【摘要】直流电源系统为变电站的继电保护、控制系统、信号系统、自动装置、UPS和事故照明等提供电源，是变电站正常安全运行的重要保障。本文以中石化管道储运公司临濮管道各输油站的Powerˋsun智能高频开关电源系统为例介绍了其工作原理，并从原理出发分析了日常运行维护，通过分析揭示了加强直流电源系统日常维护的重要性。
　　
【关键词】直流电源系统 智能高频开关电源 蓄电池 日常检查 运行维护
　　
1 引言
　　
直流电源系统广泛应用于石化管道、电力工矿、铁路银行等企业，作为直流操作、继电保护、控制信号及事故照明的不停电直流电源使用。以前变电站直流电源设备均采取传统的电源系统，效率低，在电磁辐射、热辐射、噪声等方面都不尽人意。另外，监控系统不完善，对二次电路越来越先进的仪器仪表、控制、自动化设备很难满足其技术要求。各设备通信规约一般不兼容，难以实现网络化管理，系统缺乏综合的分析平台，制约了管理的提升。而随着电力电子技术的迅速发展，直流电源制造技术也取得了飞跃发展，智能高频开关电源以其体积小、重量轻、效率高、模块叠加、N+1热备份设计，及便于计算机管理等优点，迎合了现代电源的潮流。
　　
中国石化管道储运公司临濮管道（以下简称临濮管道）分别于2008 年、2010年对赵寨子、莘县输油站各安装了一套Powerˋsun智能高频开关电源系统，从运行的情况看效果很好，为临濮管道输油生产及其它负荷提供了可靠的电力保障。下面简单谈一下直流系统的组成特点及工作原理和它的运行与维护。
　　
2 智能高频开关电源的特点及工作原理
　　
2.1 系统特点2.1.1 高可靠性
　　
（1）采用高频开关电源技术、模块化设计、N+1热备份。
　　
（2）电压输入范围宽，电网适应性强。
　　
（3）充电模块可带电插拔，维护方便快捷。
　　
（4）有可靠的防雷及电气绝缘防护措施，确保系统和人身安全。
　　
（5）采用大屏幕触摸屏，点阵液晶显示，CCFL背光，实现全汉化实时显示及操作。
　　
2.1.2 高智能化
　　
（1）可通过监控模块进行系统各部分的参数设置。
　　
（2） 模块能够平滑调节输出电压和电流，以及对蓄电池充电时的温度补偿。
　　
（3） 蓄电池自动管理及保护，实时自动监测蓄电池的端电压、充放电电流，并对蓄电池的均浮充电进行智能控制，对电池过欠压和充电过流进行
　　
2.2 系统工作原理
　　
Powerˋsun智能高频开关电源系统主要由交流配电、整流模块、监控模块（远程监控、微机监控）、降压装置、直流馈电（包括合闸分路、控制分路）、绝缘监测、蓄电池组等几大部分组成。基本组成如图1所示。
　　
系统中的各监控单元受微机监控的管理和控制，通過通讯线将各监控单元采集的信息送给微机监控统一管理。主监控显示直流系统各种信息，用户也可现场触摸显示屏查询信息及操作，系统信息还可以接入到远程监控系统。系统除交流监控、直流监控、开关量监控等基础单元外，还配置了绝缘监测、电池巡检等功能单元，用来对直流系统进行全面监控。
　　
该直流系统工作原理是：电源系统交流输入正常时，两路市电输入经过交流切换控制板选择其中一路输入，并通过交流配电单元给各个整流模块供电。整流模块将输入三相交流电转换为110V 的直流，经隔离二极管隔离后输出，一方面给电池充电，另一方面给合闸负载供电。
　　
当停电或异常时，交流无法输入，充电模块停止工作，由蓄电池供电。监控模块监测电池电压、放电时间，当电池放电到一定程度时，监控模块告警。交流输入恢复正常以后，充电模块对电池进行充电。
　　
3 智能高频开关电源系统应用情况
　　
临濮管道改造后的输油站直流电源系统设备经过三年多的运行，技术指标合理，各项参数显示正确，操作方便、直观，自动化程度高，维护工作量大幅度减少，设备保护功能齐全，能可靠动作。反映故障及时且准确无误，对电池能自动管理无须专人维护，设备运行稳定可靠，确保了变电设备安全可靠运行，主要体现在下表1：
　　
4 高频开关直流电源的基本要求及注意事项
　　
由高频开关电源的控制原理可知，智能高频开关电源系统设备，其智能化程度高，蓄电池组采用免维护蓄电池，虽然给我们带来了许多便利，但在使用过程中要注意以下几个方面，以确保使用安全。
　　
（1）高频开关电源系统在环境温度-5～+40℃能正常工作。
　　
（1）在正常使用情况下，主机的维护工作量很少，主要是防尘。特别是北方气候干燥的地区，空气中的灰尘较多，轴流风扇将使灰尘在机内沉积，当遇空气潮湿时会引起机内绝缘故障导致主机工作失常，因此模块要每月应彻底清洁一次。
　　
（3）夏季防雷至关重要，在雷季到来之前还应检查变电站的防雷系统和直流电源的防雷装置。
　　
（4）定期检查各连接件和插接件有无松动和接触不良的情况。
　　
（5）定期对充电装置输出电压和电流精度、整定参数、指示仪表进行校对，以防止均充状态与浮充状态不能及时转换而造成对蓄电池的损坏。
　　
（6）直流电源系统在使用中要避免随意增加大功率的额外设备（负载），也不允许在满负载状态下长期运行。
　　
（7）由于蓄电池组输出电流很大，存在电击危险，因此装卸、改接导电连接条（线）、输出线时应特别注意安全，使用的工具应采取绝缘措施，以保证人身和设备安全。
　　
（8）蓄电池应避免大电流充放电，否则会造成电池极板膨胀变形，使得极板活性物质脱落，电池内阻增大并且温度升高，严重时将造成容量下降，寿命提前终止。
　　
5 蓄电池维护与管理
　　
免维护蓄电池虽然密封程度高、体积小、自放电系数小、使用寿命长和维护量小等特点，但电池容量的不足或破损很难通过电池巡检仪发现。所以还需要值班员对蓄电池组进行认真巡视。巡视项目如下：
　　
（1）检查蓄电池连接条（线）有无松动和腐蚀现象，壳体有无渗漏和变形，是否清洁。
　　
（2）极柱与安全阀周围是否有酸雾溢出。
　　
（3）绝缘电阻是否下降。（4）蓄电池温度是否正常25°C左右。（5）测试单只蓄电池电压和内阻（一般为几～十几mΩ）是否正常。
　　
（6）清洁并检测端电压、温度；
　　
（7）当发现电压反极性、压降大、压差大和酸雾泄漏的电池时，应及时处理，对不能恢复的蓄电池要及时更换。
　　
（8）不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池联在一起，否则可能会对整组蓄电池带来不利影响。
　　
（9）对寿命已到的电池组要及时更换，以免影响到电源系统和设备主机。6 结束语
　　
由于临濮管道各输油站改造后的智能高频开关电源系统性能稳定，精度高，安全、可靠性更强，收到了良好的效果，但是再好的设备都有寿命期，也会出现各类故障，所以不能因为高智能、免维护而忽略了本应进行的正常维护工作，预防在任何时候都是安全运行的重要保障。
　　
参考文献
　　
[1] 周志敏，周继海，纪爱华.阀控式密封铅酸蓄电池实用技术[M].北京：中国电力出版社，2004
　　
[2] 孙成宝，徐海明，等.直流设备检修，北京：中国电力出版社，2003