摘 要：开关电源和普通电源相比，其高效率、安全性、可靠性、抗干扰性都比较明显，还具有体积小、重量轻的优势，在恶劣天气下依旧能够可靠运行。虽然继电保护用开关电源优势突出，但受各种因素的影响，无法避免故障的发生。为了更好地发挥继电保护用开关电源的优势，针对故障危害，提出了有效的改进措施，以提升继电保护系统安全可靠性。
关键词：继电保护；开关电源；故障分析；改进
1继电保护开关保护电源的相关概述
为了确保继电保护开关的可靠性，将继电保护开关的温度维持在零下20至零上70度较为合理，我们与普通的电源相比较，继电保护开关具有可靠性的特点。效率高、性能好。继电保护开关的运行状态影响了其高效性，继电保护开关电源在功耗很大，浪费了能源的同时，也增加了继电保护开关的温度。继电保护对负载和调整率要求较为严格。体积小、重量轻。与以往的工频变压器不同，继电保护开关从电网获得的交流电压，使得继电保护开关电源进行整流和虑波，然后输入到高频的变压器中，获得不同的脉冲电压，减小了继电保护开关的体积、减轻了质量、降低了设备制造成本。抗干扰性很好。通过试验证实，继电保护开关的抗干扰性很好，能够满足国家的有关规定，能够确保继电保护开关在干扰信号的影响下进行正常的工作。安全可靠性高。由于电力系统故障的不确定性（如出现短路现象、过压现象、过流现象等），继电保护开关要具有自我保护的作用。
2故障现象查找
2.1输入电源波动，开关电源停止工作
故障现象：外部输入电源瞬时性故障，虽然将电压输入，能够恢复正常工作，但是当电源输出停止，开关电源也会对应的停止工作，输出电压工作不能正常开展，需由人工进行断电和上电，才能恢复正常工作。
故障再现：利用继电保护试验仪，对电压输入的中断时间进行控制，采用便携式波形记录仪对输出及输入电压变化及时的记录。通过对输入电压中断时间的长短的控制，具体存在以下几种状况：
输入电源在约100到200 ms的时间中断后才能恢复，并通过输入电压使其正常恢复，但开关电源的仍不能正常工作。（此为故障），具体状况如图2所示。
输入电压经过250 ms以上长时间中断才恢复，+24 V 、+5 V电压输出全部消失，继电保护用开关电源的正常启动和此过程与的过程一致。
输入电压经过70 ms以内的短暂中断恢复，+5 V与 +24 V 输出电压均未消失，也未对继电保护用开关电源的正常工作造成影响。实际情形如图4。所示虽然输入电压消失的时间较短，由于欠压的过程未在输出电压中出现，电源欠压也不会进行相关保护。
故障分析：对该故障的分析，首先应对继电保护用开关电源的输出电压保护和正常启动逻辑进行全面充分的了解。
改进对策：改进方案是将检测输入电压电路增加在保护环节上，同时将电子开关并接在延时电容上，只有当输入电压的值小于开关电源工作停止前的值，其开关才可正常闭合，对延时的电路进行复位，如果输入电压再次上升，并达到该定值，电路供电的电路就会通过继续延时进行保护。
2.2 启动电流过大，导致供电电源过载告警
故障现象：该模块电源在正常工作时的额定功率为20.8W，额定输出时输入电流为130mA，电压为220V。当继电保护用开关电源的电压输入持续慢速增长时，或造成电流输入快速增长，导致供电电源过载。
故障分析：当输入电压为60V ，电源在启动时稳态电流和瞬态电流将为600±200mA，稳态电流为600mA，启动使时的瞬态电流大概在200mA左右。
改进对策：启动时的功率应符合要求，假设启动电流减小，那么启动电压可以适量的增加。使继电保护用的开关电源的提高大约130～140 V的启动电压。
试验验证：在对开关电源的启动电压进行合理调整后，利用试验仪进行输入电压模拟。在开关电源满载的前提下，试验工程中，以10V/s或5 V/s的上升速率缓慢上升，输入电压在0到130 V范围内 启动，启动前将稳态电流降低到200至220mA左右，稳态电流控制在200±100mA，所以稳态电流和瞬态电流是100±400mA，启动电流在减小300mA，对于供电电源也不会有太大影响。
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3常见故障分析
3.1电源波动引起的故障
从电源波动引起的故障来看，主要表现在：在电压进行输入和输出时，输入电压产生瞬时故障而恢复正常后，继电保护开关将停止工作，而在输出端，输出电压却能够正常显示，并不受其影响，并不能实现继电保护开关的自动断电，需要通过手动才能恢复继电保护开关的正常工作。从发生故障的主要原因来看，主要是由于继电保护开关的电源启动和输出电压出现电子逻辑错误而导致的。笔者在日常的工作中发现，可以利用继电保护试验仪对输入电压和输出电压的数值变化进行检测、控制和记录，以有效地实现对输入电压中断的时间控制。我们需要对继电保护开关的逻辑顺序进行更改，以保障继电保护开关的正常工作。从电源欠压保护中可以看出，输入电压快速通断将导致错误的动作，同时未对延时电路进行按时复位，导致误动作发生。在这样的情况下，维修人员要重视电压的数值变化，要确保同点状态下，欠压信号的及时有效处理。
3.2启动电流过大引起的故障
笔者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。我们在实际的设计工作中，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的电压低、功率猛增的状况发生。当这样的现象发生时，能够导致开关电源启动瞬态电流激增、冲击供电电源，造成较大的供电事故。
4改进措施
4.1电源波动的改进措施
笔者在工作中发现，对于开关电源停止工作的情况，我们可以通过在继电保护开关电源上加设一个电压检测装置，同时在开关电源延时电容上加设一个电子开关设备，通过这种方法，可以有效地保护继电保护开关，电容上的电子开关可以处于闭合状态，保证延时电路的有效工作。
4.2启动电流过大的改进措施
输电线路在启动过程中，开关电源的过载将引起电源安全事故，这种情况的发生直接的结果将导致电源功能遭到破坏而无法工作。笔者在工作中发现，适当增加输出电压数值，减少启动瞬时输入电流数值，确保保证开关电源的稳定性。通常情况下，开关电源的启动电压会提升到130-140V，有效保证了开关电源启动的稳定性，在开关电源通过的电流为0.5A，可以将电流能够减小到0.3V，有效地避免过载故障的发生。
5继电保护诊断故障系统设计与实现
为了满足电力故障的实际需求，可以设计继电保护故障诊断系统，能够及时准确地对故障进行处理，减少由于故障产生的大面积停电事故所带来的影响。同时，故障系统还能够实时地进行故障诊断和故障判断。笔者在实际工作中，总结出继电保护诊断故障系统的作用主要有：故障系统的操作界面简洁、实用性强，能够实现人机交互，同时根据不同人具有的权限对设备进行管理，降低了越权行为发生概率，减少事故损失；系统能够实现实时数据采集，能够为事故的发生判断提供科学的依据。同时数据还具备自我检测能力，确保了数据的准确性和统一性；系统还具备良好的可扩展能力，可以根据管理者的实际需要进行模块扩展，提升了使用功能，能够帮助电力管理者从本地的电力工作实情进行电力管理，极大地提高了电力保护的能力，确保了电力的稳定运行。
6结论
要能够根据开关中的电能的变化、输入和输出电压的数值变化来强化对继电保护开关的设计，考虑到设计中涉及的多方面因素。在对继电器开关保护电源进行设计时，主要涉及两点，即电源启动时出现的功率问题和电源启动时出现的电压变化问题。只有确定功率在正常的工作范围内，才能确保电力系统的安全稳定运行。
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论文作者:陈至军,宋玉涛,韩尧
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/25
标签：电压论文; 开关电源论文; 继电保护论文; 电流论文; 电源论文; 故障论文; 工作论文; 《电力设备管理》2017年第4期论文;