摘要：　高頻開關(guān)電源具有體積小、重量輕、安全可靠、自動(dòng)化程度及綜合效率高、噪音低等特點(diǎn)，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(diǎn)； 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(hù)、自動(dòng)裝置、控制操作回路、燈光音響信號(hào)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(shí)有發(fā)生，所以，對(duì)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(diǎn)：安全、可靠、自動(dòng)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，最后經(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(yùn)行時(shí)，充電機(jī)的輸出與蓄電池組并聯(lián)運(yùn)行，給經(jīng)常性負(fù)荷供電，同時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行浮充電，以補(bǔ)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(fù)荷供電，以保證對(duì)負(fù)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(dòng)對(duì)蓄電池進(jìn)行均充電，對(duì)蓄電池大量放電后進(jìn)行電能的快速補(bǔ)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(gè)等級(jí)以上，具有以下特點(diǎn)。
　　(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(gè)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(yùn)行可靠性。個(gè)別模塊故障時(shí)，可帶電更換，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，擴(kuò)容維護(hù)方便。
　　(2) 可控硅整流器運(yùn)行于浮充電方式時(shí)，直流輸出的紋波系數(shù)較大，曾發(fā)生中央信號(hào)裝置誤動(dòng)作和高頻繼電保護(hù)誤發(fā)信號(hào)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(yùn)行，紋波系數(shù)較大時(shí)，若浮充電壓波動(dòng)或偏低會(huì)出現(xiàn)蓄電池脈動(dòng)充電放電現(xiàn)象，對(duì)蓄電池不利。高頻開關(guān)電源的充電裝置采用多個(gè)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(jìn)而可防止蓄電池脈動(dòng)充電放電，延長(zhǎng)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(hào)應(yīng)盡量完善的前提下，使接線簡(jiǎn)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(yùn)行狀況外，還能通過監(jiān)控模塊與電力系統(tǒng)的自動(dòng)化網(wǎng)或變電工區(qū)直流班監(jiān)控系統(tǒng)通信，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和對(duì)模塊各項(xiàng)操作，實(shí)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(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，且這些測(cè)量值不能經(jīng)通信口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視(微機(jī)型除外)。即使有遙測(cè)，也是采用直流采樣方式，采樣點(diǎn)不多，對(duì)反映各種運(yùn)行狀況的信號(hào)也以接點(diǎn)方式接至光字牌或遙信屏，因此，接線繁瑣，自動(dòng)化程度低，實(shí)現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能的難度較大。
　　(4) 按部頒要求，充電時(shí)穩(wěn)流精度誤差≤±5%，浮充電時(shí)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(duì)蓄電池過充、欠充，保證蓄電池運(yùn)行在最佳狀態(tài)。閥控式電池容量大、維護(hù)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(yùn)行方式下自動(dòng)均流功能。同時(shí)，設(shè)有過流、過壓及瞬時(shí)短路保護(hù)，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(duì)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(dá)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(jī)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(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)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(cè)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(jī)等；
　　(4) 控制高頻開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池浮充、均充方式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換；
　　(5) 控制硅鏈的自動(dòng)或手動(dòng)投切，保證控制母線的穩(wěn)壓精度，進(jìn)而保證微機(jī)和晶體管保護(hù)用電的可靠性，防止造成保護(hù)誤動(dòng)；
　　(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(yuǎn)程控制方式，采用密碼允許或禁止方式操作，以增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。
　　同時(shí)，這種系統(tǒng)裝設(shè)有專用微機(jī)絕緣監(jiān)察裝置，能實(shí)時(shí)顯示母線電壓和正、負(fù)母線對(duì)地絕緣電阻的大小及發(fā)出異常報(bào)警，對(duì)各回饋線的絕緣情況進(jìn)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極大方便。
　　目前，我國正大力實(shí)施變電站的無人值班管理，因此，對(duì)設(shè)備的選擇將會(huì)朝著小型化、無油化、少維護(hù)或免維護(hù)及自動(dòng)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(yùn)行考驗(yàn)，這種產(chǎn)品的性能已逐步成熟、穩(wěn)定。憑著優(yōu)越的技術(shù)性能和良好的價(jià)格性能比，高頻開關(guān)電源將成為直流電源更新?lián)Q代的首選產(chǎn)品。

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

作者單位：(汕頭電力工業(yè)局，廣東　汕頭　515041)