高频开关电源系统简介及维护管理

高楷轩　郑明红.内蒙古新闻出版广电局839台　内蒙古　呼和浩特市　00050 .内蒙古新闻出版广电局机关事务服务中心　内蒙古　呼和浩特市　00050

高频开关电源系统简介及维护管理

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【摘要】随着开关电源技术的日益成熟，智能高频开关电源作为集计算机技术、控制技术、通信技术于一体的高科技产品在电力系统中发挥着越来越重要的作用。高频开关电源的优良技术性能以及优越的性价比，使其成为直流电源的首选换代产品。设备都存在寿命期，都会出现各种故障，维护工作至关重要。本文在介绍高频开关电源系统的基础上，论述了其维护管理。

【关键词】高频电源开关系统概述及特点维护管理

1　系统概述

在电力系统中，直流开关电源作为发电厂和变电站比较关键的设备之一，其包括自动装置、继电保护、灯光音响信号、事故照明及控制操作回路等电源用途于一身。常规的直流电源多采用可控硅整流型。随着电力事业的发展和技术改造，智能化的高频开关电源被不断推出，该系统具有内置微处理器，智能化程度高，有效解决了以往直流操作电源的部分缺陷。不仅极大地提高了直流电源的可靠性、稳定性，也给直流电源的检修维护工作减少了工作量，提高了工作效率，给我们带来了许多便利。

一个完整的高频开关电源系统由五部分组成：整流模块、直流配电单元、交流配电单元、监控系统以及蓄电池组。交流配电单元为高频开关电源系统提供交流电源；整流模块将交流电转换成稳定的直流电；直流配电单元是高频开关电源系统的直流输出接口部分；蓄电池组为高频开关电源系统提供存储的能源；监控系统的实时监测和控制所有高频开关电源系统的正常运行，其中包含有三相交流供电状态、蓄电池组以及整流模块的电流、整流、电压模块运行状态等。

高频开关电源整流器，其工作原理是：当交流电源接入整流模块后，经滤波和三相全波整流器以后变成直流电，之后再接入高频逆变回路，把直流电转换为高频交流电，最后经过高频变压器、滤波器、整流桥后输出平稳的直流电。当高频开关电源系统正常运行时，充电机的输出和蓄电池组并联运行，为经常性负荷进行供电。

2　系统特点

高频开关电源较传统的直流电源而言具有许多优点，不仅安全可靠，自动化程度更高，还具有稳压稳流，综合效率高等特点，具体来说表现为以下几点：

（1）高频开关电源整流模块装配有内置的微处理器，为提高设备管理水平提供了保障，不但使得直流系统的故障信号尽可能地达到完善水平，而且还可以使接线更加简单，安装调试更为快捷方便。

（2）高频开关电源体积小、重量轻，其模块采用了准谐振技术以及电流电压双环控制技术，这使得开关的工作频率得以提高，同时开通的损耗减小，输出电压的纹波系数也会随之很小，因此可以防止蓄电池脉动充电和放电，延长电池的使用寿命，减少原材料的损耗，提高了电源的可靠性。

（3）高频开关电源采用风冷式设计，同时配备远控装置，操作难度低。可以在负载状态下实现开关机，减少了调节过程中的复杂过程。

（4）高频开关电源采用N+1智能化模块冗余并联组合供电，提高了系统运行的可靠性，即如果N个模块的输出电流能满足充电电流需要，则采用N+1模块平均分配。当少数模块出现了故障时，可在带电状态下进行更换，同时并不会使系统的正常运行收到影响，扩容维护也会更加方便，供电质量和技术参数明显提高。

（5）高频开关电源的稳流、稳压精度都很优良，其产生的误差正常情况下≤±0.5%，因此可有效避免对蓄电池的过充和欠充，保证了蓄电池的最佳运行状态。

（6）高效、节能，工作效率达到90%以上，工作工程中任意电压的电流比均可保持线性匹配。

3　基本要求及注意事项

智能高频开关电源系统的可靠性和寿命长短及机组的控制和保护系统能否正常运行，与直流系统设备维护的好坏息息相关。因此，要采用多种方式，维护和使用好智能高频开关电源系统。

选用可靠性高的智能化、标准化的整流设备，高频开关电源系统设定的参数要控制在一定的标准范围内，不可随意改变。

高频开关电源系统能正常工作的环境温度是-5～+40℃，温度超过规定值，电子元件的特性将发生变化，因此，冬季不得开启空调运行。

高频开关的室内要干净、少尘，否则，灰尘加上潮湿的环境易引起主机紊乱。

高频开关电源系统中设置的参数在使用中不能随意改变，必须控制在规定的指标内。

蓄电池应保证在浮充工作状态和放电测试状态时的电压、电流均符合规定要求。以免电流、电压过高或过低而导致的热失控或电池亏电对电池使用寿命的影响。

由于电池的循环寿命和放电深度有关，所以在任何情况下都应防止电池短路或放电过度。放电过深会导致循环寿命缩短。通常，在放电检修及容量试验中，放电能达到容量的30%～50%就符合标准。

为了保证人身和设备的安全，要特别注意改接、装卸导电连接线、输出线的安全，在工作过程中，应做好工具的绝缘措施。

为避免电池极板的变形，蓄电池在使用过程中不能大电流充放电，否则，会造成电池内阻增大甚至容量下降，影响使用寿命。

直流电源系统不能在满负载情况下运行过长时间，也不能随意增加功率大的设备，以免造成整流模块出现故障，影响变流器的正常工作。

4　维护管理

智能高频开关电源系统出现了故障，要先查明是哪部分的原因，从而进行不同的维护管理。

4.1高频开关电源部分

高频开关电源在正常工作的状态下，要做好防尘、除尘工作，特别是一些地区气候干燥容易导致灰尘堆积，影响器件散热。而机内的灰尘沉积到一定数量时，遇到潮湿的空气会导致主机紊乱，告警不准确，从而造成工作失常。因此，每季度最好进行一次彻底清洁，并对各连接件和插接件进行检查，排除接触不良和松动等情况。

为避免均充与浮充状态下智能高频开关电源系统不能随意转换，从而损坏蓄电池，每半年应对系统的运行方式进行实验检查。

如果主机出现熔断保险、击穿器件等故障，要先查明原因，将故障排除，然后重新启动，以免发生更大的故障，造成恶劣影响。

智能高频开关电源系统中设置的参数不能人为或无意改变，因此，应定期核实参数。

4.2免维护蓄电池部分

目前蓄电池组采用的免维护电池只是免除了往常的测比重、添加蒸馏水、配制电解液等工作，对蓄电池进行日常的维护检修还是非常必要的。蓄电池应至少每年进行一次放电。放电前为了保障整组蓄电池性能的均衡，应先对电池组进行均衡充电。放电过程中如有一只达到了放电终止电压就应停止放电。如果要继续，就要先排除落后电池。

另外，蓄电池在日常维护过程中还应注重以下几个项目的检查：检查连接处有无松动腐蚀，外观是否完好；检测端电压、温度；检查极柱、安全阀四周是否有酸雾逸出现象；及时处理检测出现问题的电池，及时更换不能恢复的蓄电池；对寿命已到的电池组要及时更换，不同容量、不同性能的电池不能联在一起，以免影响到整个电源系统。

4.3开关电源常见故障排除方法

（1）工作指示灯正常，电流电压无法调动。优先检查稳压限流及稳流限压旋钮是否已经调至最小位置。可以用把稳压限流、稳流限压旋钮按电镀工艺要求旋至合适位置的方法来排除此故障。

（2）工作时，工作指示灯正常，突然没有电流输出。主要检查从电源输出端至电镀槽是否存在断路。可用更换或重新连接好连接线的方法来排除此类故障。

（3）开机电源指示灯不亮。优先检测电源是否已经连接，闸刀是否已经闭合三相电源通电时检测其是否存在缺相情况。可以用接好电源，闭合闸刀的方法来排除此类故障。

（4）电源指示灯以及风机正常时，工作指示灯不亮。优先检测启动开关是否在启动位置。启动开关在启动位置时，整机不工作，可以用再拨动一次启动开关至启动位置方法来排除此类故障。

（5）按无误操作程序开机时，保护指示灯持续闪烁。优先检查工作环境的温度是否过高，风机是否工作正常，可通过排除风机故障来改善通风条件、检查输入电压是否在正常范围之内、有无过压、欠压情况存在、三相输入时有无缺相的方式方法排除配电线路的供电故障，然后按照开机程序重新启动；检查电源整流管是否有短路情况，可以用更换整流管的方法排除此故障；检查瞬间过流保护是否正常，可用重新开机启动后检测电源能否正常工作的方法排除此类故障；检查功率器件是否有损坏情况，输入整流模块是否有损坏，可用更换同型号的功率器件，检测驱动电路是否存在损坏的方式来排除此类故障，如果有更换输入电镀整流器模块即可。

（6）工作时，突然失去电流输出，保护指示灯持续闪烁。检查工作环境温度过高情况，风机是否工作正常，可通过排除风机故障的方式改善通风条件；检测输入电压正常与否，有无过压、欠压情况、三相输入时是否有缺相情况的方式方法排除配电线路供电故障，按照正常开机程序重新启动开机；检查电源整流管是否有短路情况，可以用更换整流管的方法排除此类故障；检查是否存在瞬间过流保护，可用重新开机后检测电源正常工作情况的方法排除此类故障；检查功率器件是否有损坏，输入整流模块有无损坏，用更换同型号功率器件，检查驱动电路是否有损坏的方式方法排除此类故障，如果存在则用更换输入电镀整流器模块方法排除故障。

（7）开关电源损坏，IGBT模块损坏。检查机器是否受潮而局部漏电导致模块炸裂，可以用清洁干燥机器，更换受损元件方法排除此故障；检查散热器上的热保护双金属片是否存在未断开的情况导致热损，可以用更换开关电源、GBT模块、热保护双金属片的方法排除此类故障。

结语

随着开关电源技术的日益成熟，智能高频开关电源做为集计算机技术、控制技术、通信技术于一体的高科技产品，在电力系统中发挥着越来越重要的作用，经过不断的运行考验，性能方面也已逐渐趋于稳定和成熟。高频开关电源的优良技术性能以及优越的性价比，使其正将成为直流电源的首选换代产品。诚然再优良的设备都存在其寿命期，都会出现各种的故障，切不可因其高智能、免维护忽视了本应当进行的正常维护工作，因此，要做好对设备的维护与管理工作，不断提高开关电源的维护质量与管理水平，保障延长设备使用寿命并减少故障的发生，用预防来为安全运行保驾护航。

审稿人：严志刚内蒙古新闻出版广电局包头广播发射中心台正高级工程师

责任编辑：王学敏

【中图分类号】G221

【文献标识码】C

【文章编号】2096-0751（2016）01-0021-03

作者简介：高楷轩内蒙古新闻出版广电局839台助理工程师郑明红内蒙古新闻出版广电局机关事务服务中心助理工程师