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                  微機控制高頻電源直流屏在冶金企業中應用分析

                  2021-06-11

                  隨著我國電力工業的迅速發展,各行各業對直流電源的穩定性、可靠性要求越來越高。直流電源的智能化、自動化是今后電源的發展趨勢。近年來,作為冶金企業變電站(所)中的斷路器直流操作、控制保護、信號及事故照明和電力載波等的直流電源屏,其主電路也已逐步由原來的晶閘管相控型發展為高頻開關型,而控制部分則由原來的模擬控制方式發展為由微機控制的數字控制方式。微機控制的應用使電力操作電源的運行自動化程度大大提高,并可實現四遙(遙調、遙控、遙測、遙信)聯網功能以滿足變電站無人值守的要求。本文就目前國內冶金企業中變電站(所)內微機控制高頻電源直流屏的現狀、技術水平和結構特征進行分析,并對有關實際問題進行探討。1.直流屏現狀分析傳統的直流操作和應急電源的一次回路普遍采用相控電源或磁飽和式電源,體積大、效率低、維護保養難;二次回路普遍采用以繼電器、接觸器為主的邏輯控制,或以分立元件和普通集成電路為主的模擬控制,控制水平低、精度差,且不具備與上位機通信、報表管理等功能,無法與無人值班變電站綜合自動化系統對接。近年來,電力電子技術的迅猛發展以及功率器件制造工藝技術的提高。更使高頻開關電源的可靠性及適用面大大優于相控電源和磁飽和式電源。它以體積小、重量輕、效率高、輸出紋波小、動態響應快、控制程度高、模塊可疊加輸出、+l冗余、可智能化管理等為特點,取代相控電源或磁飽和式電源已是大勢所趨。20世紀80年代后期,美國、德國等工業發達國家新建電廠和變電站的相關電源設備《雪世霉》2003年第8期已全部采用高頻開關電源,并完成了對舊電源設備的改造。鑒于目前國內市場直流屏生產廠家眾多,技術方案各異,技術水平參差不齊,所以在冶金企業中選用一種操作簡單、性能可靠、自動化程度高的微機控制高頻電源直流屏是十分必要的。2.微機控制高頻電源直流屏的結構和各部件的功能要求微機控制高頻電源直流屏主要由高頻整流模塊、微機控制裝置、控制母線調壓裝置、蓄電池及電池監測儀、絕緣監測裝置等組成。(1)高頻整流模塊高頻整流模塊采用三相四線制交流輸入,在輸入端采用先進的尖峰抑制器件。.EMI濾波電路及三相橋整流電路將三相交流輸入整流為直流,再由DC/Dc高頻電路輸出穩定、可靠、可控的直流電。它內部集成微處理器以實現數據采集、分析、運算、輸出控制的微機化,并能向監控裝置提供所需要的參數(如電流、電壓),工作狀態(正常、故障、均流狀態等)信息,并接受監控裝置的遙控、遙調指令,自動調節高頻開關的脈沖寬度,使輸出電壓電流在任何允許的情況下都能保持穩定,模塊間自動均流。開關電源的優劣直接影響著整個系統的穩定性與可靠性。同時,電源也是外部干擾引入系統的主要途徑,所以對電源處理的好壞是系統可靠運行的前提條件,有著十分重要的作用。高頻整流模塊應選用知名度高、技術力量雄厚的公司的產品。(2)微機控制裝置微機控制裝置是直流電源系統的控制中心。它主要功能有:上位通信,裝置能夠滿足變電站自動化遠動要求,具備四遙接口,協議可自由制作;本機監控,具備對各高頻整流模塊狀態控制和參數調整功能,自動控制充電方式;大屏幕漢字液晶觸摸顯示。實時監測各段的運行參數,在線調整參數等。單片微機技術的發展為進一步提高直流電源屏的技術性能并實現微機控制提供了條件。國內直流系統生產廠家有的以單片機為控制核心來實現系統的微機處理功能,由于單片機本身易受干擾,經常出現死機、程序飛車等現象,使得整個系統的可靠性不很高,運行隱患大。特別是冶金企業大量使用晶閘管整流及調速等設備產生大量的高次諧波通過導線傳輸、電磁耦合等進入電網,將嚴重影響單片機系統工作的穩定性。

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