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微机控制高频电源直流屏在冶金企业中应用分析

2021-06-11

随着我国电力工业的迅速发展,各行各业对直流电源的稳定性、可靠性要求越来越高。直流电源的智能化、自动化是今后电源的发展趋势。近年来,作为冶金企业变电站(所)中的断路器直流操作、控制保护、信号及事故照明和电力载波等的直流电源屏,其主电路也已逐步由原来的晶闸管相控型发展为高频开关型,而控制部分则由原来的模拟控制方式发展为由微机控制的数字控制方式。微机控制的应用使电力操作电源的运行自动化程度大大提高,并可实现四遥(遥调、遥控、遥测、遥信)联网功能以满足变电站无人值守的要求。本文就目前国内冶金企业中变电站(所)内微机控制高频电源直流屏的现状、技术水平和结构特征进行分析,并对有关实际问题进行探讨。1.直流屏现状分析传统的直流操作和应急电源的一次回路普遍采用相控电源或磁饱和式电源,体积大、效率低、维护保养难;二次回路普遍采用以继电器、接触器为主的逻辑控制,或以分立元件和普通集成电路为主的模拟控制,控制水平低、精度差,且不具备与上位机通信、报表管理等功能,无法与无人值班变电站综合自动化系统对接。近年来,电力电子技术的迅猛发展以及功率器件制造工艺技术的提高。更使高频开关电源的可靠性及适用面大大优于相控电源和磁饱和式电源。它以体积小、重量轻、效率高、输出纹波小、动态响应快、控制程度高、模块可叠加输出、+l冗余、可智能化管理等为特点,取代相控电源或磁饱和式电源已是大势所趋。20世纪80年代后期,美国、德国等工业发达国家新建电厂和变电站的相关电源设备《雪世霉》2003年第8期已全部采用高频开关电源,并完成了对旧电源设备的改造。鉴于目前国内市场直流屏生产厂家众多,技术方案各异,技术水平参差不齐,所以在冶金企业中选用一种操作简单、性能可靠、自动化程度高的微机控制高频电源直流屏是十分必要的。2.微机控制高频电源直流屏的结构和各部件的功能要求微机控制高频电源直流屏主要由高频整流模块、微机控制装置、控制母线调压装置、蓄电池及电池监测仪、绝缘监测装置等组成。(1)高频整流模块高频整流模块采用三相四线制交流输入,在输入端采用先进的尖峰抑制器件。.EMI滤波电路及三相桥整流电路将三相交流输入整流为直流,再由DC/Dc高频电路输出稳定、可靠、可控的直流电。它内部集成微处理器以实现数据采集、分析、运算、输出控制的微机化,并能向监控装置提供所需要的参数(如电流、电压),工作状态(正常、故障、均流状态等)信息,并接受监控装置的遥控、遥调指令,自动调节高频开关的脉冲宽度,使输出电压电流在任何允许的情况下都能保持稳定,模块间自动均流。开关电源的优劣直接影响着整个系统的稳定性与可靠性。同时,电源也是外部干扰引入系统的主要途径,所以对电源处理的好坏是系统可靠运行的前提条件,有着十分重要的作用。高频整流模块应选用知名度高、技术力量雄厚的公司的产品。(2)微机控制装置微机控制装置是直流电源系统的控制中心。它主要功能有:上位通信,装置能够满足变电站自动化远动要求,具备四遥接口,协议可自由制作;本机监控,具备对各高频整流模块状态控制和参数调整功能,自动控制充电方式;大屏幕汉字液晶触摸显示。实时监测各段的运行参数,在线调整参数等。单片微机技术的发展为进一步提高直流电源屏的技术性能并实现微机控制提供了条件。国内直流系统生产厂家有的以单片机为控制核心来实现系统的微机处理功能,由于单片机本身易受干扰,经常出现死机、程序飞车等现象,使得整个系统的可靠性不很高,运行隐患大。特别是冶金企业大量使用晶闸管整流及调速等设备产生大量的高次谐波通过导线传输、电磁耦合等进入电网,将严重影响单片机系统工作的稳定性。

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