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应用高频开关电源加快相控电源更新改造

发布时间:2016-12-01 14:32:35     浏览量:

  频开关电源和加快对传统的相控稳压电源更新或改造的必要性。

  电力系统通信的迅猛发展,使得通信设备对通信电源的要求越来越高,传统的相控稳压电源(以下简称相控电源)已不能满足现代通信对通信质量和可靠性的要求,而逐步被性能更优良的高频开关电源所取代。

  1相控电源与高频开关电源相控电源是指采用可控硅做整流器件的电源系统。其原理是交流输入电压经工频变压器降压,然后采用可控硅整流。为了保持输出电压的稳定,需要一套比较复杂的可控硅触发电路。

  高频开关稳压电源是交流输入直接整流,然后经过由功率开关器件(功率晶体管、MOS管、IGBT等)构成的逆变电路,将高压直流(单相整流约300V,三相整流约540V)变换成高频方波(20kHz以上)。高频方波经高频变压器降压得到低压的高频方波,再经整流滤波得到稳定电压的直流输出。

  2高频开关电源的性能优势2.1技术指标上的优势体积小,重量轻。高频变压器取代了相控电源中的大而笨重的工频变压器,使得电源越来越小型化、轻量化。

  工作频率高,使输出滤波电路得以小型化。

  效率高,节省能源。高频开关电源的效率一般在88~95%相控电源一般在70%以下。

  动态响应好。高频开关电源的工作频率高,对负载和电网的动态响应远远优于相控电源。

  纹波小。高频开关电源的输出纹波一般都比相控电源小。

  噪音低。高频开关电源的工作频率在人的听觉范围之外,可闻噪音要比相控电源低很多。

  扩容方便。高频开关电源一般采用模块式结构,维护、扩容比较方便。

  便于采用合理而又灵活的配置。在直流系统采用高频开关电源模块时,一般采用N+1供电方式。即在满足设计负荷所需的整流模块基础上,增加一个模块。平时N+1个模块同时供电,电流均分。当其中一个模块出现障碍时,总负荷由其他模块均分。故这种供电方式具有很高的可靠性。

  2.2智能化优势由于高频开关电源诞生于计算机技术大发展的时期,其智能化程度远远高于传统的相控电源。主要表现在能够实行三级监控,并能实现“三遥”。随着电力系统通信的迅速发展和维护体制的变化,实现通信站无人值守或少人值守是电力系统通信发展的必然趋势,使智能化更显重要。

  局站监控系统通常由设备监控单元(ESU)、局站监控管理中心(LSMC)所组成。前者由整流器监控单元,交、直流配电监控单元(ADCMU)、直流供电系统集中监控单元(CSU)等组成;后者由个人计算机(PC机)和高层管理软件组成。

  1)整流器监控单元的功能。本单元一般可以状态;控制开关机、浮充与均充转换;调整输出电压、输出限流值;故障、告警等。

  2)交、直流配电系统监控单元。本单元可以监测与控制交、直流配电系统的运行情况,如三相市电电压、电流,过、欠压,断电告警,市电油机监视,防雷器监视,缺相及不平衡监视,环境温、湿度监视,蓄电池充、放电流及温度监视,直流输出电压与总电流监测以及过、欠压告警,负载输出熔断器和蓄电池熔断器监视等。

  通过监测和判断,找出落后电池,以便及时修理、充电。

  2.3高频开关电源的经济效益优势由于高频开关电源的性能优势,其运行成本要比相控电源低很多。单从节省电费方面来看,就有很大的优势。现举例说明:假设某电源的负载功率为Po.在采用相控电源时,其功率因数为0. 85(还需外加补偿柜才能达到这一水平),效率为70%.则所需要的输入功率为但是,如果改用高频开关电源,则输入功率将大为减少。我们假设所采用的高频开关电源的功率因数为0.92(―般开关电源均能达到这一水平),效率为93%则它所需要的输入功率为我们还可计算出采用高频开关电源比相控电源电费节省百分比即采用高频开关电源能节省30%的电费。对于一个用户来说,这是一个不小的数字。例如,对于负载的电源系统,P=53.5VX200A=10.70kW.而对相控电源而言,每年的耗电量为157469.76kW°h若按0.60ScWh的电价计算每年可节省0.6X 157469.76=284万元由此可见,通信系统中采用高频开关电源对减少内耗、节省能源、降低成本是大有益处的,高频开关电源的经济效益是显而易见的。

  3结束语在电力系统通信中,现仍有较多在80年代末投入运行的相控稳压电源。综合运行质量、维护方式和经济效益等因素,我们提倡应用高频开关电源加快对原有相控电源的更新改造,这是非常必要的。

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