摘要：　高頻開關(guān)電源具有體積小、重量輕、安全可靠、自動化程度及綜合效率高、噪音低等特點，目前，電力系統(tǒng)已逐步采用這種電源系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：　高頻開關(guān)電源； 特點； 應(yīng)用

Abstract： High-frequency switch power has the characteristics of high softy,reliability and automation,small size,light weight,high integrated efficiency and low noise.At present,this type of DC power supply has been adopted in electric power system.
Keywords： high-frequency switch power; characteristic; application

　　在電力系統(tǒng)中，直流電源作為繼電保護、自動裝置、控制操作回路、燈光音響信號及事故照明等電源之用，是發(fā)電廠和變電站比較重要的設(shè)備。因直流電源故障而引發(fā)的事故時有發(fā)生，所以，對直流電源的可靠性、穩(wěn)定性具有很高要求。傳統(tǒng)的直流電源多數(shù)采用可控硅整流型。近幾年來，許多直流電源廠家推出智能化的高頻開關(guān)電源，這種電源系統(tǒng)具有許多優(yōu)點：安全、可靠、自動化程度高、具有更小的體積和重量、綜合效率高以及噪音低等，適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的需要，值得推廣使用。
　　目前，我國電力系統(tǒng)采用的直流電源也正由傳統(tǒng)的相控電源逐步向模塊化的高頻開關(guān)電源轉(zhuǎn)變。高頻開關(guān)電源整流器的工作原理：交流電源接入整流模塊，經(jīng)濾波及三相全波整流器后變成直流，再接入高頻逆變回路，將直流轉(zhuǎn)換為高頻交流，后經(jīng)高頻變壓器、整流橋、濾波器后輸出平穩(wěn)直流。這種高頻開關(guān)電源主要由高頻開關(guān)充電模塊、集中監(jiān)控器和蓄電池組等組成，其中充電模塊和集中監(jiān)控器具有內(nèi)置微處理器，智能化程度高。高頻開關(guān)電源系統(tǒng)正常運行時，充電機的輸出與蓄電池組并聯(lián)運行，給經(jīng)常性負荷供電，同時對蓄電池進行浮充電，以補充蓄電池的自放電。當(dāng)交流電源輸入中斷后，由蓄電池組給負荷供電，以保證對負荷連續(xù)不間斷供電，當(dāng)交流電源恢復(fù)正常后，系統(tǒng)自動對蓄電池進行均充電，對蓄電池大量放電后進行電能的快速補充。
　　智能型高頻開關(guān)電源與傳統(tǒng)的相控電源比較，主要技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于部標(biāo)1～2個等級以上，具有以下特點。
　　(1) 相控電源硅整流器采用1+1主從備份方式，而高頻開關(guān)電源采用N+1模塊冗余并聯(lián)組合方式供電，即如果N個模塊的輸出電流能滿足充電電流需要，則采用N+1模塊平均分配，因此，可提高系統(tǒng)運行可靠性。個別模塊故障時，可帶電更換，不影響系統(tǒng)的正常運行，擴容維護方便。
　　(2) 可控硅整流器運行于浮充電方式時，直流輸出的紋波系數(shù)較大，曾發(fā)生中央信號裝置誤動作和高頻繼電保護誤發(fā)信號等事故，按部頒要求紋波系數(shù)不大于2%。另外，可控硅整流器與蓄電池并聯(lián)運行，紋波系數(shù)較大時，若浮充電壓波動或偏低會出現(xiàn)蓄電池脈動充電放電現(xiàn)象，對蓄電池不利。高頻開關(guān)電源的充電裝置采用多個智能化模塊并聯(lián)組合供電，使得供電質(zhì)量和技術(shù)參數(shù)明顯提高。模塊采用準(zhǔn)諧振技術(shù)(或脈寬調(diào)制技術(shù))和電流電壓雙環(huán)控制技術(shù)，提高開關(guān)工作頻率，開通損耗小，輸出電壓的紋波系數(shù)很小，一般≤±0.1%額定電壓，進而可防止蓄電池脈動充電放電，延長蓄電池的使用壽命，可靠性更高。
　　(3) 高頻開關(guān)電源整流模塊具有內(nèi)置微處理器，是提高設(shè)備管理水平的基礎(chǔ)，在滿足直流系統(tǒng)故障信號應(yīng)盡量完善的前提下，使接線簡單，安裝調(diào)試快捷。除了能在面板上直接顯示輸出電流和電壓及模塊的各種運行狀況外，還能通過監(jiān)控模塊與電力系統(tǒng)的自動化網(wǎng)或變電工區(qū)直流班監(jiān)控系統(tǒng)通信，進行遠程監(jiān)視和對模塊各項操作，實現(xiàn)四遙功能。傳統(tǒng)的直流電源一般在屏柜上裝設(shè)電流、電壓表和其它專用裝置對設(shè)備進行監(jiān)視，且這些測量值不能經(jīng)通信口實現(xiàn)遠程監(jiān)視(微機型除外)。即使有遙測，也是采用直流采樣方式，采樣點不多，對反映各種運行狀況的信號也以接點方式接至光字牌或遙信屏，因此，接線繁瑣，自動化程度低，實現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能的難度較大。
　　(4) 按部頒要求，充電時穩(wěn)流精度誤差≤±5%，浮充電時穩(wěn)壓精度誤差≤±2%。而高頻開關(guān)電源穩(wěn)壓、穩(wěn)流精度更高，其誤差一般≤±0.5%，可避免對蓄電池過充、欠充，保證蓄電池運行在狀態(tài)。閥控式電池容量大、維護量小、放電倍率低，適用于大容量的直流電源。從原理性能看，高頻開關(guān)模塊適合與閥控式電池配套使用。
　　(5) 高頻開關(guān)電源整流模塊具有并聯(lián)運行方式下自動均流功能。同時，設(shè)有過流、過壓及瞬時短路保護，安全可靠的防雷措施，能有效地承受輸出短路沖擊。另外，采取多重有效措施，防止高頻電源及諧波對交流電網(wǎng)側(cè)的干擾。
　　(6) 高頻開關(guān)電源綜合轉(zhuǎn)換效率高，多數(shù)廠家的轉(zhuǎn)換效率達到90%以上，而相控電源轉(zhuǎn)換效率一般只有60%～80%。
　　由于這種電源系統(tǒng)裝設(shè)有微機型集中監(jiān)控器，可以支持多種通信協(xié)議，與調(diào)度中心或變電工區(qū)的直流班監(jiān)控系統(tǒng)通信，對直流系統(tǒng)進行四遙監(jiān)控，主要功能為：
　　(1) 通過MODEM和電話網(wǎng)與監(jiān)控中心通信，從通信口讀取高頻開關(guān)電源的信息；
　　(2) 測量模塊的輸出電流和電壓、直流母線電流和電壓、電源的輸出電流和電壓、電池充放電電流和電壓等；
　　(3) 控制電源的輸出電流和穩(wěn)流，控制電源的開關(guān)機等；
　　(4) 控制高頻開關(guān)電源實現(xiàn)對蓄電池浮充、均充方式的自動轉(zhuǎn)換；
　　(5) 控制硅鏈的自動或手動投切，保證控制母線的穩(wěn)壓精度，進而保證微機和晶體管保護用電的可靠性，防止造成保護誤動；
　　(6) 調(diào)節(jié)充電限流值和總輸出電流穩(wěn)流值；
　　(7) 具有本地和遠程控制方式，采用密碼允許或禁止方式操作，以增強系統(tǒng)運行可靠性。
　　同時，這種系統(tǒng)裝設(shè)有專用微機絕緣監(jiān)察裝置，能實時顯示母線電壓和正、負母線對地絕緣電阻的大小及發(fā)出異常報警，對各回饋線的絕緣情況進行巡檢，指示具體發(fā)生故障的回路，這種選線功能為查找直流接地帶來方便。
　　目前，我國正大力實施變電站的無人值班管理，因此，對設(shè)備的選擇將會朝著小型化、無油化、少維護或免維護及自動化程度高的方向發(fā)展。高頻開關(guān)直流電源正能適應(yīng)這種要求，經(jīng)過這幾年的運行考驗，這種產(chǎn)品的性能已逐步成熟、穩(wěn)定。憑著的技術(shù)性能和良好的價格性能比，高頻開關(guān)電源將成為直流電源更新?lián)Q代的產(chǎn)品。

作者簡介：林曉東(1969-)，女，工程師，從事電氣二次及變電站自動化系統(tǒng)設(shè)計。

作者單位：(汕頭電力工業(yè)局，廣東　汕頭　515041)