直流係統改造的目的和必要性
      　　
變電站的直流係統被人們稱為變電站的“心髒”，可見它在變電站中是多麼的重要。中原油田的電力係統始建於上世紀70年代末
，因受當時技術條件的限製，陸續建起的變電站直流係統設備有的為矽整流電容補償直流電源，有的為帶有鉛酸蓄電池的KGCA—50/98～360
、KGCFA—75/200～360型矽整流直流電源，有的為BZGN—20/220型鎘鎳電池直流屏。部分投運較早、運行時間較長的變電站直流設備老化嚴重，給變電站的安全、可靠運行帶來了嚴重的威脅。如某110kVbiandianzhanjiuzengyinzhiliuxitongguzhang，zaochengyuejitiaozha，daozhiquanzhanshidiandeexingshigu。qitagezhansuiweifashengdadeshigu，zongyinzhiliuxitongjingchangfashengwenti，quexianjiaoduo，youdequexianwufachuli
，zhishizhiliuxitongchangqichuyu“帶病”運行狀態
，導致給用戶無法正常供電。
      　　
隨著電力工業的迅速發展，為提高電網的供電質量，使電網安全、經濟運行
，並實現電力係統的自動化，從而對電力控製係統的關鍵設備—控製電源的要求也越來越高。而原來的直流設備均采取傳統的相控電源，效率低、紋波係數大，在電磁輻射
、熱輻射、噪聲等方麵都不盡人意。另外，監控係統不完善，采取1＋1備份方式
，對二次電路越來越先進的儀器儀表
、控製、自zi動dong化hua設she備bei很hen難nan滿man足zu其qi技ji術shu要yao求qiu。此ci外wai由you於yu相xiang控kong電dian源yuan浮fu充chong電dian壓ya易yi波bo動dong，會hui出chu現xian蓄xu電dian池chi脈mai動dong充chong放fang電dian現xian象xiang，對dui免mian維wei護hu蓄xu電dian池chi損sun害hai極ji大da，影ying響xiang電dian池chi壽shou命ming。加jia之zhi其qi它ta設she備bei改gai造zao和he新xin設she備bei的de投tou入ru
，原yuan來lai的de相xiang控kong電dian源yuan已yi遠yuan遠yuan不bu能neng滿man足zu中zhong原yuan油you田tian電dian力li係xi統tong的de需xu要yao，急ji需xu進jin行xing改gai造zao更geng換huan，才cai能neng保bao證zheng電dian氣qi設she備bei的de安an全quan運yun行xing和he平ping穩wen供gong電dian。而er智zhi能neng高gao頻pin開關電源由於其體積小，重量輕，技術指標優越
，模塊化設計，N＋1熱備份方式，便於“四遙”等優點
，已在諸多領域得到廣泛應用。上世紀90niandaiyihou，guowaixianjingongyeguojiaxinjianhuogaizaodianchanghebiandianzhanyiquanbucaiyonggaopinkaiguandianyuan，qixudianchiyiquanbucaiyongmianweihuxudianchi。weileshixianzhongyuanyoutiandianwangshebeidadaotongxingyexianjinshuipingdemubiao，genjudianwangshijiqingkuang，zhiliuxitongshebeigaizaocaiyongmuqianxianjindezhinenggaopinkaiguandianyuanxitong。

智能高頻開關電源係統的性能特點
 
為了保證智能高頻開關電源係統的質量，我們組織了多名技術人員對多個生產廠家進行了考察，了解廠家的生產工藝、規模和實驗測試手段等情況，經過“貨比三家”後，技術改造決定使用GZDW—200/220型操作電源。它是專為電力係統研製開發的新型“四遙”高頻開關電源，采取高頻軟開關技術，模塊化設計

，輸出標稱電壓為220V
，配有標準RS?232接口，易於與自動化係統對接，適用於各類變電站、發電廠和水電站使用。此設備有下列性能特點：
      　　
1）模塊化設計
，N＋1熱備，可平滑擴容。
2）監控功能完善，高智能化

，采取大屏幕液晶漢字顯示，聲光告警。
3）監控係統配有標準RS?232接口，方便接入自動化係統，實施“四遙”及無人值守。
4）對蓄電池自動管理及自動維護保養，實時監測蓄電池組的端電壓
，充
、放電電流
，自動控製均、浮充以及定期維護性均充。
5）具有電池溫度補償功能。
6）模塊可帶電插拔，更換安全方便。
7）降壓方式采取新型高頻軟開關無級雙向調壓，摒棄傳統矽堆降壓方式，輸出電壓精度高
，動態響應速度快。
8）采用最新軟開關電源技術

，采用進口器件。
   
智能高頻開關電源係統的組成及各部分作用
      　　
智能高頻開關電源係統由交流配電
，絕緣檢測，監控模塊、整流模塊、調壓模塊，直流饋電等組成。
      　　
交流配電為係統提供三相交流電源，監測三相電壓
、電流及接觸器狀態；判斷交流輸入是否滿足係統要求
，在交流輸入出現過壓、欠壓、不平衡時自動切斷有故障的一路
，並切換到另一路供電

，係統發出聲光告警。裝有每相通流量40kA
、響應速度為25μs的三相避雷器，能有效地防止雷擊對設備造成的損壞。
      　　
絕(jue)緣(yuan)監(jian)測(ce)采(cai)用(yong)進(jin)口(kou)非(fei)接(jie)觸(chu)式(shi)直(zhi)流(liu)微(wei)電(dian)流(liu)傳(chuan)感(gan)器(qi)，利(li)用(yong)正(zheng)負(fu)母(mu)線(xian)對(dui)地(di)的(de)接(jie)地(di)電(dian)阻(zu)產(chan)生(sheng)的(de)漏(lou)電(dian)流(liu)
，來(lai)測(ce)量(liang)母(mu)線(xian)對(dui)地(di)的(de)接(jie)地(di)電(dian)阻(zu)大(da)小(xiao)
，從(cong)而(er)判(pan)斷(duan)母(mu)線(xian)的(de)接(jie)地(di)故(gu)障(zhang)。這(zhe)一(yi)技(ji)術(shu)無(wu)須(xu)在(zai)母(mu)線(xian)上(shang)疊(die)加(jia)任(ren)何(he)信(xin)號(hao)
，對(dui)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)供(gong)電(dian)不(bu)會(hui)有(you)任(ren)何(he)不(bu)良(liang)影(ying)響(xiang)，徹(che)底(di)根(gen)除(chu)由(you)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)對(dui)地(di)電(dian)容(rong)所(suo)引(yin)起(qi)的(de)誤(wu)判(pan)和(he)漏(lou)判(pan)，對(dui)於(yu)微(wei)機(ji)接(jie)地(di)監(jian)測(ce)技(ji)術(shu)是(shi)一(yi)重(zhong)要(yao)突(tu)破(po)。
      　　
監控模塊是整個直流係統的控製、管(guan)理(li)核(he)心(xin)，其(qi)主(zhu)要(yao)任(ren)務(wu)是(shi)對(dui)係(xi)統(tong)中(zhong)各(ge)功(gong)能(neng)單(dan)元(yuan)和(he)蓄(xu)電(dian)池(chi)進(jin)行(xing)長(chang)期(qi)自(zi)動(dong)監(jian)測(ce)，獲(huo)取(qu)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)各(ge)種(zhong)運(yun)行(xing)參(can)數(shu)和(he)狀(zhuang)態(tai)

，根(gen)據(ju)測(ce)量(liang)數(shu)據(ju)及(ji)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)實(shi)時(shi)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)，並(bing)以(yi)此(ci)為(wei)依(yi)據(ju)對(dui)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)，實(shi)現(xian)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)的(de)全(quan)自(zi)動(dong)精(jing)確(que)管(guan)理(li)，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)
，保(bao)證(zheng)其(qi)工(gong)作(zuo)的(de)連(lian)續(xu)性(xing)、安全性和可靠性。具有“遙測

、遙信

、遙控
、遙調”四遙功能，配有標準RS?232接口
，方便納入電站自動化係統
 
整流模塊為合閘母線、控製母線提供正常的負荷電流，本身具有LCD漢字顯示
、操作鍵盤，模塊工作狀態和工作參數一目了然，可以帶電插拔，具有軟件較準，自主均流
、ZVS軟開關技術。
      　　
調壓模塊無論合閘母線電壓如何變化
，輸出電壓都被穩定控製在220（1±0.5％）V，具有帶電拔插技術、軟開關技術和雙向調壓特性。
      　　
直流饋電設有控製輸出

、合閘輸出、電池輸入、閃光

、事故照明、48V電源輸出等。控製母線有三種途徑供電，確保控製母線供電安全可靠。配有智能直流監控單元
，可測量母線電壓、電流及開關狀態等。
      　　
電池巡檢儀對電池電壓進行實時監測，將信息及時反饋到監控模塊。
      　　
蓄電池全密閉、免維護、無汙染、無腐蝕

，任何方向可放置使用，使用溫度範圍寬（－40℃～60℃）；深放電至零伏，24h內充電可恢複；可大電流放電，起動電流大，自放電率極低
，具有安全防爆排氣係統
，是理想的操作、控製不間斷電源
 
直流係統設備改造中改進的問題
      　　
1）改進了新設備直流饋出線部分的不合理布置。為節省投資
，我們利用原來直流係統的控製、信(xin)號(hao)及(ji)合(he)閘(zha)電(dian)路(lu)的(de)出(chu)線(xian)，但(dan)與(yu)新(xin)設(she)備(bei)饋(kui)出(chu)線(xian)的(de)位(wei)置(zhi)及(ji)大(da)小(xiao)都(dou)不(bu)相(xiang)適(shi)應(ying)，為(wei)此(ci)，我(wo)們(men)對(dui)新(xin)設(she)備(bei)直(zhi)流(liu)饋(kui)出(chu)線(xian)部(bu)分(fen)按(an)現(xian)場(chang)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)進(jin)行(xing)了(le)改(gai)造(zao)，使(shi)安(an)裝(zhuang)更(geng)加(jia)容(rong)易(yi)，布(bu)線(xian)更(geng)為(wei)合(he)理(li)
，運(yun)行(xing)更(geng)加(jia)可(ke)靠(kao)
2）添加了蓄電池的放電電路。
3）結合中原油田電網實際

，對設備出廠時參數設置的不適應之處進行了改變，保證設備運行後更加可靠。
4）對閃光繼電器等電氣元件安裝位置進行了調整。原元件安裝位置不盡合理
，損壞後不便維護、更換
，改造後的位置便於維護，省時省力。　　
5）對模塊監控單元、直流監控單元
、交流監控單元進行了改進，增加了防護蓋以防短路、灰塵進入等。

智能高頻開關電源係統應用情況
      　　
改造後的直流係統設備經過兩年來的運行，技術指標合理
，各項參數顯示正確，操作方便、直(zhi)觀(guan)，自(zi)動(dong)化(hua)程(cheng)度(du)高(gao)，維(wei)護(hu)工(gong)作(zuo)量(liang)大(da)幅(fu)度(du)減(jian)少(shao)，設(she)備(bei)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)齊(qi)全(quan)，能(neng)可(ke)靠(kao)動(dong)作(zuo)。反(fan)映(ying)故(gu)障(zhang)及(ji)時(shi)且(qie)準(zhun)確(que)無(wu)誤(wu)，對(dui)電(dian)池(chi)能(neng)自(zi)動(dong)管(guan)理(li)無(wu)須(xu)專(zhuan)人(ren)維(wei)護(hu)，設(she)備(bei)運(yun)行(xing)穩(wen)定(ding)可(ke)靠(kao)，從(cong)未(wei)發(fa)生(sheng)影(ying)響(xiang)正(zheng)常(chang)供(gong)電(dian)的(de)現(xian)象(xiang)。
      　　
改造後的直流係統與原來的直流係統相比較，性能穩定


，精度高，安全、可靠，保證了油田的油氣生產，居民生活及醫院
、道dao路lu等deng的de用yong電dian，降jiang低di了le噪zao音yin，改gai善shan了le值zhi班ban人ren員yuan的de工gong作zuo環huan境jing，確que保bao了le變bian電dian設she備bei安an全quan可ke靠kao運yun行xing

，產chan生sheng了le明ming顯xian的de經jing濟ji效xiao益yi和he社she會hui效xiao益yi
，主zhu要yao體ti現xian在zai以yi下xia幾ji個ge方fang麵mian：
      　　
1）原yuan來lai的de相xiang控kong電dian源yuan紋wen波bo係xi數shu大da，其qi輸shu出chu含han有you的de交jiao流liu成cheng份fen較jiao大da。尤you其qi是shi趙zhao村cun變bian電dian所suo最zui為wei明ming顯xian，交jiao流liu成cheng份fen含han量liang更geng高gao，對dui二er次ci設she備bei影ying響xiang最zui大da，造zao成cheng二er次ci設she備bei誤wu動dong、損壞、甚至有的設備無法正常工作。而改造後的智能高頻開關電源紋波係數很小，輸出特別穩定。
      　　
2）原(yuan)來(lai)的(de)相(xiang)控(kong)電(dian)源(yuan)采(cai)用(yong)矽(gui)堆(dui)調(tiao)壓(ya)，矽(gui)降(jiang)壓(ya)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)慢(man)，反(fan)應(ying)時(shi)間(jian)為(wei)幾(ji)十(shi)毫(hao)秒(miao)，輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)突(tu)變(bian)時(shi)在(zai)輸(shu)出(chu)上(shang)會(hui)產(chan)生(sheng)很(hen)大(da)的(de)衝(chong)擊(ji)，因(yin)衝(chong)擊(ji)不(bu)穩(wen)定(ding)而(er)易(yi)燒(shao)壞(huai)二(er)次(ci)設(she)備(bei)。而(er)改(gai)造(zao)後(hou)的(de)高(gao)頻(pin)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)采(cai)用(yong)無(wu)級(ji)調(tiao)壓(ya)方(fang)式(shi)，響(xiang)應(ying)速(su)度(du)快(kuai)，輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)突(tu)變(bian)時(shi)

，模(mo)塊(kuai)在(zai)200μs內調整完成，過衝小於5％。
      　　
3）原來的相控電源充電機、浮(fu)充(chong)機(ji)等(deng)噪(zao)音(yin)較(jiao)大(da)
，且(qie)無(wu)降(jiang)溫(wen)措(cuo)施(shi)，有(you)的(de)變(bian)電(dian)站(zhan)浮(fu)充(chong)機(ji)發(fa)熱(re)嚴(yan)重(zhong)。而(er)改(gai)造(zao)後(hou)的(de)智(zhi)能(neng)高(gao)頻(pin)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)噪(zao)音(yin)小(xiao)
，模(mo)塊(kuai)采(cai)用(yong)優(you)質(zhi)風(feng)機(ji)降(jiang)溫(wen)，保(bao)證(zheng)了(le)模(mo)塊(kuai)元(yuan)器(qi)件(jian)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)
，使(shi)值(zhi)班(ban)人(ren)員(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)大(da)大(da)改(gai)善(shan)。
      　　
4）原來用的是鉛酸電池或鎘鎳電池，既需要專門設置蓄電池工進行維護、保養，還需要配備維護電池用的有關容器、儀表、原料、蒸餾鍋、蒸餾水等。而改造後用的是美國“理士”免維護電池，平時不需要進行一係列的維護工作
，減少了人力物力。
      　　
5）原來的相控電源功率因數低，一般在0.7以下
，效率在60％左右
，而改造後的智能高頻開關電源功率因數達0.9以上
，效率高達94％以上。
      　
6）原來的相控電源經常出現故障，有時因無法操作送電而造成原油生產損失，如1997年9月23日某110kV變電所因直流係統故障造成越級跳閘，全站失電
，燒毀35kV線路3公裏，其經濟損失高達400多萬元；近幾年直流係統經常出現各種故障給油氣生產造成了很大的損失，同時也給居民用戶生活帶來不便、給工業用戶帶來巨大的經濟損失。而改造成智能高頻開關電源後
，直流係統至今未發生任何事故，供電更加可靠
      　　
7）改造後的智能高頻開關電源具有48V電源出口
，為變電站的通訊網絡等提供了電源，不必另外購置專門的48V電源，減少了設備的投資和占用空間
      　　
8）改造後的控製母線有下述三種途徑供電，確保了控製母線供電安全可靠
，做到了萬無一失。
—在交流電正常時，控製母線可由整流模塊直接供電；
——在交流失電時，由降壓模塊供電；
——從電池90％電壓處通過二極管供電到控製母線。

由於改造後的智能高頻開關電源係統性能穩定，精度高
，安全、kekaoxinggengqiang，chuangxindianduo

，shoudaolelianghaodexiaoguo，qudelemingxiandeshehuihejingjixiaoyi，weizhongyuanyoutiandeyouqishengchanjiqitafuhetigonglekekaodedianlibaozhang。tongshiyeweibiandianzhanshixianzidonghuadiandinglejichu。