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智能高频开关直流电源系统运行维护

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智能高频开关直流电源系统运行维护

发布时间：2021-05-28T00:47:56.969Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第4期 作者： 李世荣 姜文义

[导读] 直流电源广泛地应用于银行、电力、电信、企业安全生产、计算机系统、特殊设供配电系统中，直流电源的运行情况对企业生产经营活动起着重要作用。

内蒙古东部电力有限公司检修分公司±800千伏扎鲁特换流站 内蒙古通辽市 028000

摘要：直流电源广泛地应用于银行、电力、电信、企业安全生产、计算机系统、特殊设供配电系统中，直流电源的运行情况对企业生产经营活动起着重要作用。重点介绍了电力系统中应运广泛的智能高频开关直流电源系统，通过对其组成及工作原理介绍，提出了运行与

维护注意事项及常见故障处理方法。

关键词：开关电源；直流电源；运行维护

直流操作电源系统是变配电站、高压室中不可缺少的二次设备之一，它的可靠性直接影响高压室和变配电站设备的安全可靠运行。特别是

随着阀控密封铅酸蓄电池的推广应用，对直流操作电源系统提出了更高的要求，因此，原有的直流操作电源系统已不再适应于阀控密封铅

酸蓄电池的要求。现已普遍采用智能高频开关电源模块与阀控密封铅酸蓄电池配套使用，其具有体积小、重量轻、噪声低、稳压精度高、

纹波系数小、配置灵活的特点，可以增加直流系统的可靠性和稳定性。

一、高频开关直流电源

1、高频开关直流电源系统。由交流输入装置、智能监控装置、智能高频开关电源、阀控式密封铅酸蓄电池、降压单元和直流输出单元几个部分组成，其中智能监控装置、智能高频开关电源、阀控式密封铅酸蓄电池是直流电源的三个主要单元，是运行维护的主要对象。

2、智能监控装置是高频开关直流电源的核心部件。监视 整个直流系统的母线、电源模块和蓄电池的运行状况，和自动化系统实行“遥测、遥信、遥控”功能，控制电源模块对蓄电池的均浮充，实现整个系统的最优运行。早期的监控装置是集中控制的模拟系统，监控装置通

过模拟电压电流和开关量来控制各部件的工作，目前使用的监控装置 是基于分布式计算机通信系统的模式，监控装置通过通信方式控制各

部件工作。

3、高频开关电源是直流电源中工作的核心部件。运用了现代电力电子高频变换技术，具有重量轻、体积小、效率 高、功率因数高、稳压稳流精度高、输出纹波及谐波失真小和维护方便、自动化程度高等优点。开关电源有模拟控制和智能控制两种，前者用模拟的电压电流

来控制模块的工作，后者则通过通信的方式控制，在失去控制时两者都能以默认参数自主工作。

4、阀控式密封铅酸蓄电池全部采用全密封结构。电池内无流动电解液，无酸雾逸出，无需补充任何液体，维护工作量极小.由于其密封程度高、体积小、容量高、内阻小，大电流放电特性好、维护量小优点，在变电站智能直流电源中得到了广泛的应用。

二、直流系统的运行与维护

1、在下列情况时要加强巡视。1）新投运的设备；2）在高温季节、高峰负荷期间和电磁式开关动作频繁时；3）在雷雨季节有雷电发生后；4）在直流系统或蓄电池的工况不良时；5）特殊用电期间。

2、正确使用工器具。直流回路最怕正极和负极间短路，工作时应戴绝缘手套，使用绝缘工具，必须防止麻痹大意所造成的人身或系统事故。

3、直流屏室和蓄电池室的管理。基本要求：保障室内环境的温度、相对湿度、洁净度、静电干扰、噪声、强电电磁干扰等要素符合机房内电源设备和控制设备的要求，保障设备的性能的稳定、运行可靠、生产安全，保障控制设备的正常供电和蓄电池的应急放电；保障设

备的机械性能完好，设备电气性能符合标准要求，设备运行稳定可靠，与设备相关的技术资料、原始记录齐全。蓄电池组室应安装空调保

证温度应在 25°C 左右，温度对蓄电池的寿命影响较大，若在 35°C 及以上的持续温度下运行，预期寿命减少一半。温度过低，充电时产生

氢气使内压增高，电解液减少，蓄电池寿命也将缩短。

4、充电装置的运行及维护。运行人员或专职直流维护人员应对充电设备进行如下的巡视检查：三相交流输入电压是否平衡或缺相，运行噪声有无异常，各保护信号是否正常，直流输出电压值和电流值是否正确，各充电模块的输出电流是否均流，正负母线对地的绝缘是否

良好，装置通讯是否正常。运行人员或专职直流维护人员特别要注意充电模块自动均充是否准时定期，均充时的充电电流和充电电压是否

正确；雷电发生后应及时检查直流装置的防雷装置和充电装置工作是否正常；每月对充电装置作一次清洁除尘工作。充电装置内部故障

时，应及时把故障充电装置取下退出运行，这就是模块化配置的好处，在设计上采用 N+1的方式，少一个充电装置不影响运行，应及时把

坏的充电装置返厂家修理，这期间加强对直流装置的巡视。 5、蓄电池的运行及维护。在正常运行情况下，变电站的二次设备只需由充电模块来供电就行了。现有的变电站，断路器一般有电磁合闸方式和储能合闸方式两种。在电磁式断路器进行合闸操作时，要求直流电源能提供瞬时的合闸电流（20~200ms 内提供数百安培的大电

流），显然仅由充电模块来供电是远远不够的，这时蓄电池组就发挥了重要的作用，它能无间断地提供大电流，保证断路器的正常合闸，

这也是直流系统为什么要有合闸母线的原因了。在储能合闸方式下，合闸电流远小于充电模块的额定输出电流，不用蓄电池来合闸。

6、蓄电池日常维护。需经常检查连接处有无松动腐蚀现象，检测连接处压降外观是否完好，有无鼓肚变形和渗 漏现象，极柱、安全阀周围是否有酸雾逸出。当发现电压 反极性、压降大、压差大和酸雾泄漏的电池时，应及时处理，对不能恢复的蓄电池要及时更换，不能把

不同容量、不同性能、不同厂家的电池联在一起使用，否则可能会对整组蓄电池带来不利影响。

三、常见系统故障的原因及处理

1、阀控蓄电池的故障和处理。1）阀控蓄电池壳体鼓胀变形造成原因：充电电流过大，充电电压超过了 2.4V×N（2V 为单体的电池个数）；蓄电池内部有短路或局部放电等造成温升超标；阀控失灵使蓄电池不能实现高压排气，内部压力超标等。处理方法：进行核对性放

电，容量达不到额定值80%以上的蓄电池应进行更换；运行中减少充电电流，降低充电电压，检查安全阀体是否堵死。2）浮充电时蓄电池

电压偏差较大造成原因：蓄电池制造过程分散性大；存放时间长，又没按规定补充电。处理方法：质量问题，应更换不合格产品；存放问

题，应按要求进行全容量反复充放 2~3 次，使蓄电池恢复容量，减少电压的偏差值。3）运行中浮充电压正常，但一放电，电压很快下降到

终止电压值。造成原因：蓄电池内部失水干，电解物质变质。处理方法：更换蓄电池。4）核对性放电时，蓄电池放不出额定容量。造成原

因：蓄电池长期欠充电，单体蓄电池电压浮充时低于 2.23- 2.28V，造成极板硫酸盐化；深度放电频繁；蓄电池放电后没有立即充电，极板

硫酸盐化。处理方法：浮充电压运行时，单体蓄电池电压应保持在 2.23- 2.28V；避免深度放电；对核对性放电达不到额定容量的蓄电池，

应进行 3 次核对性放电，若容量仍达不到额定容量的 80%以上，应更换蓄电池组。

2、直流系统绝缘故障和处理。直流系统的正、负母线绝缘电阻均不能低于规定门限值，当任何一点出现接地故障时将会打乱变电站的整个正常运行秩序，造成控制、信号、保护的严重紊乱，必须迅速排除故障，以免出现两点同时接地短路而造成的直流系统熔断器熔断及

使断路器出现误动、拒动。

不能因为高频开关直流电源高智能、免维护而忽略了本应进行的维护工作，预防在任何时候都是安全运行的重要保障。再好的装置也需要正确地使用和维护，才能最大程度发挥其性能在最佳状态提供最可靠的保障。

参考文献：

[1]易明.客户关系管理.湖北:华中师范大学出版社,2009.5.

[2]田玲.电子商务中客户关系管理的研究.北京：知识产权出版社,2009.5.

[3]张恒,杨秋梅,秦立军.直流电源系统简介[J].黑龙江科技信息,2007(23:16-18.

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电力系统智能高频开关电源常见故障及处理

电力系统智能高频开关电源常见故障及处理

－　习　＿　ｌＩ　～ｌ　

电力系统智能高频开关电源　

常见故障及处理　

任加明，　张希峰，　吕炳霞，　张亚娟　

（中原油田供电管理处，　河南濮阳４５７００１）　

摘要：通过对电力系统智能高频开关电源的日常维护与管理积累的经验，讲述了其常见的故障　现象、原因，提出了对常见故障的处理方法。　

关键词：电力系统；开关电源；常见故障及处理　

０　引言　

电力系统配备的智能高频开关电源具有体积　

小、重量轻、效率高、输出纹波低、动态响应快、控　

制精度高、模块可叠加输出、Ⅳ＋ｌ冗余、便于扩容、　

远程监控等特点，是直流系统的一个主要组成部　分，是保障电网安全、可靠、稳定供电的重要设备。　

其维护的好坏，不仅关系到智能高频开关电源设　

备本身的寿命和安全可靠性，而且还直接涉及到　

蓄电池的寿命、安全和电网的平稳运行。可见，维　

护和使用好智能高频开关电源设备是非常重要　

的。　

１　系统构成　

图ｌ所示为中原油田供电处电力系统智能高　

频开关电源的系统分布图，下面分别对各个主要　

功能块的常见故障以及处理方式作一汇总。　

２　主监控常见故障处理　

现象１：界面不停闪烁或无任何显示。　原因：液晶显示器检测到的数据异常。　

处理方法：拆开主监控，将数据线重新插上．如　

通电显示仍异常需更换。　

现象２：界面显示不清晰。　

原因：液晶显示器的制作工艺影响。　处理方法：如是按键式主监控，需在按键界面　

的上厂Ｆ键方可进行亮度调节；如是触摸式主监　

控，需在“系统设置”，“其它”栏方可对亮度进行调　

节。　现象３：触摸界面无反应且黑屏。　

原因：液晶显示器没工作。　

处理方法：检查该监控单元电源端有无９０～　

３２０Ｖ电压，如无电压需检查电源线采集有无松　动，如均正常，则该监控需更换。　

现象４：主监控报出所有或部分监控单元模　

块通讯故障。　

原因：与主监控未通讯上。　处理方法：　（１）检查主监控设置与实际配置是否一致；　

（２）检查所有４８５接口的连接线是否正确、接　

线是否良好；　

（３）断开所有的４８５口检查每一单元的４８５　

智能高频开关电源在变电站直流系统改造中应用

智能高频开关电源在变电站直流系统改造中应用

智能高频开关电源在变电站直流系统改造中应用

1直流系统改造的目的和必要性

变电站内的继电保护、自动装置、信号装置、事故照明和电气设备的远距离操作，一般采取直流电源，所以直流电源的输出质量及可靠性直接关系到变电站的安全运行和平稳供电。变电站的直流系统被人们称为变电站的“心脏”，可见它在变电站中是多么的重要。中原油田的电力系统始建于上世纪70年代末，因受当时技术条件的限制，陆续建起的变电站直流系统设备有的为硅整流电容补偿直流电源，有的为带有铅酸蓄电池的KGCA—50/98～360、KGCFA—75/200～360型硅整流直流电源，有的为BZGN—20/220型镉镍电池直流屏。部分投运较早、运行时间较长的变电站直流设备老化严重，给变电站的安全、可靠运行带来了严重的威胁。如某110kV变电站就曾因直流系统故障，造成越级跳闸，导致全站失电的恶性事故。其它各站虽未发生大的事故，总因直流系统经常发生问题，缺陷较多，有的缺陷无法处理，致使直流系统长期处于“带病”运行状态，导致给用户无法正常供电。

随着电力工业的迅速发展，为提高电网的供电质量，使电网安全、经济运行，并实现电力系统的自动化，从而对电力控制系统的关键设备—控制电源的要求也越来越高。而原来的直流设备均采取传统的相控电源，效率低、纹波系数大，在电磁辐射、热辐射、噪声等方面都不尽人意。另外，监控系统不完善，采取1＋1备份方式，对二次电路越来越先进的仪器仪表、控制、自动化设备很难满足其技术要求。此外由于相控电源浮充电压易波动，会出现蓄电池脉动充放电现象，对免维护蓄电池损害极大，影响电池寿命。加之其它设备改造和新设备的投入，原来的相控电源已远远不能满足中原油田电力系统的需要，急需进行改造更换，才能保证电气设备的安全运行和平稳供电。而智能高频开关电源由于其体积小，重量轻，技术指标优越，模块化设计，N＋1热备份方式，便于“四遥”等优点，已在诸多领域得到广泛应用。上世纪90年代以后，国外先进工业国家新建或改造电厂和变电站已全部采用高频开关电源，其蓄电池亦全部采用免维护蓄电池。为了实现中原油田电网设备达到同行业先进水平的目标，根据电网实际情况，直流系统设备改造采用目前先进的智能高频开关电源系统。

直流系统运行规范

直流系统运行规范

附件 7

直流电源系统运行规范

国家电网公司

二OO五年三月

第一章总则 第二章引用标准 第三章设备验收 第四章设备运行维护管理 第五章蓄电池的运行及维护 第六章 充电装置的运行及维护 第七章微机监控装置的运行及维护 第八章直流系统巡视检查项目 第九章 事故和故障处理预案 第十章技术培训要求 第十一章设备技术管理 第十二章 备品备件管理 第十三章直流电源系统设备更新改造和报废 直流电源系统运行规范编制说明

第一章 总则

第一条 为了规范直流电源系统的运行管理， 促进发电厂、 变电站（换流站、 串补站、通信站） 直流系统运行管理水平的提高，特制定本规范。

第二条 本规范依据国家、行业的有关标准、规程和规范并结合近年来国家电网公司输变电设 备评估分析、生产运行情况分析以及设备运行经验而制定的。

第三条 本规范对直流电源系统设备验收、 运行维护、 巡视检查、 缺陷及异常处理、 技术管理、 培训等方面提出了具体要求。

第四条 本规范适用于国家电网公司系统所属单位直流电源系统的运行管理工作。

第五条 各网省公司可根据本规范，结合本地区实际情况制定相应的实施细则。

第二章 引用标准

第六条 以下为本规范引用的标准、规程和导则，但不限于此。

GB/T 13337.1-1991 固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池订货技术条件

GB 50172-1992 电气安装工程蓄电池施工及验收规范

DL/T 5044-1995 火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定

DL/T 637-1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件

DL/T 459-2000 电力系统直流电源柜订货技术条件

DL/T 724-2000 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程

国家电网公司 《电力生产设备评估管理办法》

国家电网公司 《变电站管理规范》（试行）

国家电网公司 《直流电源系统技术标准》

变电站直流系统运行维护注意事项

变电站直流系统运行维护注意事项

变电站直流系统运行维护注意事项

摘要：随着经济的发展，人们对供电可靠性提出了更高的要求，电网硬件设施需随同经济发展一起进步。直流系统在变电站中为继电保护、计算机监控系统、交流不停电电源、事故照明、自动装置等提供电源，还为操作系统提供可靠的操作电源。直流系统的可靠与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用，是保证变电站正常工作的重要条件。

关键词：变电站；直流系统；运行维护；注意事项

引言

近年来，直流系统的技术和设备发展迅速，阀控铅酸蓄电池、智能型高频开关充电装置、微机型绝缘监测装置、电池巡检仪、电涌专用后备保护器等这些设备安全可靠、技术先进和性能优越，促进了直流系统的发展。

1变电站电力电容器特点

在直流电的稳压电压短路中,电容器不仅仅是能够直接用来储存直流稳压电荷,在这一切的工作处理过程中,它仅仅只是起到了直流电压短路的绝缘保护控制作用。一般这种做的情况下,可以把它直接拿来当做一个直流绝缘保护体系容器来进行看待。直流电压变容器主要具有以下四个主要技术特点方面的主要性能特点:其中包括直流旁路、去耦、滤波以及直流短路时的储能。

2变电站直流系统运行维护注意事项

2.1变压器

变压器直流绕组技术作为大型电力设备变电站的一个技术核心主要用于工作站和电力设备,其主要基本结构形式是由双向二向一绕组高压交流输出变压器、三向四绕组直流输出变压器以及之间相相互耦合的直流变压器所共同使用组合起来构成,也就是高、低压每一相共同使用需要绕组合用一项目的高压电各绕组,由其中一个高压电从两个绕组中部分别输出抽取一头绕组用来用作充当其中低电压电各绕组的直流输出高压线头的直流变压器。每个绕组输出电压高度及其与相应高压绕组匝数其间的电流比值为正,相应的高压绕组输出电流值则与其中低压电各绕组匝数间的电流比值分别为正或正和负。变压器一般依据实际作用力和功能不同可以划分成直接升压与直流降压处理两类直流变压器。前者的一类主要目的是直接应用在所有电力系统的直流送电线路一端,而后一类则主要目的是直接应用在其他受控制电源的一端。直流变压器的直流电压平均值一般应当保证能够和所有电力系统电路中的直流电压平均值相同或适宜。为了保证能够在完全不同的直流负荷工作状态下可以确保直流电压始终能够保持在合理的电压范围之内,有时候还需将直流变压器两端分为两接头端并进行直流切换降压处理。