分析高频开关直流电源存在的问题及完善措施


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在牵引变电所中,直流电源系统作为一、二次设备的唯一操作电源,其作用是非常重要的。MK-80A型高频开关直流电源虽属于比较先进、功能比较齐全的智能型直流电源之一,但在实际应用中存在一些问题,造成直流电源内部直流接地、交流自投回路工作不正常等异常现象的发生,直接影响着一、二次设备的倒闸操作和正常运行。

  1.存在的问题

  (1)在井南变电所,当向高频开关直流电源的主、备交流电源送电后,主、备交流电源之间出现了频繁投切现象,并且监控装置连续发㈩主电源低电压报警,使高频开关直流电源不能正常工作。

  (2)在高频开关直流电源丁作时,连续出现母线绝缘不良报警。利用绝缘监察开关试验,发现为直流负极接地。即使撤除所有直流电源输出开关和蓄电池,直流负极接地现象依然存在。

  (3)在蓄电池没有安装前,我们对主电源进行失压投切试验。试验结果表明,在主电源失压时,备用电源不能自动投入运行;在主电源有压后,主电源也不能自动投入运行,致使高频开关直流电源停止工作。

  2.问题的分析

  (1)主、备交流电源频繁投切的原因

  ①实际测得主电源的波动范围很大,--般二次电压变化范围在290V-425V之间,其中二次电压低于320V的次数很频繁。

  ②直流电源装置的交流电压最低整定值为323V。主、备交流电源延时投切时间为0s。
 
  ③当主电源低于323V时,直流电源装置自动投入备用电源供电;当主电源有电后(高于323V),直流电源装置自动返回主电源供电。

  从上可见,直流电源装置交流电压最低整定值(323V)在主电源电压变化范围(290V-425V)之间,根据主、备交流电源的投切原理,主、备交流电源在主电源电压波动的时候,必然会造成频繁投切的结果。

  (2)直流接地故障的原因  为了保证在蓄电池故障或撤除的情况下,高频开关直流电源能够正常工作,如附图所示,设计中为高频开关直流电源装置的自用电电源设有两路供给:一路为交流220V电源,通过整流滤波成220V直流电源,另一路为直流220V电源;然后再通过高频逆变、整流滤波后得到。经多方面的查找,发现当断开交流电源开关Q1时,直流接地现象消失。根据这一现象,查出直流电源的负极B点通过整流滤波回路与变压器T的接地点相连(B点到T的接地点之间没有任何电气隔离器件),造成了永久性接地故障。
 
  (3)主、备交流电源不能自动投入的原因  经过查找技术资料和详细分析认为,高频开关直流电源装置的自用电电源不能瞬时停电,若瞬时停电后再有电,高频开关直流电源装置仍停止工作,只有在人为重新触摸屏幕上的启动停止切换键后,才能恢复正常工作。在有蓄电池的情况下,自用电电源一直处于有电状态,因此不会出现上述问题。

  3.完善的措施

  (1)消除主、备交流电源频繁投切的方法  根据电气化铁道电压波动范围大、电压峰谷值持续时间短、瞬间短路电压降低的特点,将交流电源自动投切值整定为270V,交流电源电压过低报警值整定为323V,自动投切整定时限增加了5s的延时。

  通过修改软件程序完成上述两项措施后,避免了频繁投切现象,电压降低到323V时会发出电压降低报警信号。

  (2)消除直流电源装置直流接地的有效途径有三种方法:①在交流输入回路串联隔离变压器;②在交、直流输入回路增加双向开关;③在交流输入回路串联二极管。经过详细分析比较,认为在交流输入回路串联隔离变压器的方法最为实用,效果最好。具体方法为:在图1开关Q1与整流滤波电路之间增加1:1的隔离变压器。

  (3)消除主、备交流电源不能自动投入的方法有两种方法:①改变直流电源装置自用电电源交流输入电源的引入位置;②修改直流电源装置软件程序和硬件配置。显然,前一种方法简单有效。

  其实现手段是,将直流电源装置的自用电电源的交流输入电源从主电源回路改接到备用电源回路上。由于备用电源接的是10kY电力电源,不受牵引供电电压波动或短路故障的影响,因此当主电源失压时(蓄电池已撤除时),直流电源装置的自用电电源的交流输入电源仍然存在,备用电源会自动投入供电运行;当主电源恢复供电后,又会自动返回主电源供电。此种方法解决了在撤除蓄电池的情况下,主电源瞬间失压造成全所直流电源停电现象。


 

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