便携式逆变交流稳压电源的研制

宋峥嵘 田庆卫

（常州供电公司 江苏 常州 213003）

0 引言

2010年8月首次出现设备厂方对供电公司电气试验数据产生疑问，要求复核的情况。在调查产生电气试验数据发生误差的原因时，总结出了八大原因：安装组装不规范、天气原因、被试设备存在缺陷、现场试验电源不稳、试验仪器损坏、工作人员接线错误、试验人员技术不足、其它导致数据出错的问题。在对列出的问题进行逐个排查，得出了试验电源不稳是导致数据出现差错的根本因素。

1 现场电源的不足

1.1 不足一：现场不能保证稳压市电

由于班组在日常的工作中采用的试验电源有以下情况：1）市电；2）工地基建电源；3）发电机电源。市电是最有效的试验电源：电源220V、频率50HZ。[1]能保证试验数据的准确性。而现实中的施工场地往往在偏远的地区；或者全所停电等等情况，无法保证稳压市电提供给电气试验。

1.2 不足二：工地基建电源不稳定

基建工地，往往处于偏远地区、市电电源经过长距离输送，电压严重下降；现场电焊机、切割机等施工机具众多电源使用情况复杂，经多次检查和统计现场试验电源，电压往往只有180V-220V，频率也只能达到45HZ-48HZ。无法保证合格的试验作电源。

1.3 不足三：发电机设备陈旧

现在公司发电机主要有三种类型：G2000、HONMAX2000W和海洋王2.5kW。经过多次测验发现：空载状态下，G2000能提供出221V、51HZ的电源；HONMAX2000W能提供出232V、50HZ的电源、海洋王2.5kW能提供出238V、48HZ的电源。虽然在空载状态下，电压与频率完全符合要求。但是在实际使用过程中，由于设备陈旧，在带负荷情况下电压与频率波动较大。G2000、HONMAX2000W和海洋王2.5kW在重载情况下，电压会在180-200V、频率会在43-48HZ波动。采用小型发电机电源也并不能完全满足合格试验电源的要求。

针对以上出现的情况，研制出一种适用于复杂施工情况下能提供出稳定电源的设备势在必行。

2 便携式逆变电源的体系结构

2.1 直流电源

公司每年都有交直流系统改造，积累了很多此类退役设备。所以考虑对公司变电所内闲置、废弃、损坏的逆变器维修，并加以利用。公司变电所的UPS电源都是有一个个蓄电池组成，其容量大都为10VA，试验设备中功率最大的大电流发生器最大电流输出要求为10A，使用2个蓄电池，以保证试验电源的容量足够设备的使用。

2.2 逆变电源箱的插座设计

电源箱表面由：交流输出指示灯、直流输出指示灯、交流输出插座、直流输出插座、蓄电池开关五个部分组成。蓄电池开关是控制电源输出的总插座。交流输出插座和交流输出指示灯配合指示交流电源的使用情况。直流输出插座和直流输出指示灯配合指示直流电源的使用情况。

2.3 逆变电源的设计原理

主电源由2个10VA的蓄电池组成。通过逆变电源板，生成220V、50HZ的交流电源和110V的直流电源。全部电源通过蓄电池总开关引出至交流输出插座和直流输出插座。并且通过继电器接点，并联交流电源指示灯和直流电源指示灯。在电池容量消耗之后，通过交流电源逆向充电。[2]

3 便携式逆变电源的使用

3.1 对反时限继电器进行校验，对比市电与逆变电源的差异

通过对同一个继电器的五次测试数据如下：

序号 继电器型号采用市电得出的数据 采用逆变电源得出的数据动作电流 动作时间 动作电流 动作时间1 GL-15 7.5A 750ms 7.5A 760ms 2 GL-15 7.5A 750ms 7.5A 760ms 3 GL-15 7.5A 760ms 7.5A 770ms 4 GL-15 7.5A 750ms 7.5A 760ms 5 GL-15 7.5A 750ms 7.5A 760ms

数据有一定的离散性，但是由于继电器本身就有一定的离散误差。根据实际校验的经验偏差属于正常范围。[3]

3.2 对目前使用最为广泛的氧化锌避雷器进行了试验

通过对同一个氧化锌避雷器的五次测试数据如下：

序号 避雷器型号采用市电得出的数据 采用逆变电源得出的数据1mA标称电压75%电压下的电流 1mA标称电压 75%电压下的电流1 HY5WZ-17/45 26.1kV 5mA 26.1kV 5mA 2 HY5WZ-17/45 26.2kV 6mA 26.2kV 6mA 3 HY5WZ-17/45 26.2kV 5mA 26.3kV 7mA 4 HY5WZ-17/45 26.1kV 5mA 26.2kV 6mA 5 HY5WZ-17/45 26.2kV 6mA 26.2kV 6mA

数据的离散性几乎没有，所以我们认为研制的逆变电源可以满足要求。[3]

通过对GL-15继电器和氧化锌避雷器HY5WZ-17/45的试验可以看出：研制出的便携式逆变电源安全、可靠，使用方便，数据与市电几乎相同，可以推广使用，同时在试验中也发现二点不足。

4 便携式逆变电源的改进

使用中发现：由于电源由两个容量为10VA蓄电池组成，便携式逆变电源仅能工作19分钟，工作时间太短，现场长期使用性较差。将容量为10VA的蓄电池更换为4个10VA的蓄电池，使用时间能增加一倍，基本能满足一个变电所的电气试验使用要求。[4]同时在电源箱内加装隔层。分上下二层，各放入2个蓄电池。将原本位于蓄电池上侧的逆变电源板改到蓄电池侧边，同时加装隔层，用打孔机在隔层上打2孔，连接逆变电源板和蓄电池的连线由此通过，充分利用起电源箱空间。如此，整个电源箱结构紧凑。

5 便携式逆变交流稳压电源的优点

优点一：提高试验数据的准确性。

逆变交流稳压电源提供出了稳定了电压220V和频率50HZ。在一系列的测试后，最终总结出便携式逆变交流稳压电源在输出的稳定性、可靠性上能够达到要求。试验出的数据与市电相符。

优点二：成本低廉。

便携式逆变交流稳压电源都是由陈旧变电所淘汰设备组装而成。几乎没有任何成本，在损坏后的配件都是由旧设备而来，维护成本低。而市场上买一个逆变交流稳压电源箱至少一万元以上。出现问题后只能邮寄给厂家维修。维修耗时长，费用贵。

6 结束语

针对35kV及以下用户电气试验数据不准确的特点。研制出便携式逆变交流稳压电源，使用简单，提高了工作效率，提升了优质服务水平。将来可以对电源箱进一步改进以使得该电源能一边充电一边使用。该电源箱的使用将更加可靠、有效。

［1］电力行业职业技能鉴定指导中心.电气试验[M].北京：中国电力出版社，2002.

［2］国家电网公司.电力安全工作规程[M].北京：中国电力出版社，2009.

［3］国家电网公司.输变电工程标准工艺[M].北京：中国电力出版社，2010.

［4］国家电网公司.电力安全工作规程：高压试验室部分[M].北京：中国电力出版社，2012.