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智能高频开关电源系统在变电站直流系统改造中的应用

时间:03-17 来源:互联网 点击:

上叠加任何信号,对直流母线供电不会有任何不良影响,彻底根除由直流母线对地电容所引起的误判和漏判,对于微机接地监测技术是一重要突破。

监控模块 是整个直流系统的控制、管理核心,其主要任务是对系统中各功能单元和蓄电池进行长期自动监测,获取系统中的各种运行参数和状态,根据测量数据及运行状态实时进行处理,并以此为依据对系统进行控制,实现电源系统的全自动精确管理,从而提高电源系统的可靠性,保证其工作的连续性、安全性和可靠性。具有“遥测、遥信、遥控、遥调”四遥功能,配有标准RS232接口,方便纳入电站自动化系统。

整流模块 为合闸母线、控制母线提供正常的负荷电流,本身具有LCD汉字显示、操作键盘,模块工作状态和工作参数一目了然,可以带电插拔,具有软件较准,自主均流、ZVS软开关技术。

调压模块 无论合闸母线电压如何变化,输出电压都被稳定控制在220(1±0.5%)V,具有带电拔插技术、软开关技术和双向调压特性。

直流馈电 设有控制输出、合闸输出、电池输入、闪光、事故照明、48V电源输出等。控制母线有三种途径供电,确保控制母线供电安全可靠。配有智能直流监控单元,可测量母线电压、电流及开关状态等。

电池巡检仪 对电池电压进行实时监测,将信息及时反馈到监控模块。

蓄电池 全密闭、免维护、无污染、无腐蚀,任何方向可放置使用,使用温度范围宽(-40℃~60℃);深放电至零伏,24h内充电可恢复;可大电流放电,起动电流大,自放电率极低,具有安全防爆排气系统,是理想的操作、控制不间断电源。

4 直流系统设备改造中改进的问题

1)改进了新设备直流馈出线部分的不合理布置。为节省投资,我们利用原来直流系统的控制、信号及合闸电路的出线,但与新设备馈出线的位置及大小都不相适应,为此,我们对新设备直流馈出线部分按现场实际情况进行了改造,使安装更加容易,布线更为合理,运行更加可靠。

2)添加了蓄电池的放电电路。

3)结合中原油田电网实际,对设备出厂时参数设置的不适应之处进行了改变,保证设备运行后更加可靠。

4)对闪光继电器等电气元件安装位置进行了调整。原元件安装位置不尽合理,损坏后不便维护、更换,改造后的位置便于维护,省时省力。

5)对模块监控单元、直流监控单元、交流监控单元进行了改进,增加了防护盖以防短路、灰尘进入等。

5 智能高频开关电源系统应用情况

改造后的直流系统设备经过两年来的运行,技术指标合理,各项参数显示正确,操作方便、直观,自动化程度高,维护工作量大幅度减少,设备保护功能齐全,能可靠动作。反映故障及时且准确无误,对电池能自动管理无须专人维护,设备运行稳定可靠,从未发生影响正常供电的现象。

改造后的直流系统与原来的直流系统相比较,性能稳定,精度高,安全、可靠,保证了油田的油气生产,居民生活及医院、道路等的用电,降低了噪音,改善了值班人员的工作环境,确保了变电设备安全可靠运行,产生了明显的经济效益和社会效益,主要体现在以下几个方面:

1)原来的相控电源纹波系数大,其输出含有的交流成份较大。尤其是赵村变电所最为明显,交流成份含量更高,对二次设备影响最大,造成二次设备误动、损坏、甚至有的设备无法正常工作。而改造后的智能高频开关电源纹波系数很小,输出特别稳定。

2)原来的相控电源采用硅堆调压,硅降压响应速度慢,反应时间为几十毫秒,输入电压突变时在输出上会产生很大的冲击,因冲击不稳定而易烧坏二次设备。而改造后的高频开关电源采用无级调压方式,响应速度快,输入电压突变时,模块在200μs内调整完成,过冲小于5%。

3)原来的相控电源充电机、浮充机等噪音较大,且无降温措施,有的变电站浮充机发热严重。而改造后的智能高频开关电源噪音小,模块采用优质风机降温,保证了模块元器件正常工作,使值班人员的工作环境大大改善。

4)原来用的是铅酸电池或镉镍电池,既需要专门设置蓄电池工进行维护、保养,还需要配备维护电池用的有关容器、仪表、原料、蒸馏锅、蒸馏水等。而改造后用的是美国“理士”免维护电池,平时不需要进行一系列的维护工作,减少了人力物力。

5)原来的相控电源功率因数低,一般在0.7以下,效率在60%左右,而改造后的智能高频开关电源功率因数达0.9以上,效率高达94%以上。

6)原来的相控电源经常出现故障,有时因无法操作送电而造成原油生产损失,如1997年9月23日某110kV变电所因直流系统故障造成越级跳闸,全站失电,烧毁35kV线路3公里

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