變電站智能高頻開關電源系統的維護

1??? 概述

??? 供給變電站二次電路的電源稱為操作電源。操作電源主要向控制、保護、信號、自動裝置電路供電，同時還作為事故照明電源。

??? 傳統的操作電源有交流操作電源、硅整流型直流操作電源、蓄電池直流操作電源。交流操作電源因執行交流操作的繼電器，以及斷路器交流合閘的操動機構可靠性低于直流電源，一般僅用于小型配電房。硅整流型直流操作電源因不能解決事故照明和事故緊急處理的問題，只能在不重要的小型變電站中應用。蓄電池直流操作電源的可靠性高，在電力系統中被廣泛應用，但其充電設備存在效率不高、功率因素低、紋波大，以及電池保持容量低、壽命短等問題。目前我國許多變電站所使用的直流電源設備，由于受變壓器或晶閘管自身參數的限制，直流操作電源存在很多不足之處，例如：初充電流、浮充電流不穩，系統紋波電壓過高，控制特性不佳，不便于同計算機系統配接實現監控等；充電設備與蓄電池并聯運行，當浮充電電源紋波系數較大，浮充電壓波動或偏低時，會出現蓄電池脈動充電、放電現象，造成蓄電池組或單體的過早損壞；還存在體積龐大，效率不高，1＋1冗余投資大等不足，應該說已遠遠不能滿足飛速發展的電力工業的需要，逐步將被具有體積小、重量輕、效率高、紋波系數小、動態響應快、控制精度高、模塊可疊加輸出、N＋1冗余等特點的智能高頻開關電源系統所替代。后者將整流器、調壓裝置、饋出電路、保護告警電路及監控系統有機地結合在一起，通過計算機管理，有效地解決了以往直流操作電源的缺陷。

??? 變電站配備的智能高頻開關電源系統，包括開關整流設備、閥控式鉛酸免維護蓄電池、直流饋電柜等，雖然設備不多，但它卻獨當一面，是保障電網供電穩定和連續性的重要設備。這些設備維護得好壞，不僅關系到智能高頻開關電源系統的可靠性和壽命，而且直接涉及到電網的平穩運行。可見，維護和使用好智能高頻開關電源系統是非常重要的。

2??? 基本要求及注意事項

??? 為保證變電站直流電源系統的可靠性，有條件的應盡量從兩個不同的地方引入交流輸入電源，并且兩路交流電源具有自動倒換的功能；要選用可靠性高的智能化、標準化高頻開關整流設備，在實施過程中，要以可靠性、實用性為基本原則，宜簡勿繁；采用模塊化、熱插拔式結構以便于更換；實施集中監控管理，并合理配置備份設備。

??? 任何新技術、新設備未經充分驗證和試運行，絕不得進入供電系統。要不斷提高維護技術水平，采用集中維護、遠程遙信、遙測維護等手段；要經常分析運行參數，預測故障發生的時間和部位，作好事故預想，發現缺陷及時排除。

??? 智能高頻開關電源系統設備，其智能化程度高，電池采用免維護蓄電池，雖然給我們帶來了許多便利，但在使用過程中要注意以下幾個方面，以確保使用安全。

??? ——高頻開關電源系統對環境溫度要求不高，在－5～＋40℃都能正常工作，但要求室內清潔、少塵，否則，灰塵加上潮濕會引起主機工作紊亂。蓄電池則對溫度要求較高，標準使用溫度為25℃，建議溫度范圍＋15～＋30℃。若溫度太低，會使蓄電池容量下降，溫度每下降1℃，其容量下降1％；蓄電池放電容量會隨溫度升高而增加，但壽命降低，如果在高溫下長期使用，溫度每增高10℃，電池壽命約降低一半。

??? ——高頻開關電源系統中設置的參數必須控制在規定指標內，在使用中不能隨意改變。

??? ——直流電源系統在使用中要避免隨意增加大功率的額外設備（負載），也不允許在滿負載狀態下長期運行。因為，工作性質決定了直流操作電源系統幾乎是在不間斷狀態下運行的，增加大功率負載或在基本滿載狀態下工作，都會造成整流模塊出故障，嚴重時將損壞變換器。

??? ——由于蓄電池組輸出電流很大，存在電擊危險，因此裝卸、改接導電連接條（線）、輸出線時應特別注意安全，使用的工具應采取絕緣措施，以保證人身和設備安全。

??? ——不論是在浮充工作狀態還是在放電檢修測試狀態，都要保證電壓、電流符合規定要求。電壓或電流過高可能會造成電池的熱失控或失水，電壓或電流過小會造成電池虧電，這都會影響電池的使用壽命，尤其是前者的影響更大。

??? ——在任何情況下都應防止電池短路或深度放電，因為電池的循環壽命和放電深度有關。放電深度越深循環壽命越短。在容量試驗或放電檢修中，通常放電達到容量的30％～50％就可以了。

??? ——蓄電池應避免大電流充放電，否則會造成電池極板膨脹變形，使得極板活性物質脫落，電池內阻增大并且溫度升高，嚴重時將造成容量下降，壽命提前終止。

??? ——閥控式密封蓄電池是貧液式電池，無法進行電解液比重測量，所以如何判定它的好壞，目前最可靠的方法還是放電法，也可以用電導儀測電池的內阻來判定閥控式密封蓄電池的好壞，但準確性較差。

3??? 維護管理

??? 當智能高頻開關電源系統出現故障時，應先查明原因，分清是負載部分還是電源系統，是主機還是電池組。雖說開關電源系統主機有故障自檢功能，但它對面而不對點，更換配件很方便，但要維修故障點，仍須做大量的分析、檢測工作。如果自檢部分發生故障，顯示的故障內容也可能有誤。

3.1??? 高頻開關電源部分

??? 高頻開關電源在正常使用情況下，主機的維護工作量很少，主要是防塵和定期除塵。特別是氣候干燥的地區，空氣中的灰粒較多，灰塵將在機內（主要在整流模塊內）沉積，當遇空氣潮濕時會引起主機控制紊亂造成主機工作失常，并發生不準確告警，另外大量灰塵也會造成器件散熱不好。

??? 一般每季度應徹底清潔一次，同時在除塵時檢查各連接件和插接件有無松動和接觸不良的情況。

??? 定期核實智能高頻開關電源系統的參數有無變化，防止人為或無意中改變所設置的參數。

??? 每半年應對智能高頻開關電源系統的運行方式進行實驗檢查，以防止均充狀態與浮充狀態不能及時轉換而造成對蓄電池的損壞。

??? 檢查主機設備是否正常，保證直流母線經常保持合格的電壓和電池的放電容量；

??? 對主機出現擊穿、熔斷保險或燒毀器件的故障，一定要查明原因并排除故障后才能重新啟動，否則會造成更嚴重的故障。

3.2??? 免維護蓄電池部分

??? 因整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。蓄電池除有存儲直流電能的功能外，其等效電容量的大小與蓄電池容量大小成正比。因此，維護檢修蓄電池的工作是非常重要的，雖說蓄電池組目前都采用了免維護電池，但這只是免除了以往的測比重、配制電解液、添加蒸餾水的工作。因工作狀態和不正常工作狀態對蓄電池造成的影響沒有變，所以電源系統維護工作的重點還在蓄電池部分。

??? 蓄電池工作在浮充狀態，至少每年進行一次放電。放電前應先對電池組進行均衡充電，以達到整組蓄電池性能的均衡。放電過程中如有一只達到放電終止電壓時，應停止放電，繼續放電須先排除落后電池后再放。

??? 核對性放電不是追求放出容量的多少，而是發現和處理落后電池，通過對落后電池的處理再作核對性放電實驗，這樣可防止事故和出現反極性蓄電池。

??? 日常維護中也可在一組電池中選用8～10只蓄電池作為標示電池，對其進行定期測量并做好記錄，作為了解整組蓄電池工作情況的參考依據。

??? 蓄電池日常維護還需經常檢查的項目有：清潔并檢測端電壓、溫度；連接處有無松動腐蝕現象，檢測連接條壓降；外觀是否完好，有無鼓肚變形和滲漏現象；極柱、安全閥周圍是否有酸霧逸出；當發現電壓反極性、壓降大、壓差大和酸霧泄漏的電池時，應及時處理，對不能恢復的蓄電池要及時更換；不能把不同容量、不同性能、不同廠家的電池聯在一起，否則可能會對整組蓄電池帶來不利影響。對壽命已到的電池組要及時更換，以免影響到電源系統和設備主機。

4??? 結語

??? 再好的設備都有壽命期，也會出現各類故障，但維護工作做得好可以延長壽命并減少故障的發生，不要因為高智能、免維護而忽略了本應進行的維護工作，預防在任何時候都是安全運行的重要保障。