智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)在變電站直流系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

4 直流系統(tǒng)設(shè)備改造中改進(jìn)的問題

1）改進(jìn)了新設(shè)備直流饋出線部分的不合理布置。為節(jié)省投資，我們利用原來直流系統(tǒng)的控制、信號及合閘電路的出線，但與新設(shè)備饋出線的位置及大小都不相適應(yīng)，為此，我們對新設(shè)備直流饋出線部分按現(xiàn)場實際情況進(jìn)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(jié)合中原油田電網(wǎng)實際，對設(shè)備出廠時參數(shù)設(shè)置的不適應(yīng)之處進(jìn)行了改變，保證設(shè)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(jìn)行了調(diào)整。原元件安裝位置不盡合理，損壞后不便維護(hù)、更換，改造后的位置便于維護(hù)，省時省力。

5）對模塊監(jiān)控單元、直流監(jiān)控單元、交流監(jiān)控單元進(jìn)行了改進(jìn)，增加了防護(hù)蓋以防短路、灰塵進(jìn)入等。

5 智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)應(yīng)用情況

改造后的直流系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)過兩年來的運行，技術(shù)指標(biāo)合理，各項參數(shù)顯示正確，操作方便、直觀，自動化程度高，維護(hù)工作量大幅度減少，設(shè)備保護(hù)功能齊全，能可靠動作。反映故障及時且準(zhǔn)確無誤，對電池能自動管理無須專人維護(hù)，設(shè)備運行穩(wěn)定可靠，從未發(fā)生影響正常供電的現(xiàn)象。

改造后的直流系統(tǒng)與原來的直流系統(tǒng)相比較，性能穩(wěn)定，精度高，安全、可靠，保證了油田的油氣生產(chǎn)，居民生活及醫(yī)院、道路等的用電，降低了噪音，改善了值班人員的工作環(huán)境，確保了變電設(shè)備安全可靠運行，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1）原來的相控電源紋波系數(shù)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(shè)備影響最大，造成二次設(shè)備誤動、損壞、甚至有的設(shè)備無法正常工作。而改造后的智能高頻開關(guān)電源紋波系數(shù)很小，輸出特別穩(wěn)定。

2）原來的相控電源采用硅堆調(diào)壓，硅降壓響應(yīng)速度慢，反應(yīng)時間為幾十毫秒，輸入電壓突變時在輸出上會產(chǎn)生很大的沖擊，因沖擊不穩(wěn)定而易燒壞二次設(shè)備。而改造后的高頻開關(guān)電源采用無級調(diào)壓方式，響應(yīng)速度快，輸入電壓突變時，模塊在200μs內(nèi)調(diào)整完成，過沖小于5％。

3）原來的相控電源充電機(jī)、浮充機(jī)等噪音較大，且無降溫措施，有的變電站浮充機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重。而改造后的智能高頻開關(guān)電源噪音小，模塊采用優(yōu)質(zhì)風(fēng)機(jī)降溫，保證了模塊元器件正常工作，使值班人員的工作環(huán)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(shè)置蓄電池工進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)，還需要配備維護(hù)電池用的有關(guān)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(hù)電池，平時不需要進(jìn)行一系列的維護(hù)工作，減少了人力物力。

5）原來的相控電源功率因數(shù)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(guān)電源功率因數(shù)達(dá)0.9以上，效率高達(dá)94％以上。

6）原來的相控電源經(jīng)常出現(xiàn)故障，有時因無法操作送電而造成原油生產(chǎn)損失，如1997年9月23日某110kV變電所因直流系統(tǒng)故障造成越級跳閘，全站失電，燒毀35kV線路3公里，其經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)400多萬元；近幾年直流系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)各種故障給油氣生產(chǎn)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(yè)用戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。而改造成智能高頻開關(guān)電源后，直流系統(tǒng)至今未發(fā)生任何事故，供電更加可靠。

7）改造后的智能高頻開關(guān)電源具有48V電源出口，為變電站的通訊網(wǎng)絡(luò)等提供了電源，不必另外購置專門的48V電源，減少了設(shè)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(jié)語

由于改造后的智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)性能穩(wěn)定，精度高，安全、可靠性更強(qiáng)，創(chuàng)新點多，收到了良好的效果，取得了明顯的社會和經(jīng)濟(jì)效益，為中原油田的油氣生產(chǎn)及其它負(fù)荷提供了可靠的電力保障。同時也為變電站實現(xiàn)自動化奠定了基礎(chǔ)。