模块3 高频开关电源设备的安装与调试

模块3 高频开关电源设备的安装与调试

------------曹慧【模块描述】本模块介绍高频开关电源设备的安装与调试方法。

【正文】

一、国网公司电源系统运行规范交接验收要求

当直流电源系统设备安装调试完毕后，应进行投运前的交接验收试验。所有试项目应达到技术要求后才能投入试运行。试运行正常后，运行单位方可签字接收。交接验收试验及要求如下：

（一）绝缘监测及信号报警试验

1. 直流电源装置在空载运行时，其额定电压为220V的系统，用25kΩ电阻；额定电压为110V的系统，用7kΩ电阻；额定电压为48V的系统，用1.7kΩ电阻。分别使直流母线正极或负极接地，应正确发出声光报警。

以上内应由直流检修人员与运行人员一同进行，所用试验电阻的选择应满足现场要求（电压、功率）

2.直流母线电压低于或高于整定值时，应发出低压或过压信号及声光报警。

采用调整设置参数的方法进行

3. 充电装置的输出电流为额定电流的105％～110％时，应具有限流保护功能。

主要指充电模块的限流保护功能；该保护的意思不是保护跳闸，是当输出电流为额定电流的110％时，限制充电模块的输出电流不超过额定电流的110％，而不随负载所需电流无限的提供。

4. 装有微机型绝缘监测装置的直流电源系统，应能监测和显示其支路的绝缘状态，各支路发生接地时，应能正确显示和报警。

检查参数设置和面板显示

用试验电阻对所选支路分别进行接地试验

（二）耐压及绝缘试验

1. 在作耐压试验之前，应将电子仪表、自动装置从直流母线上脱离开，用工频2kV，对直流母线及各支路进行耐压1min试验，应不闪络、不击穿。

该项目在有条件的情况下进行，这是一个耐压试验项目，需由高压试验人员使用升压变压器进行，现场验收查看制造厂家报告，一般采用2500V摇表测量来代替。

2. 直流电源装置的直流母线及各支路，用1000V摇表测量，绝缘电阻应不小于10MΩ。

同样在作试验之前，应将电子仪表、自动装置从直流母线上脱离开，并注意正确使用摇表及测试要领。

（三）充电装置精度要求

表3-1 充电装置的精度、纹波因数、效率、噪声和均流不平衡度、运行控制值

（四）直流母线连续供电试验

交流电源突然中断，直流母线应连续供电，电压波动应不大于额定电压的10％。

断开设置交流电源，检查断电前与断电后直流母线电压表的数值变化，同时使用四位半数字万用表实测检查（一定得在蓄电池组容量充足并且处于浮充状态下）

（5）微机控制装置自动转换程序试验

1. 阀控蓄电池的充电程序（恒流－—恒压－—浮充）：

根据不同种类的蓄电池,应确定不同的充电率进行恒流充电,蓄电池组端电压达到某一整定值时, 微机控制装置将控制充电装置自动转为恒压充电，当充电电流减小到某一整定值时,微机控制装置将控制充电装置自动转为浮充电运行。

恒流充电：充电装置的限流值，既蓄电池的10小时放电率电流。

蓄电池组端电压整定值：均充电压值。

充电电流减小到某一整定值：均充转浮充阀电流值。

均充转浮充延时（一般为3小时）

2. 阀控蓄电池的补充充电程序：

微机控制装置按设定程序，控制充电装置自动地进行恒流充电——恒压充电——浮充电并进入正常运行，始终保证蓄电池组具有额定容量。交流电源中断,蓄电池组将不间断地向直流母线供电,交流电源恢复送电时，充电装置将进入恒流充电，再进入恒压充电和浮充电，并转入正常运行。

定期均充：（一般为3至6个月）

蓄电池组电压偏低自动均充（一般为210V）

（六）“三遥”功能：

控制中心通过遥信、遥测、遥控通讯接口，监测和控制远方变电站中正在运行的直流电源装置。

1. 遥信内容：直流母线电压过高或过低、直流母线接地、充电装置故障、直流绝缘监测装置故障，蓄电池熔断器熔断、断路器脱扣、交流电源电压异常等。

2. 遥测内容：直流母线电压及电流值、蓄电池组端电压值、蓄电池分组或单体蓄电池电压、充放电电流值等参数。

直流母线电压过高或过低报警试验可采取修改设置参数的方法进行；直流母线接地、馈线支路接地可采取串电阻进行接地试验；充电装置、绝缘监测装置故障可采取断装置电源等。

3. 遥控内容：直流电源充电装置的开机、停机、运行方式切换等。

（七）高频开关电源及相控整流装置外观工艺验收，应按下列要求进行检查：

1.设备屏、柜的固定及接地应可靠,门与柜体之间经截面不小于6 mm2的裸体软导线可靠连接。外表防腐涂层应完好、设备清洁整齐。

2.设备屏、柜内所装电器元件应齐全完好,安装位置正确,固定牢固。空气断路器或熔断器选用符合规定，动作选择性配合满足要求。

3.二次接线应正确,连接可靠，标志齐全、清晰，绝缘符合要求。

4.用于湿热带地区的屏、柜应具有防潮、抗霉和耐热性能,按《热带电工产品通用技术》要求进行验收。

5.设备屏、柜及电缆安装后，应作好孔洞封堵和防止电缆穿管积水结冰的措施。

6.操作及联动试验正确，交流电源切换可靠,符合设计要求。

（八）开箱时应提交的出厂资料和文件：

1.安装使用说明书、设备出厂试验报告、装箱清单、合格证、为微机控制等自动装置说明书

2.电气原理接线图和二次接线图、端子排图。

（九）在竣工验收时，应提交下列资料和文件：

1.工程竣工图。

2.变更设计的证明文件。

3.制造厂的产品说明书、调试大纲、试验方法、交接试验记录、产品合格证件及安装图纸等技术文件。

4.根据合同提供的备品备件及清单。

5.安装技术记录。

6.调整试验记录。

7.安装技术记录，充、放电记录及曲线等。

8.材质化验报告。

无论出厂技术资料或安装调试技术资料，当有条件时，在提交书面资料的同时还应提交电子文档资料。

二、充电模块的调试

（１）稳流精度

交流输入电压在额定电压±10%范围内变化、输出电流在20%～100%额定值的任一数值，充电电压在规定的调整范围内变化时，其稳流精度按以下公式计算:

（２）稳压精度

交流输入电压在额定电压±10%范围内变化，负荷电流在0～100%额定值变化时，直流

输出电压在调整范围内的任一数值时其稳压精度按以下公式计算：

以上为行业标准（“行标”）的计算公式，而我们现在执行的是国家标准（“国标”）， “国标”的计算公式则有把“行标”中的整定值变更为平均值 （３）纹波系数

充电装置输出的直流电压中，脉动量峰值与谷值之差的一半，与直流输出电压平均值之比。按以下公式计算：

充电装置的交流额定输入功率与直流输出功率之比。按以下公式计算：

（５）

“三遥”功能

遥信功能、遥测功能、遥控功能的简称。 （６）均流及均流不平衡度

采用同型号同参数的高频开关电源模块整流器，以（N+1）或（N+2）多块并联方式运行，为使每一个模块都能均匀地承担总的负荷电流，称为均流。模块间负荷电流的差异，叫（７）电磁兼容

设备或系统在电磁环境中，能正常工作，并不对环境中的任何事物产生不允许的电磁骚

扰的能力。

（８）严酷等级

在抗扰性试验中规定的影响电磁量值。

（９）共模电压

在每一导体和所规定的参照点之间（往往是大地或机架）出现的相量电压的平均值。

（１０）差模电压

在规定的一组有效导体中任意两导体之间的电压。

【思考与练习】

１高频开关电源设备的安装应注意什么？

２高频开关电源设备的调试应注意什么？

附1：

充电机特性测试系统变电站现场接线操作以及安全注意事项

一、前期准备工作

1.1 工器具及仪器(见表1)

1.2 危险点分析(见表2)

1.3 防范措施(见表3)

二、现场接线及安全注意事项

系统连线示意图

2.1控制线连接

第一步：主机与调压箱的连接

将调压箱控制线任意一端，与主机箱左侧“调压箱控制口”连接；另一端与调压箱“调压箱控制口”连接。四芯航空插头有凹槽，连接时应对准调压箱控制口的凸起部位；四芯航空插头设有螺纹保护装置，插入以后顺时针将螺纹拧紧，以确保线缆连接牢固。

第二步：主机与负载箱的连接

将负载箱控制线一端，与主机箱左侧“负载箱控制口”连接；负载箱控制线另一端(DB9接口)与负载箱上的“负载箱控制口”连接。

第三步：纹波采集线连接

将纹波采集线两端分别与主机箱左侧“CH”和负载箱上“纹波采集”连接。

第四步：键盘、鼠标的连接

主机面板上有两个USB接口，分别用于鼠标和键盘的接入。

备注：控制线的连接，只需按照上述要求，接线时注意插头卡口方向和轻插轻旋即可。

2.2电气线连接

第一步：调压箱三相电源线连接

三相电源线共有三个插头，航空插头与调压箱上标有“交流输入/输出”字样的航空插

座连接；三相输出线与被测充电模块或直流电源系统交流输入端连接；三相输入线可以接至直流屏交流输入端或其它380V交流电源处。

备注：

1、交流线连接时，注意连接线部位，断电操作，防止触电。

2、注意A、B、C三相线与N线的区别，严禁将设备的A、B、C三相线中任一一相线与电源端的N线连接。

第二步：负载箱直流输入导线连接

取出两根放电线（红/黑），快速插头端分别插入负载箱相同颜色端，并且顺时针旋转，使放电线连接牢固，另一端与被测充电模块或直流电源系统的直流输出端连接。

备注：

1、直流线连接时，注意连接线部位，断电操作，防止触电。

2、注意正极、与负极线的区别，严禁极性接反。

第三步：工作电源线连接

主机箱左侧和负载箱前面板都有标注“AC220V”字样的电源线接口，分别接入220V交流电源。

2.3开启电源

电源开启顺序：主机电源→负载箱交流开关→负载箱直流开关→调压箱交流输入/输出开关。

三、稳压、稳流、纹波系数测试操作过程中的注意事项

备注：

稳压、稳流、纹波系数测试操作，要求将测试的充电模块或直流屏推出直流系统，一定要保证直流系统的安全。

3.1稳压精度、纹波系数测试操作方法

备注：

需要注意的是：稳压精度、纹波系数测试时，充电模块应该在浮充状态下。软件上设定的“充电机输出电压”必须与实际输出电压一致。

其它，就是严格按照说明书编写的操作步骤进行操作。

3.1.1稳压精度、纹波系数测试的手动操作方法

在主界面点击“稳压测试”功能模块，进入到稳压精度和纹波系数的测试界面，如图10。

图10

稳压精度、纹波系数测试的操作步骤：

第一步：设置区域1，输入变电站名称、编号、充电机型号。

第二步：设置区域2，输入“交流输入电压额定值”为380V，“交流输入电压档位”为100%。

第三步：设置区域3，“充电机额定输出电流”为充电机的实际型号，如：20A等，“负载电流档位”为被测充电模块的负载电流，建议第一次设置为50%。

第四步：设置区域4，设置“充电机标称输出电压”，如：220V或110V；“充电机输出电压”注意必须与被测充电模块设置输出的电压值保持一致，因为该电压值用于稳压精度计算。

第五步：设置区域5，设置为“手动测试”，系统默认选中状态；负载内阻值建议选择“自动”。

第六步：设置区域6，调整“高级设置”的内容，主要是调整“测试时间最大值”和“数据有效起始时刻”两个参数，建议采用系统默认值，设置注意事项参见3.2（9）相关说明。

第七步：设置区域7，点击“交流供电”，这时调压箱向被测充电模块输出三相交流电，被测模块开始工作，调整被测充电模块的输出电压，该电压必须与区域4中的“充电机输出电压”一致，再将被测充电模块的工作状态设置为“浮充状态”。

第八步：点击区域7中的“开始”，系统进入测试状态，测试结束，点击“保存”和报表生成。

如果还需要改变的交流输入电压、负载变化和被测充电模块的输出电压，再测试模块其它输出电压值下的稳压精度和纹波系数，重复上述八步操作。

3.1.2稳压精度、纹波系数测试的自动操作方法

第一步：稳压自动化测量流程设置

用户根据3.4.1“稳压自动化测量流程设置”模块功能介绍的操作方法，将自己的

测试步骤编写测试流程，并命名保存。

第二步：在主界面点击“稳压测试”功能模块，进入测试界面，如图11所示。

图11

第三步：设置区域1，输入变电站名称、编号、充电机型号。

第四步：设置区域2，选中“自动测试”，选择对应的测试流程，如：稳压流程200891。

第五步：设置区域3，调整“高级设置”的内容，主要是调整“测试时间最大值”和“数据有效起始时刻”两个参数，建议采用系统默认值，设置注意事项参见3.2（9）相关说明。

第六步：设置区域4，点击“交流供电”，这时调压箱向被测充电模块输出三相交流电，被测模块开始工作，调整被测充电模块的输出电压，该电压必须与测试流程中的“充电机输出电压”第一个电压值一致，再将被测充电模块的工作状态设置为“浮充状态”。

第七步：点击区域4中的“开始”，系统进入测试状态。测试进程中，系统根据测试流程设置的步骤，提示用户相关的操作。

第八步：测试结束后，再点击“保存”和报表生成。

3.2稳流精度测试操作方法

备注：

需要注意的是：稳流精度测试时，充电模块应该在均充状态下。软件上设定的“输出电流值”必须与实际输出电压一致。

其它，就是严格按照说明书编写的操作步骤进行操作。

3.2.1稳流精度测试的手动操作方法

在主界面点击“稳流测试”功能模块，进入到稳流精度的测试界面，如图12所示。

图12

第一步：设置区域1，输入变电站名称、编号、充电机型号。

第二步：设置区域2，输入“交流输入电压额定值”为380V，“交流输入电压档位”为100%。也可设置为90%或110%，可以在该步测试完成后，在改变交流输入来测试。

第三步：设置区域3，“充电机额定输出电流”为充电机的实际型号，如：10A、20A等，“充电机输出电流档位”为设置被测充电模块的输出电流值，注意必须与被测充电模块实际的输出限流值一致，因为该电流值用于稳流精度计算。

第四步：设置区域4，设置“充电机标称输出电压”为被测充电模块电压等级，如：220V 或110V；“负载端电压”设置为小于均充电压值。

第五步：设置区域5，选中“手动测试”，系统默认为选中状态。

第六步：设置区域6，调整“高级设置”的内容，主要是调整“测试时间最大值”和“数据有效起始时刻”两个参数，建议采用系统默认值，设置注意事项参见3.2（9）相关说明。

第七步：设置区域7，点击“交流输出”，这时调压箱向被测充电模块输出三相交流电，被测模块开始工作，调整被测充电模块的输出限流值，该电流值必须与区域3中的“充电机输出电流档位”一致，再将被测充电模块的工作状态设置为“均充状态”。

第八步：点击区域7中的“开始”，系统进入测试状态，测试结束后，再点击“保存”和报表生成。

如果还需要改变的交流输入电压、被测充电模块的输出限流值，再测试该模块其他限流值下的稳流精度，重复上述八步操作。

3.2.2稳流精度测试的自动操作方法

第一步：稳流自动化测量流程设置

用户根据3.4.2“稳流自动化测量流程设置”模块功能介绍的操作方法，将需要的测试步骤编写测试流程，并命名保存。

第二步：在主界面点击“稳流测试”功能模块，进入到稳流精度的测试界面，如图13所示。

图13

第三步：设置区域1，输入变电站名称、编号、充电机型号。

第四步：设置区域2，选中“自动测试”，和对应的测试流程。

第五步：设置区域3，调整“高级设置”的内容，主要是调整“测试时间最大值”和“数据有效起始时刻”两个参数，建议采用系统默认值，设置注意事项参见3.2（9）相关说明。

第六步：设置区域4，点击“交流供电”，这时调压箱向被测充电模块输出三相交流电，被测模块开始工作，调整被测充电模块的输出限流值，该电流值必须与区域3中的“充电机输出电流档位”一致，再将被测充电模块的工作状态设置为“均充状态”。

第七步：点击区域4中的“开始”，系统进入测试状态，测试进程中，系统根据测试流程设置的步骤，提示用户相关的操作。

第八步：测试结束后，再点击“保存”和“报表生成”。

附2：

充电机稳流精度测量报表

●变电站：江家坪变

●编号：#4

●

测试日期和时间：2011-3-8 16:07 测试人签名：___________ 审核人签名：

___________

充电机稳压精度和纹波系数测量报表

●变电站：江家坪

●编号：#4

●

测量值

测试日期和时间：2011-3-8 14:56 测试人签名：___________ 审核人签名：