说直流系统是变电站的核心组成部分，在变电站发挥着无可替代的作用。本文针对智能高频开关电力直流操作电源系统在直流系统中的具体应用进行了简述，希望对变电站，所的安全稳定运行有所帮助。
关键字：高频开关；直流系统；直流操作
1.智能高频开关电源系统的特点
（1）采用独特的开关电源模块化设计，N + 1冗余。
（2）具备自然散热功能，使系统没有故障的间隔时间得到改善，可以用在环境比较恶劣的地方。
（3）充电模块可以带电插拔，更换维护起来更加方便。
（4）硬件设备使用的低差自主均流技术，模块间输出电流最大不平衡为5％以上。
（5）绝缘监测装置具备可靠的防雷和电气绝缘措施，可实时监控系统的绝缘性能，在保障系统运行稳定的同时，使工作人员的安全也得到保障。
（6）监控模块采用的是大屏幕液晶显示屏来显示，数据清晰度得到增强，同时还具备声光报警功能。
（7）对系统的参数进行设定可以通过监控模块来完成。
（8）可以稳定的调节输出电压和电流，同时可以自动完成电池温度的补偿工作。
（9）具备多个扩展端口，可轻松完成电池检测设备、绝缘检测设备等多个外部设备之间的连接。
（10）结合最新的电力电子技术和计算机网络技术，使电力系统可以通过远程调节信号传输，完成设备操作。
（11）蓄电池可以实现自动控制和保护功能，并对电池端的电压实行自动监测，另外电池在出现充电过流或欠压时，系统会自动发出警告。
2.智能高频开关电源结构组成以及作用
2.1结构组成
智能高频开关电源组成部分有整流模块，直流馈电，监控模块，交流配电，绝缘检测和监控模块等。
2.2作用
交流配电可以为系统提供三相交流电源，还可以对三相电压、电流以及接触器状态进行监控，从而对交流输入量做出精准判断，判断交流输入量是不是符合系统需求，如果输入过程中出现过压、欠压或不平衡的状况，系统则会自动切换电源。在切换电源时，系统会发出声光报警。同时对设备配备了三相避雷器，相通的流量为40 KA，响应时间为25μs，可有效防止雷击，确保设备不被损坏。
绝缘监测器使用的是进口非接触式直流微电流传感器，正负母线与接地电阻产生漏电流，完成母线与接地电阻的测量，从而确定母线的接地故障。这项技术不用在直流母线上叠加信号，也不会对直流母线电源产生不利影响。由于直流母线和接地线之间的电容容易出现误判，微机接地监控技术将有效的解决了这一问题，在技术上来说是很大的突破。
监控模块是整个直流系统的核心，要对其进行科学的控制和管理，有必要长期自动检测系统中的每个功能和电池，获取相关数据，了解其工作状态，从而通过获取的数据，实现自动化精准管理智能高频开关电源系统，使电力系统的可靠性得到提高，并使其工作的可靠性，连续性，安全性得到保障。由于其具备远程遥控控制，遥控测试，遥控调节以及远程操控信号的功能，还配备了标准的RS-232接口，所以非常适合用于变电站的自动化系统中。
整流器模块为合闸母线和控制母线提供正常负载电流。它有一个LCD显示屏和一个操作键盘，使模块的工作状态和工作参数在显示屏上显示的非常清楚，让操作人员一看便知道了系统运行的状态，另外该模块所使用的软件系统的准确性非常的高，可以自动控制电流，同时还具备带电插拔和软开关技术。
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由于稳压器模块运用的是软开关技术，带电插拔技术和双向调节的功能，所以不管合闸母线的电压发生什么样的变化，都可以把输出电压控制在220（1±0.5％）V范围内。
直流馈电具有合闸输出，控制输出，电池输入，事故照明，48V输出等多种功能。控制母线可以采用三种供电方式，保证控制母线供电的稳定。同时配备智能直流监控单元，可以对母线的电压，电流和开关状态进行实时监测。
蓄电池测试仪可以实时监控蓄电池电压并可以及时把信息传回到监控模块。由于蓄电池是完全密闭的，具备免维护，环保，无腐蚀性的功能特点，对于放置的地方没有任何限制，使用范围也比较广泛，只要温度在-40°C-60°C的范围内，都可以正常使用，深度放电可以达到零伏，充电24小时以内便可以恢复功能；由于蓄电池具备大电流放电，启动所需的电流比较大，自行放电率特别低的特性，在操作使用上安全性能比较高。同时其还带有防爆安全排气系统，非常适合不间断电源的操作。
3.高频开关电源模块在使用中出现的问题与对策
3.1高频开关电源模块使用中遇到的问题
实际上，高频开关电源模块在运作过程中会出现温度比较高、性能不稳定和寿命比较短的情况，导致这些问题的原因，主要是由于各种电子设备与高频电源开关在功率的转换环节，出现了功率上的耗损，这种损耗通过热力散发出来，从而导致电源模块的温度过高。因此，用于电力系统的高频开关电源模块，无论是自然冷却还是强制冷却，都使用的是开放式冷却空气管道结构。然而，因为高压室工作环境比较差，粉尘导电性物质含量超标，特别是搭建的新配电室，因为继电保护装置的调试阶段离不开直流电源系统，导致大部分的配电室在项目没有竣工就投入了使用。如果在使用时，对设备不采用有效的防尘措施，会直接导致电源模块上吸附大量的粉尘，从而使设备的绝缘性能下降，引起设备短路，导致模块出现故障。
3.2解决粉尘问题的对策
首先，我们想到的办法是在高频开关电源模块的进风口处安装灰尘防护罩，从而防止灰尘吸附在高频开关电源模块上，但在实际的应用中，需要对防护罩进行定期清洗，否则灰尘防护罩通风孔很容易被灰尘堵塞，导致通风和散热能力下降。另外我们可以运用自然冷却的办法避免高频开关电源模块吸入灰尘，这个需要在模块上打许多孔，这样灰尘的吸附问题还是不能得到本质上的改善。因此，我们必须对高频开关电源模块进行改良，针对对自然冷却和强制冷却优点和缺点以及对配电室实际情况的分析，我们研究出了符合实际情况的对策，采用温度控制强迫风冷方式和关闭散热通道的方式。由温度检测电路对风扇进行控制，温度检测电路仅在模块散热器温度高于设定值时才开始运行。因为直流系统的充电系统在很长的时间里都是轻载工作状态，通常额定容量只有15％左右，散热器温度低于风扇工作温度，风扇将不工作。这种散热的办法使内部模块温度可以保持稳定，外在的负载以及温度的变化将不影响其正常工作，从而提高风扇的使用寿命，使高频开关电源模块运行的安全性、稳定性得到明显提高。针对灰尘的问题，可以使用一个完全密闭的散热通道，使散热风流只通过散热器的外表，把内部电路和散热通道分开，这样做的好处是能够有效的防止粉尘吸附在高频开关电源模板上，而散热效果又得到很大提高，使高频开关电源模块适应环境的能力得到改善。
4.设备检查和事故处理
（1）当直流系统的交流电源关闭时，充电器停止运行，这种情况下，尽可能不要使用可以停用的直流负载。同时，密切监视所有电池端子的电压，并且电压不能低于放电终止电压。在放电电压结束之前或接近结束时，应使用转移或停用负载的方法。（2）定期检查并记下电池组中每个电池的端子电压和表面温度，并更换不能使用的电池。电压更换的标准：平均电压超过4％至10％时要对电池进行及时更换，另外，在测量电池的端子电压时，不能断开充电器，因为在这种情况下必须降低充电器的输出电压，使所有电池都处于放电状态。
结束语
直流系统的安全运行，直接关系着电力系统的正常运行。智能高频开关电力系统的出现，使电力企业站走向了智能化，数字化的发展道路。因此我们必须不断对智能高频开关电力直流系统的技术进行优化，不断更新系统，这样才能更好的保障电力系统的安全运行。
参考文献
[1]杨旭，开关电源技术[M]，北京机械工业出版社，2016.
[2]徐海明，王泉生，变电站直流电源的使用和维护[M]北京电力出版社，2017.
[3]边吉芳，高频开关电源在变电站220V直流系统中的应用[J]，齐鲁石化，2013,01（02）：47-48.
论文作者:杨洪奎
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
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