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高頻開關(guān)電源系統(tǒng)簡介及維護(hù)管理

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【摘要】隨著開關(guān)電源技術(shù)的日益成熟，智能高頻開關(guān)電源作為集計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用。高頻開關(guān)電源的優(yōu)良技術(shù)性能以及優(yōu)越的性價比，使其成為直流電源的首選換代產(chǎn)品。設(shè)備都存在壽命期，都會出現(xiàn)各種故障，維護(hù)工作至關(guān)重要。本文在介紹高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，論述了其維護(hù)管理。

【關(guān)鍵詞】高頻電源開關(guān)系統(tǒng)概述及特點(diǎn)維護(hù)管理

1　系統(tǒng)概述

在電力系統(tǒng)中，直流開關(guān)電源作為發(fā)電廠和變電站比較關(guān)鍵的設(shè)備之一，其包括自動裝置、繼電保護(hù)、燈光音響信號、事故照明及控制操作回路等電源用途于一身。常規(guī)的直流電源多采用可控硅整流型。隨著電力事業(yè)的發(fā)展和技術(shù)改造，智能化的高頻開關(guān)電源被不斷推出，該系統(tǒng)具有內(nèi)置微處理器，智能化程度高，有效解決了以往直流操作電源的部分缺陷。不僅極大地提高了直流電源的可靠性、穩(wěn)定性，也給直流電源的檢修維護(hù)工作減少了工作量，提高了工作效率，給我們帶來了許多便利。

一個完整的高頻開關(guān)電源系統(tǒng)由五部分組成：整流模塊、直流配電單元、交流配電單元、監(jiān)控系統(tǒng)以及蓄電池組。交流配電單元為高頻開關(guān)電源系統(tǒng)提供交流電源；整流模塊將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電；直流配電單元是高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的直流輸出接口部分；蓄電池組為高頻開關(guān)電源系統(tǒng)提供存儲的能源；監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)測和控制所有高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的正常運(yùn)行，其中包含有三相交流供電狀態(tài)、蓄電池組以及整流模塊的電流、整流、電壓模塊運(yùn)行狀態(tài)等。

高頻開關(guān)電源整流器，其工作原理是：當(dāng)交流電源接入整流模塊后，經(jīng)濾波和三相全波整流器以后變成直流電，之后再接入高頻逆變回路，把直流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，最后經(jīng)過高頻變壓器、濾波器、整流橋后輸出平穩(wěn)的直流電。當(dāng)高頻開關(guān)電源系統(tǒng)正常運(yùn)行時，充電機(jī)的輸出和蓄電池組并聯(lián)運(yùn)行，為經(jīng)常性負(fù)荷進(jìn)行供電。

2　系統(tǒng)特點(diǎn)

高頻開關(guān)電源較傳統(tǒng)的直流電源而言具有許多優(yōu)點(diǎn)，不僅安全可靠，自動化程度更高，還具有穩(wěn)壓穩(wěn)流，綜合效率高等特點(diǎn)，具體來說表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

（1）高頻開關(guān)電源整流模塊裝配有內(nèi)置的微處理器，為提高設(shè)備管理水平提供了保障，不但使得直流系統(tǒng)的故障信號盡可能地達(dá)到完善水平，而且還可以使接線更加簡單，安裝調(diào)試更為快捷方便。

（2）高頻開關(guān)電源體積小、重量輕，其模塊采用了準(zhǔn)諧振技術(shù)以及電流電壓雙環(huán)控制技術(shù)，這使得開關(guān)的工作頻率得以提高，同時開通的損耗減小，輸出電壓的紋波系數(shù)也會隨之很小，因此可以防止蓄電池脈動充電和放電，延長電池的使用壽命，減少原材料的損耗，提高了電源的可靠性。

（3）高頻開關(guān)電源采用風(fēng)冷式設(shè)計，同時配備遠(yuǎn)控裝置，操作難度低?？梢栽谪?fù)載狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)開關(guān)機(jī)，減少了調(diào)節(jié)過程中的復(fù)雜過程。

（4）高頻開關(guān)電源采用N+1智能化模塊冗余并聯(lián)組合供電，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，即如果N個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。當(dāng)少數(shù)模塊出現(xiàn)了故障時，可在帶電狀態(tài)下進(jìn)行更換，同時并不會使系統(tǒng)的正常運(yùn)行收到影響，擴(kuò)容維護(hù)也會更加方便，供電質(zhì)量和技術(shù)參數(shù)明顯提高。

（5）高頻開關(guān)電源的穩(wěn)流、穩(wěn)壓精度都很優(yōu)良，其產(chǎn)生的誤差正常情況下≤±0.5%，因此可有效避免對蓄電池的過充和欠充，保證了蓄電池的最佳運(yùn)行狀態(tài)。

（6）高效、節(jié)能，工作效率達(dá)到90%以上，工作工程中任意電壓的電流比均可保持線性匹配。

3　基本要求及注意事項(xiàng)

智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的可靠性和壽命長短及機(jī)組的控制和保護(hù)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，與直流系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)的好壞息息相關(guān)。因此，要采用多種方式，維護(hù)和使用好智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)。

選用可靠性高的智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的整流設(shè)備，高頻開關(guān)電源系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)要控制在一定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，不可隨意改變。

高頻開關(guān)電源系統(tǒng)能正常工作的環(huán)境溫度是-5～+40℃，溫度超過規(guī)定值，電子元件的特性將發(fā)生變化，因此，冬季不得開啟空調(diào)運(yùn)行。

高頻開關(guān)的室內(nèi)要干凈、少塵，否則，灰塵加上潮濕的環(huán)境易引起主機(jī)紊亂。

高頻開關(guān)電源系統(tǒng)中設(shè)置的參數(shù)在使用中不能隨意改變，必須控制在規(guī)定的指標(biāo)內(nèi)。

蓄電池應(yīng)保證在浮充工作狀態(tài)和放電測試狀態(tài)時的電壓、電流均符合規(guī)定要求。以免電流、電壓過高或過低而導(dǎo)致的熱失控或電池虧電對電池使用壽命的影響。

由于電池的循環(huán)壽命和放電深度有關(guān)，所以在任何情況下都應(yīng)防止電池短路或放電過度。放電過深會導(dǎo)致循環(huán)壽命縮短。通常，在放電檢修及容量試驗(yàn)中，放電能達(dá)到容量的30%～50%就符合標(biāo)準(zhǔn)。

為了保證人身和設(shè)備的安全，要特別注意改接、裝卸導(dǎo)電連接線、輸出線的安全，在工作過程中，應(yīng)做好工具的絕緣措施。

為避免電池極板的變形，蓄電池在使用過程中不能大電流充放電，否則，會造成電池內(nèi)阻增大甚至容量下降，影響使用壽命。

直流電源系統(tǒng)不能在滿負(fù)載情況下運(yùn)行過長時間，也不能隨意增加功率大的設(shè)備，以免造成整流模塊出現(xiàn)故障，影響變流器的正常工作。

4　維護(hù)管理

智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，要先查明是哪部分的原因，從而進(jìn)行不同的維護(hù)管理。

4.1高頻開關(guān)電源部分

高頻開關(guān)電源在正常工作的狀態(tài)下，要做好防塵、除塵工作，特別是一些地區(qū)氣候干燥容易導(dǎo)致灰塵堆積，影響器件散熱。而機(jī)內(nèi)的灰塵沉積到一定數(shù)量時，遇到潮濕的空氣會導(dǎo)致主機(jī)紊亂，告警不準(zhǔn)確，從而造成工作失常。因此，每季度最好進(jìn)行一次徹底清潔，并對各連接件和插接件進(jìn)行檢查，排除接觸不良和松動等情況。

為避免均充與浮充狀態(tài)下智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)不能隨意轉(zhuǎn)換，從而損壞蓄電池，每半年應(yīng)對系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢查。

如果主機(jī)出現(xiàn)熔斷保險、擊穿器件等故障，要先查明原因，將故障排除，然后重新啟動，以免發(fā)生更大的故障，造成惡劣影響。

智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)中設(shè)置的參數(shù)不能人為或無意改變，因此，應(yīng)定期核實(shí)參數(shù)。

4.2免維護(hù)蓄電池部分

目前蓄電池組采用的免維護(hù)電池只是免除了往常的測比重、添加蒸餾水、配制電解液等工作，對蓄電池進(jìn)行日常的維護(hù)檢修還是非常必要的。蓄電池應(yīng)至少每年進(jìn)行一次放電。放電前為了保障整組蓄電池性能的均衡，應(yīng)先對電池組進(jìn)行均衡充電。放電過程中如有一只達(dá)到了放電終止電壓就應(yīng)停止放電。如果要繼續(xù)，就要先排除落后電池。

另外，蓄電池在日常維護(hù)過程中還應(yīng)注重以下幾個項(xiàng)目的檢查：檢查連接處有無松動腐蝕，外觀是否完好；檢測端電壓、溫度；檢查極柱、安全閥四周是否有酸霧逸出現(xiàn)象；及時處理檢測出現(xiàn)問題的電池，及時更換不能恢復(fù)的蓄電池；對壽命已到的電池組要及時更換，不同容量、不同性能的電池不能聯(lián)在一起，以免影響到整個電源系統(tǒng)。

4.3開關(guān)電源常見故障排除方法

（1）工作指示燈正常，電流電壓無法調(diào)動。優(yōu)先檢查穩(wěn)壓限流及穩(wěn)流限壓旋鈕是否已經(jīng)調(diào)至最小位置?？梢杂冒逊€(wěn)壓限流、穩(wěn)流限壓旋鈕按電鍍工藝要求旋至合適位置的方法來排除此故障。

（2）工作時，工作指示燈正常，突然沒有電流輸出。主要檢查從電源輸出端至電鍍槽是否存在斷路?？捎酶鼡Q或重新連接好連接線的方法來排除此類故障。

（3）開機(jī)電源指示燈不亮。優(yōu)先檢測電源是否已經(jīng)連接，閘刀是否已經(jīng)閉合三相電源通電時檢測其是否存在缺相情況?？梢杂媒雍秒娫矗]合閘刀的方法來排除此類故障。

（4）電源指示燈以及風(fēng)機(jī)正常時，工作指示燈不亮。優(yōu)先檢測啟動開關(guān)是否在啟動位置。啟動開關(guān)在啟動位置時，整機(jī)不工作，可以用再撥動一次啟動開關(guān)至啟動位置方法來排除此類故障。

（5）按無誤操作程序開機(jī)時，保護(hù)指示燈持續(xù)閃爍。優(yōu)先檢查工作環(huán)境的溫度是否過高，風(fēng)機(jī)是否工作正常，可通過排除風(fēng)機(jī)故障來改善通風(fēng)條件、檢查輸入電壓是否在正常范圍之內(nèi)、有無過壓、欠壓情況存在、三相輸入時有無缺相的方式方法排除配電線路的供電故障，然后按照開機(jī)程序重新啟動；檢查電源整流管是否有短路情況，可以用更換整流管的方法排除此故障；檢查瞬間過流保護(hù)是否正常，可用重新開機(jī)啟動后檢測電源能否正常工作的方法排除此類故障；檢查功率器件是否有損壞情況，輸入整流模塊是否有損壞，可用更換同型號的功率器件，檢測驅(qū)動電路是否存在損壞的方式來排除此類故障，如果有更換輸入電鍍整流器模塊即可。

（6）工作時，突然失去電流輸出，保護(hù)指示燈持續(xù)閃爍。檢查工作環(huán)境溫度過高情況，風(fēng)機(jī)是否工作正常，可通過排除風(fēng)機(jī)故障的方式改善通風(fēng)條件；檢測輸入電壓正常與否，有無過壓、欠壓情況、三相輸入時是否有缺相情況的方式方法排除配電線路供電故障，按照正常開機(jī)程序重新啟動開機(jī)；檢查電源整流管是否有短路情況，可以用更換整流管的方法排除此類故障；檢查是否存在瞬間過流保護(hù)，可用重新開機(jī)后檢測電源正常工作情況的方法排除此類故障；檢查功率器件是否有損壞，輸入整流模塊有無損壞，用更換同型號功率器件，檢查驅(qū)動電路是否有損壞的方式方法排除此類故障，如果存在則用更換輸入電鍍整流器模塊方法排除故障。

（7）開關(guān)電源損壞，IGBT模塊損壞。檢查機(jī)器是否受潮而局部漏電導(dǎo)致模塊炸裂，可以用清潔干燥機(jī)器，更換受損元件方法排除此故障；檢查散熱器上的熱保護(hù)雙金屬片是否存在未斷開的情況導(dǎo)致熱損，可以用更換開關(guān)電源、GBT模塊、熱保護(hù)雙金屬片的方法排除此類故障。

結(jié)語

隨著開關(guān)電源技術(shù)的日益成熟，智能高頻開關(guān)電源做為集計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用，經(jīng)過不斷的運(yùn)行考驗(yàn)，性能方面也已逐漸趨于穩(wěn)定和成熟。高頻開關(guān)電源的優(yōu)良技術(shù)性能以及優(yōu)越的性價比，使其正將成為直流電源的首選換代產(chǎn)品。誠然再優(yōu)良的設(shè)備都存在其壽命期，都會出現(xiàn)各種的故障，切不可因其高智能、免維護(hù)忽視了本應(yīng)當(dāng)進(jìn)行的正常維護(hù)工作，因此，要做好對設(shè)備的維護(hù)與管理工作，不斷提高開關(guān)電源的維護(hù)質(zhì)量與管理水平，保障延長設(shè)備使用壽命并減少故障的發(fā)生，用預(yù)防來為安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

審稿人：嚴(yán)志剛內(nèi)蒙古新聞出版廣電局包頭廣播發(fā)射中心臺正高級工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

【中圖分類號】G221

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】C

【文章編號】2096-0751（2016）01-0021-03

作者簡介：高楷軒內(nèi)蒙古新聞出版廣電局839臺助理工程師鄭明紅內(nèi)蒙古新聞出版廣電局機(jī)關(guān)事務(wù)服務(wù)中心助理工程師