变电站监控后台使用直流电源的应用 |
| 2012-10-13 20:46 作者：刘配腾，胡传道 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网10月13日讯】据《科技与生活》杂志2012年第15期载文称，变电站监控后台电源一般使用交流主供，直流辅助供电。在实际工作中，逆变器装置故障率较大，同样影响到监控后台电源的可靠性，本文就以计算机、液晶显示器，直接使用220伏直流电压供电进行分析。
关键词后台电源；直流供电；应用
吉安供电公司变电运行分公司所辖的变电站共有33座，其中220kV变电站有5座，为了保证后台监控供电的可靠，都加装了一套或二套逆变器电源。当系统220伏交流处于正常时，经过逆变器内的旁路开关连接，直接输出220伏交流电压、在系统220伏交流失电或故障时，逆变器早就将220伏直流逆变成了220伏交流电压，通过逆变器内的自动装置输到监控后台，后台监控始终得到的是220伏交流电压供电。按理来讲，后台监控电源应该是很可靠的，但是遇到过因逆变器电源本身运行不稳或本身故障损坏，引起后台监控无电失去监控、五防与后台监控无法对应操作现象。逆变器在日常运行过程中从安全上讲多了个故障点，从可靠性讲又不很稳定，从经济上讲增加了费用，同时给运行人员增加了维护工作量，还给检修人员增加了设备维护检修的工作，还因逆变器的运行增加了直流负载损耗。
1计算机和显示器直接用220伏直流供电概述
计算机、液晶显示器直接用220伏直流供电，首先要了解计算机主机、液晶显示器供电电路，是怎样供电的。根据计算机主机、液晶显示器电路图看，首先是将市电（220V交流电）进入电源，先由扼流线圈和电容滤波去除高频杂波和干扰信号，经过桥式整流二极管整流和电容滤波得到300伏直流电压，然后进入电源开关管及开关管旁路激励电路并与铁氧化体磁芯高频变压器上的一次绕组线圈连接，开关管在开关管旁路激励电路激励下与铁氧化体磁芯高频变压器上的一次绕组线圈产生震荡，使铁氧化体磁芯高频变压器上的二次绕组线圈感应出频率较高交流电压，再由整流二极管整流经电容滤波和稳压电路稳压、经校正变压器校正后还由电容滤波，最后得到计算机所需的纯净的12伏、5伏、3.3伏低压直流电压，这就是开关电源的工作过程。从电脑主机和显示器开关电源电路中的电路看，直接接入220伏直流电源到电路中的桥式整流二极管后，桥式整流中的二极管不是起整流作用，而是发挥二极管正向导通、反向阻止的唯一特性来保护电路中的电器元件不被损坏；也就防止了输入220伏直流电压不被因正负极没接对，造成有正负极极性的电解电容过热爆炸，及其他电路元件损坏故障。所以利用开关电源电路中用红色框着中的桥式整流二极管，直接接入220伏直流电源就不需要核对正负极，左右可任意接。也就象接入220伏交流电压一样，不需打开计算机的机箱和显示器的外壳改动任何电路，不必增加任何东西，就这么简单、方便。
2计算机和显示器直接用220伏直流供电的应用
首先简单按桥式整流接线图要求，做一个桥式整流接线一样的桥式整流实物接到220伏交流电压上，通过桥式整流堆整流，得到的220伏直流电压，直接接入计算机和显示器上，看是否能正常工作。现就用做好的桥式整流接线实物接入到220伏交流前，先测220伏交流电插座上的交流电压，测的当时220伏交流插座输出的交流电压为222.3伏。再用桥式整流接线实物插在222.3伏交流插座上，在桥式整流实物输出端测到的直流电压为212.9伏。现在将桥式整流实物输出端直流电压212.9伏分别接入计算机和显示器上开机运行都很正常。有人提出变电站保护动作最低动作电压是180伏，计算机在180伏的情况下是否能正常开机运行呢？我现就用半波整流接线原理再做一个半波整流接线实物就能得到100伏到110伏范围的直流电压。计算机和显示器接上102.5伏直流电压，计算机和显示器开机运行都运行正常。通过试验证明，全波桥式整流或半波整流输出的直流电压给计算机和显示器供电都能正常运行，这就足以说明计算机和显示器的开关电源电路用电范围之宽、还有交直流直接用电的双重特性。而变电站的直流母线电压都在220伏，电压质量稳定，不至于掉到180伏，而计算机及显示器输入电压范围为100-240伏间，可见计算机和显示器直接用直流供电没有一点问题。最后真正将计算机主机和显示器直接接在变电站220伏蓄电池与充电装置并列运行的直流电压输出端子上，也就是真正接到变电站直流母线电压系统上进行开机运行试验。按接在220伏蓄电池与充电装置并列运行的直流电压输出端子上，并测得直流电压输出端子上的直流电压是221.9伏，从而使得计算机和显示器都运行正常。
3计算机和显示器使用两种不同电源供电的安全性
其一，监控后台电源使用逆变器装置供电来讲，站交流电压正常时，逆变器装置工作分别是交流—交流（交流旁路输出），站交流电压失压时，逆变器装置工作分别是直流—交流（直流逆变成交流输出）。这个中间环节存在着交流和直流共存现象，一但防雷措施不到位，就易发生交流过电压损坏现象，还因逆变器其容量不够和本身不稳定，又会导致监控后台电源失电、可靠性差，同时又是直流电压多出的一个负载消耗点。如果监控后台供电电源直接使用直流电压作为电源，也就是直流电压直接到监控后台主机和显示器，这样就省掉了逆变器装置给监控后台供电转换的这个中间环节，也就省掉了逆变器装置转换供电多出的故障点和节省了直流电压多出的负载消耗。监控后台供电方式由原逆变器装置供电改为直接用直流电源的供电方式，二者相比较，明显可以看出哪种电源供电方式，更简单、更方便、更安全、更可靠。其二，监控后台计算机和显示器使用直流母线上的电源，作为负荷也要通过空气开关去连接，再加上计算机和显示器的开关电路自身带有过流、过压、恒温等多种保护，就和直流其它负荷一样，不存在有影响直流母线电源安全运行的因素。其三，通过以上分析和试验，监控后台计算机和显示器可以直接使用220伏的直母线电压供电，安全稳定运行更有保障。
4计算机和显示器使用两种不同电源供电的经济性
吉安供电公司变电运行分公司现有33座变是站，其中220kV变电站有5座，为了保证后台电源的可靠性，均使用一套或二套逆变器装置，这样一来，33座变电站就有48套逆变器装置，而这些逆变器装置的成本费及日常运行的维护费和故障下的检修费用，不是一笔小数目。而如今，监控后台直接使用直流来供电，不仅省去了逆变器装置的本成费，还省去了日常运行维护费及故障情况下的检修费用，同时还为运行人员减少了设备的运行维护工作，并没有了因逆变器工作时产生烦人的震荡噪音，净化了工作环境。
5结束语
总之，在我公司万安110kV变电站监控后台供电源的逆变器装置中，由于容量不够和本身不稳定，无法正常保证后台监控的可靠运行，同时又经常因逆变器装置散热和本身不稳的原因，导致监控后台中断无法监控（监屏）。现在监控后台电源直接使用直流母线电源供电后，几个月来，从未发生过因电源不稳而导致监控或五防等计算机运行不正常现象，监控后台供电电压非常稳定、监控后台运行也很正常。
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