二次电源（精选5篇）
二次电源 篇1
0 引言
物理实验室给师生使用的实验电源都是把220V的交流电用工频变压器降压、用整流滤波电路变成36V的直流电后再用线性稳压电路或线性稳流电路向外供电,线性稳压在低电压供电时效率很低,如用它给6V 1A的用电器供电时,稳压电路从电源最少要吸取的电能是36V×1A=36W (不包含变压器和整流滤波电路消耗的电能),对用电器的供电功率仅有6W,电能利用效率仅是6/36=0.16=16.7%,也就是说它要在自己的内部电路上消耗30W的电能。在许多应用场合都需要电流源,而不是电压源,当实验需要能提供大电流的电流源时,使用线性稳压器是不可取的,其原因在于串联电阻器的功耗很大[1]。提高电源效率的最有效办法是采用开关电源,开关电源具有精确度高、性能稳定等优良的电子特性和体积小、重量轻、效率高、响应速度快、电压调整范围大等一系列优点,但开关电源只适合于输出电压固定或变化范围不大的场合,而不适合要求输出电压幅度变化很大或连续可调的场合[2],为了解决传统实验电源的功率浪费和形体笨重,以及开关电源只适合于输出电压固定或变化范围不大的问题。本文利用最常用的开关型稳压器件LM2576设计出二次开关电源,以便替换现在实验室中使用的直流电源。
1 电路控制设计
1.1 电路结构
220V市电首先用一次开关电路降成40V直流电,这样可以避免工频变压器体积大、重量大、适应市电变化范围小的问题。然后分别用开关稳压电路组成可调稳压电路和可调稳流电路(二次开关),这样可以大幅度地提高电能的利用效率,减少电源自身的功耗。
二次开关直流电源结构如图1所示。其中5V二次开关稳压是数字电流表和电压表的供电电源。
图1二次开关直流电源模型框图(参见下页)
1.2 一次开关降压电源电路
一次开关降压电源电路,首先把220V的交流电经整流、滤波电路变成约300V直流电压,然后通过高频开关电路控制开关元件控制通过高频变换器的导通电流和截止时间比例来调节高频变换器的输出电压,高频变换器输出的矩形波电压经整流、滤波变为所需要的直流电压。电压控制电路由振荡器、取样电路、比较器、脉宽调制及基准电压等电路构成。为了使电路简单可靠,一般选用开关电源用集成电路。该设计选用西门子公司最新推出的TDA1683x系列电流型单片开关电源,它具有体积小、外围电路简单、温度范围宽的特点[3],其电路原理图如图2所示。
为了简单,在试验制作之时我们直接选用市场上购买的输出40V 3A开关成品电源,如图3所示。
1.3 稳压源电路
1.2～35V/3A可调开关稳压电源由LM2576-ADJ实现。它内含固定频率为52kHz振荡器和基准稳压为1.23V的稳压器,且具有完善的保护电路,有电流限制及热关断电路等,利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。
电路中用LM2576-ADJ开关型稳压集成电路制作的1.2～35V可调稳压电源,如图4所示,可知输出电压与分压网络(R2/Rj)的反馈电压有关,它们之间满足:
第4脚为输出控制端,所以只要对分压网络中的R2用来调节就可以达到控制输出电压的目的。电路中的电感器由于承受大电流所以不能用色环的(可以自制),其电感的大小用电感测试仪测试。
1.4 恒流源源电路
25mA～1A二次开关可调恒流源电路如图5所示。由图可知LM2576-ADJ的取样网络由负载电阻R4和电流取样电阻R5组成。I0=UREF/(R4/R5),调节R5的阻值,就可改变输出电流。当UREF=1.23V,R4=1.2Ω,R5=51Ω时,I0=25mA～1A.
1.5 数字电压、电流指示
用现有的数字电压表和数字电流表(由集成块ICL7107组成)来指示电路对外提供的电压和电流,其电源供电如图6所示,它用LM2596 (不可调)组装。
2 结论
(1)首先用一次开关稳压电源把220V的交流电变成40V/3A的直流电,以减轻整个电源的体积和重量提高电源对市电的适应范围。
(2)用LM2576-ADJ分别设计成可调电压源和可调电流源以提高电路的电能利用效率。
(3)用数字电压表和数字电流表来指示电源的供电电流和供电电压。
(4)用器件本身的过压保护功能来提供短路过流保护。
参考文献
[1]Strozecki S.构成恒流源的开关稳压器电路[J].电子设计技术,2002(12):81.
[2]刘铁军,刘喜甫.一种双输出稳压稳流电源[J].电源技术应用,2002(4):148-1 50.
[3]幕政平.新型单片开关电源的设计[J].现代电子技术,2005(13):105-106.
彩显二次电源电路原理与检修 篇2
关键词：二次电源,显示器,检修,故障
CRT显示器工作在不同的显示模式下，行扫描频率会变化很大，对于屏幕再大一些的显示器，由于分辨率的提高，它的行扫描频率范围会更大。当显示器的行频变化时，会使阳极高压发生变化，行幅也会发生变化，为了确保不同行频时画面幅度正常，必须要求行输出电路的供电电压B+随行频变化而变化。行频高，行输出级B+电压也应升高;行频低，行输出级B+电压也应降低。完成这一任务的电路称为二次电源电路。
（一）二次电源电路的工作原理
二次电源，英文称之为B+调整电路 (B+ADJUSTMENT) ，它能通过主机电脑输出的各种分辨率模式，自动稳定和调节不同模式下行输出电路的供电电压，从而实现了自动模式转换的功能。从二次电源的输入、输出电压值大小看，它有升压型和降压型二种形式，下面举例分析其工作原理。
1. 升压型二次电源
输入电压为50V～75V的二次电源为升压型。LG575E/N型多频彩色显示器二次电源电路为升压型，如图一所示。该显示器二次电源主要由行、场扫描信号处理集成块TDA9113、储能电感线圈L705、Q718、Q717、Q719、D710等元件构成。接通电源后，彩显一次电源电路工作，集成电路TDA9113得电(+15V)启动内部的二次电源振荡器，从28脚输出与行频同步的驱动激励脉冲，当28脚输出脉冲为高电平时Q718导通、Q717截止，使场效应管Q719饱和导通，+50V电压经L705、Q719、R737//R738形成电流回路，此时电能化为磁能储存在电感线圈L705中。反之，当28脚输出脉冲为低电平时Q717导通、Q718截止，使场效应管Q719截止，L705上感应出上负下正电压与一次电源送来的50V电压叠加，由D710整流、C744滤波后获得B+电压，经行输出变压器的 (2) — (1) 脚绕组给行输出管集电极供电。
当负载变轻引起B+电压升高时，也会引起行输出变压器15脚输出的行逆程脉冲幅度上升，经D702整流、C745滤波后产生的取样电压上升→TDA9113的15脚输入电压上升→28脚输出的驱动脉冲占空比下降→Q717、Q718发射极输出脉冲占空比下降→场效应管Q719导通时间缩短→L705储存能量减少→D710整流、C744滤波后的B+电压恢复到正常值。反之亦然。
当显示模式变换时(行频改变时)，28脚输出的驱动脉冲占空比改变→Q717、Q718发射极输出脉冲占空比变化→场效应管Q719导通时间改变→L705储存能量变化→D710整流、C744滤波后的B+电压变到相应值。B+电压随行频升高而升高，随行频降低而降低，即B+电压实现对行频跟踪。B+电压变化主要是由行脉冲频率来控制，TDA9113的15脚误差信号的作用主要是在显示模式确定后对B+电压的稳定。
2. 降压型二次电源
输入电压为160V～210V的二次电源为降压型。美格MAG786型多频彩色显示器二次电源电路为降压型，如图二所示。该显示器2次电源主要由行、场扫描信号处理集成块TDA4856、储能电感线圈L705、Q718、Q717、Q719、D707等元件构成。接通电源后，彩显一次电源电路工作，集成电路TDA4856得电(+15V)启动内部的二次电源振荡器，从6脚输出与行频同步激励脉冲。经Q717、Q718推挽放大后加到Q719的栅极，使Q719工作在开关状态。在Q719饱和导通时，175V电压经Q719的S、D极及储能电感L705、滤波电容C735形成电流回路。C735滤波得到电压并向行输出级供电。Q719截至时，因L705中电流不能突变，L705中自感产生左负右正的电动势，于是L705右端正电压→R759→C735→D707→L705左端构成放电回路，在C735两端获得B+电压并向行输出级供电。
若因某种原因使二次电源输出B+电压上升时，行输出变压器8脚输出的行逆程脉冲幅度上升，经D708整流、C738滤波后产生的电压上升，经R718、R785、R719、VR701分压，使加到TDA4856的5脚电压上升，控制6脚输出低电平时间缩短，使场效应管Q719的饱和导通时间缩短(场效应管Q719为P沟道，栅极为低电平时导通)，L705储能下降，最终B+电压下降至正常值。若输出电压下降时，控制过程与上述过程相反。
当显示模式变换时(行频改变时)，B+电压随行频升高而升高，随行频降低而降低，即B+电压实现对行频跟踪。B+电压变化主要是由行脉冲频率来控制，TDA4856的5脚误差信号的作用主要是在显示模式确定后对B+电压的稳定。
（二）二次电源故障的检修
1. 显示器的故障现象怀凝是二次电源电路引起时，可用万用表测二次电源输入端是否有输入电压50V～75V(升压型，降压型是160V～210V)。若电压正常，表明一次电源正常，则故障在二次电源或行电路部分。若电压不正常，可把二次电源输入端断开，在断开处(一次电源的输出端)接一只60W的灯泡对地作假负载，如灯泡不亮，则一次电源有故障，应检查电源管及开关集成电路。如灯泡发光，电压也正常，则故障在二次电源或行电路部分。
2. 对升压型二次电源，如图1电路，要确定故障在二次电源电路还是在行电路部分。可断开二次电源B+电压输出端(行输出变压器2脚处)，用导线将一次电源50V电压直接加到行输出变压器的2脚，对行输出电路供电，实行降压开机。若有显示，但行幅变小、亮度变弱，这是正常的，则行电路正常。否则，行电路有故障，应检修行电路部分。这时二次电源产生的B+电压不是过高，并且能随显示模式的变化而变化，则说明二次电源基本正常。否则该电路有故障，应检修二次电源。
对降压型二次电源，如图2电路，要确定故障在二次电源电路还是在行电路部分。可断开二次电源B+电压输出端(行输出变压器2脚处)，不能用导线将一次电源175V电压直接加到行输出变压器的2脚，对行输出电路供电，而采用一个外接直流电源(或由另外的彩显提供)为行输出变压器供电端提供50V电压。若显示器有显示，则行电路正常。否则，行电路有故障，应检修行电路部分。同时二次电源产生的B+电压不是过高，并且能随显示模式的变化而变化，则说明二次电源基本正常。否则该电路有故障，应检修二次电源。
3. 二次电源电路有故障，要找到故障元件。 (1)可用“观察法”仔细观察二次电源电路元器件是否烧毁、损坏、变形、变色、破裂，从而找到故障元件。(2)可用“摸温法”，让显示器通电几分钟再断电，然后直接用手去摸被怀疑的元器件的温度，若元器件的温度较高，即为故障元件。(3)可用用万用表欧姆挡检查三极管Q717、Q718、场效应管Q719、二极管、电阻、电容等元器件，从而找到故障元件。(4)可用示波器察看行、场扫描信号处理集成电路输出的驱动脉冲波形。如图1电路中TDA9113的28脚、Q717发射极、Q719栅极和漏极是否有脉冲波形，从而确定故障点，找到故障元件。
（三）二次电源故障维修实例
实例一：LG575E/N型多频彩色显示器，图像亮度暗淡，色彩不鲜艳，行幅变窄。
故障分析与检修：从故障现象看，此故障现象是行输出级供电电压太低或行输出负载太重，致使行输出变压器产生的高、中压过低所致。通电测得一次电源输出50V电压(正常)，而C744两端B+电压仅49V。试机几分钟后关机用手摸行管及行输出变压器，无明显温升，由此基本排除了行输出负载过重的可能。接着又将分辨率调高至1024×768，测得C744两端电压仍为49V，可见故障在二次电源电路。用万用表欧姆挡检查三极管Q717、Q718、场效应管Q719、二极管、电阻、电容等元器件，发现三极管Q718的C、E极短路。换新后，彩显图像正常。
实例二：美格MAG786型多频彩色显示器，开机后绿色指示灯亮，开机瞬间未发现荧屏有高压吸引纸屑现象、黑屏。
故障分析与检修：通电测得二次电源开关管Q719的S极电压为175V(正常)，C735两端B+电压为0。显然二次电源未工作，用示波器察看行、场扫描信号处理集成电路TDA4856的6脚有驱动脉冲输出，电阻R757左端有脉冲波形而右端无脉冲波形，由此可以确定R757为故障元件，拆下检测R757果然开路。更换后，故障排除。
实例三：LG575E/N型多频彩色显示器，开机无高压静电反应，黑屏，有“吱吱”的低频叫声。
故障分析与检修：故障特征说明电源可以起振，怀疑负载过重而造成电源保护。原因可能是主要负载有短路性故障。断开二次电源B+电压输出端(行输出变压器2脚处)，用导线将一次电源50V电压直接加到行输出变压器的2脚，对行输出电路供电，实行降压开机。发现有显示，但行幅变小、亮度变弱。说明行电路正常，故障出在二次电源电路。查二次电源电路发现场效应管Q719的D、S极击穿短路，使电源检测到负载过流而保护。元件更换后，故障排除。
参考文献
[1]韩广兴.快修巧修新型电脑显示器[M].北京:电子工业出版社, 2008.
[2]柳永林.多频显示器原理与维修[M].北京希望电子出版社, 2001.
[3]李勇帆.多频彩色显示器电路原理及检修方法[M].人民邮电出版社, 2001.
[4]顾晓峰.家用电子产品维修工[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2004.
相控阵雷达阵面二次电源设计 篇3
相控阵雷达阵面二次电源将阵面一次电源所提供的直流电压变换成雷达阵面设备工作所需的各种电压。二次电源系统的稳定性与质量高低直接影响整个雷达设备运行的可靠性与性能指标的实现[1]。由于设备工作环境较为恶劣,因此在满足供电需求的同时,必须考虑电源工作的温度环境、电磁兼容环境,保证电源工作的可靠性[2]。文章给出了相控阵雷达阵面二次电源的详细设计,在满足性能要求的同时,保证了较高的稳定性、可靠性和抗干扰性。
1 二次电源设计要求
由于空间和系统性要求,需要阵面二次电源小型化、电磁兼容性好、DC/DC效率高。另外,二次电源还必须具备以下特点:1高可靠性:在通用标准中规定,可靠性指标大于等于3 000h是最低要求;2高安全性:电源系统应符合相关标准或规范中规定的安全指标要求,防止在极限状态或者恶劣环境条件下出现电源故障危及人身和设备安全;3可维修性:电源出现故障时,应能及时诊断出故障现象及部位,并可以有效地解决故障或者更换故障模块[3]。
2 二次电源系统组成
雷达阵面采用全分布式供电结构,整个阵面由60多块片式电源组成,每块电源分别将母线电压变换成组件工作所需的±5V和+8V电压。片式电源采用模块化设计方法,单机功率小、电路设计简单、风险小。另外,采用全分布式供电结构,即使某子阵供电或用电设备故障,均不会影响其他子阵正常供电,提高了系统工作的可靠性,阵面供配电系统架构如图1所示。
3 二次电源设计
3.1 输入滤波电路设计
DC/DC变换电路在将直流转换为高频交流,再把高频交流转换为稳定直流的过程中容易产生各种噪声,在输入端表现为传导噪声和辐射噪声。输入滤波电路的主要作用是减小输入噪声。输入滤波电路如图2所示。
输入滤波电路包括共模滤波和差模滤波2部分,一般由共态扼流圈L1、跨接线路电容C1、C4以及线路高通滤波电容C2、C3组成[4]。
3.2 DC/DC电路设计
DC/DC变换电路是二次电源设计中的关键环节,DC/DC变换器的种类较多,其中降压型的DC/DC变换器在设计中应用最为广泛。该电路以某控制器为主控芯片,芯片内部采用一路Buck电路将母线电压变换成组件所需的+5V电压,采用一路BuckBoost电路将+5V电压变换成组件所需的-5V电压,并产生一组驱动信号,结合外部分立器件组成的Buck电路将母线电压变换成组件所需的+8V电压,并对+8V电压进行了过压保护设计。另外,通过主控芯片内部实现了±5V和+8V的互锁功能,保证了系统工作的可靠性,电路原理图如图3所示。
3.3 输出滤波电路设计
3.3.1 输出滤波电感的设计
如图3所示,Buck电路的功率损耗主要来自MOS管Q的导通损耗和电感Lf的损耗,选择合适的电感值可以减小变换器的损耗,但是电感值的大小又会影响到动态响应的速度。变换器效率曲线如图4所示。
图4为输出电压+8V,输出电流15A,开关频率300kHz情况下变换器效率与输出电感Lf的关系曲线。实验波形如图5所示。
图5为Lf=1.2μH和Lf=1.8μH二种情况下输出响应的实验波形。考虑到机载设备空间小、散热环境差,对电源的效率要求较高,因此,该电路选取的电感量参数为Lf=1.8μH。
由于Ton=VoT/Vdc有
式中:Vdcn为输入电压额定值,Ion为输出电流额定值[5]。
3.3.2 输出滤波电容的设计
输出滤波电容的选择必须满足输出纹波的要求,采用不同种类电容滤波时,纹波组成不相同。钽电解电容ESR/ESL较大、电容量大、耐纹波能力差,适用于电流脉动小、纹波要求不高的场合;陶瓷电容ESR/ESL较小、电容量小、耐纹波能力好,适用于纹波要求高、电容容量不大的场合;有机电解质电容ESR/ESL较小、电容量大、耐纹波能力好、成本高,适用于纹波要求高、电容容量大的场合。输出电压+8V,输出电流15A时分别采用钽电解电容、陶瓷电容、有机电解质电容滤波,实验波形如图6所示。综合考虑体积大小以及系统对纹波的要求,该电路采用钽电解电容和陶瓷电容相结合的方式进行滤波。
3.4 可靠性设计分析
(1)元器件选用:选用符合产品可靠性要求的元器件,进行二次筛选试验,并进行降额设计。
(2)三防设计:三防设计指防潮设计、防盐雾设计和防霉菌设计。通过对印制板表面涂覆专用三防漆可以有效避免导线之间的电晕、击穿,提高电源的可靠性。
(3)热设计分析:热设计是利用热传递特性,通过附加的冷却措施,控制电子设备内部所有元器件的温度,使其在设备所处的工作环境条件下,不超过降额后规定的最高允许工作温度。在机载电源中,首先选用低功耗的器件,减少发热器件的数目;其次,确定主要发热单元,确定传热途径,采用电源内部的热交换机制,采用传导、对流和辐射3种方式将电源内部多余的热量转移[6]。
4 结束语
文章简要阐述了二次电源的设计要求、系统组成,并结合相控阵雷达阵面二次电源的研制,详细地介绍了二次电源各个功能电路的设计,并进行了可靠性设计分析。该二次电源已通过电磁兼容试验、各项环境试验,电源工作稳定、可靠,电压稳定度、输出纹波满足整机工作要求。
参考文献
[1]曲学基,王增福,曲敬铠.稳定电源电路设计手册[M].北京:北京电子工业出版社,2003.
[2]胡昌寿.航天可靠性设计手册[M].北京:北京机械工业出版社,1998.
[3]屠径,赵玉龙.某型弹载二次电源设计[J].现代电子技术,2012,35(10):139-141.
[4]李华.基于电源模块的低噪声二次电源模拟电路设计[J].设计与研发,2014,10(04):19-21.
[5]龙江.高可靠电子侦察卫星二次电源[D].成都:成都电子科技大学,2008.
二次电源 篇4
1 概述
某厂输煤6 k V电源二次系统之前使用的是北京某科技公司生产的综保装置, 因该类型综保装置及通讯管理机的系统设计问题, 导致该电源二次系统运行不可靠、故障率较高, 维护工作量很大, 且因该电源设备已停产, 备品备件无法采购, 因此决定对其二次系统进行改造。
二次系统改造后, 采用的依旧是“保留关键硬接线+现场总线”技术, 6 k V设备启停控制指令、设备状态反馈仍保留关键的硬接线I/O, 其余信号均采用通讯的方式直接与组态软件通信。这样, 既保证了设备运行的可靠性, 又节省了大量的二次线缆, 具备一定的经济性。改造后, 二次系统具备完善的保护、测量、控制和监视功能, 为输煤6 k V电气系统的保护与控制提供了完整的解决方案, 可有力保障系统的安全、稳定运行。
此次改造采用的所有综保装置均建立在一个统一的、通用的硬件及软件平台基础上, 各种功能均按模块化设计, 并同时配备有强大的诊断、调试工具。用户可根据现场的实际需求, 通过可视化的图形逻辑编辑来定制各种保护、控制逻辑。综保装置具有高度的稳定性、灵活性、可维护性及对不同现场情况的适应性。
系统构成方式为:综保采集6 k V开关柜内A、C相CT保护及测量电流, PT电压等相关模拟量以及开关状态各种数字量信息进行设备运行状况判断。设备发生过电流、不对称运行、短路、接地等故障时, 能够快速判别并有选择性地切除故障设备电源, 以免设备受到更大程度的损坏;同时, 通过双路现场总线Lon Works与通讯管理机通信, 管理机进行协议分析, 数据拆包之后重新打包为Ethernet协议, 经工业以太网与上位机ECS-Powerctrol软件通信, 接收管理机的所有电气数据, 然后通过接口程序Cspa Server.exe发送i Fix组态程序需要的数据, 供操作员监视、判断设备的运行状态。操作员的设备启停命令通过上位机组态画面发送至输煤系统PLC。参与逻辑判断后, PLC通过DO输出控制信号, 通过硬接线直接控制断路器;同时, 断路器的分、合闸状态也直接通过硬接线输出至PLC的DI, 完成关键参数的监视。
综保升级过程中发生过通讯不畅、程控无法操作、误报控制回路断线、测量数据不对应、综保内部继电器抖动等故障, 本文着重对故障处理措施进行分析。
1.1 通讯改造
因为此次系统改造升级处于机组运行期间, 无法全面停运设备进行检修, 只能逐一更换, 因此会出现新、旧设备同步运行问题。由于旧设备现场总线为485协议, 无法与Lonworks匹配, 不能同时在一条总线上收发数据, 因此只能将旧综保装置一条现场总线 (A网) 离线, 退出运行, 并将新装置挨个接入该总线, 预留出B网线缆, 以备旧装置全部退出后组双网。
实际改造过程中发生过数次新、旧综保装置通讯异常问题, 经总结, 有以下几个原因: (1) 旧装置拆除后, 误将通讯线缆线号管套错, 导致新装置接入旧装置的运行总线中, 新、旧装置通讯均不正常。 (2) 新、旧装置甩开的一组通讯线未做好绝缘措施, 有虚接现象, 导致旧、新装置总线短路, 无通讯。逐个隔离检查后, 通讯正常。 (3) 新装置地址设置错误, 与后台软件的设置不相符, 或者与同一总线其他设备重复, 导致通讯异常。 (4) 后台软件设置综保装置类型参数时, 因选型错误, 导致数据传输异常。这是因为各综保装置虽然使用规约相同, 但数据打包格式不同, 拆包必须采取相同的协议。在后台软件中将装置设置为相同类型, 下发至通讯管理机后, 通讯正常。 (5) 数据不匹配。接下来详细分析改造后综保装置数据的采集过程以及在后台软件中工程值系数的计算方法, 还原出设备一次系统的实际运行参数。该装置测量范围为1.2倍CT/PT额定值 (默认定值CT二次额定值为5 A) , 将采集到的电流、电压模拟信号经14位AD转换器转换为数字信号, 供CPU运算和数据传输。因此, 以6 k V电源开关使用变比为200∶1的CT为例, 如果综保装置传输至后台的数值为a, 则一次值为:, 即一次电流的工程值系数为0.292 968 75.采用此系列综保装置, 工程值系数仅与开关CT变比有关。一次电压的工程值算法与一次电流相似, 不同之处为PT额定电压为100 V, 变比为60∶1, 此处不再举例说明。
1.2 二次系统接线改造
因设备设计制造集成度要求, 保护装置内的STJ动作功率只有0.3 W, 对于长距离的控制线缆来说, 极易受到工频信号的干扰, 之前就出现过使用此类型综保装置, 设备因干扰导致跳闸的事故。因此, 在此次二次系统改造中, 需对输煤皮带事故按钮、就地操作箱所在的跳闸回路加装大功率继电器。
大功率继电器是二次系统的接口设备, 可与保护装置、安全自动装置等设备连接, 实现开入隔离、开出重动功能。该元件的特点是启动功率大 (大于5 W) 、抗干扰能力强 (启动时间不小于25 ms) 。经过一段时间的应用, 发现输煤电气系统故障明显减少。
1.3 输煤皮带无法启动
在此次改造过程中, 单向皮带回路较清晰, 出现问题能很快解决。涉及单条皮带正反转时, 出现的问题较多。
改造至#5A皮带时, 在传动过程中发现皮带开关在试验位就地合闸后立即跳闸。检查回路接线无误, 综保无保护跳闸信号, 但跳闸回路一直维持有跳闸信号。更换综保装置、6 k V电源开关均无法解决。偶然去控制室, 发现该皮带机务仍在工作, 就地将开关拉起, 停信号一直处于发送状态, 所以开关合闸后立即跳闸。
改造至#8A皮带时, 改造接线完成, 开关试验、传动过程中, 发现皮带远方正反转均无法启动。该路为燃煤进出煤场皮带, 使用2台6 k V真空断路器分别控制上煤和卸煤, 各开关的合闸回路串入另一开关的合闸辅助触点的常闭节点, 实现相互合闸闭锁。同时, 两开关柜分别取一对合闸辅助触电的常开节点, 并联后串入一中间继电器, 供就地皮带制动器启动使用。
故障解决:检查开关合闸回路正常;检查至中间继电器时, 发现一根电线误接至开关合闸辅助触点旁一空端子, 无法构成环路, 导致该中间继电器在开关合闸后无法启动。
1.4 综保装置报控制回路断线、开关偷跳
因ABB真空断路器开关内设置有防跳回路, 根据“二十五项反措要求”, 取消综保装置内部防跳回路, 使用综保装置与6 k V电源开关配合判断控制回路断线或者开关偷跳。当HWJ、TWJ状态同为分时, 判断为控制回路断线;开关处于合闸位时, TWJ状态为合, 则判断为开关偷跳。但因综保装置与开关配合问题, 需要调节回路中的电阻值, 以保证开关分闸时TWJ能可靠吸合、合闸时HWJ吸合。调节电阻值需要拆开开关和综保装置, 操作不便, 因此, 在误报开关控制回路断线或开关偷跳时, 采取在二者TWJ判断回路上串入开关分闸位置辅助触点的常开节点, 该问题得到解决。
涉及单开关带双电机运行时, 每一台电机均设置一综保。在两综保上均接入TWJ信号时, 开关合闸后, 各综保装置、开关内部均出现继电器抖动现象, 这同样是回路电阻值匹配问题。将两综保TWJ信号均接入时, 相当于综保回路并联后与开关串联, 阻值减小一半, 开关合闸防跳继电器吸合, 防跳动作后又无法保持, 防跳继电器又释放, 导致防跳继电器、综保内部TWJ抖动。将该无开关综保解除TWJ回路后, 抖动问题得以解决。
2 结论
输煤6 k V电源二次系统的改造, 特别是新型综保装置的应用, 彻底解决了原二次系统设备落后、可靠性差、二次回路复杂凌乱、自动化水平低、维护工作量大等问题, 为防止故障扩大、提高机组安全运行水平等发挥了积极作用。另外, 保护配置全面、记忆功能强大, 为今后准确分析事故、制订防范措施提供了依据。
摘要：某厂输煤6 kV电源二次系统因设计问题, 频繁出现上位机运行设备无电流, 皮带无法启动、无故跳闸等故障, 因此决定对该电源二次系统进行改造升级。对在改造过程中出现的问题进行了分析, 并提出相应的解决措施, 以供参考。
关键词：火电厂,输煤6 kV电源,二次系统,综保装置
参考文献
[1]袁志强.6 kV厂用电系统微机综合保护测控装置改造及应用[G]//全国火电100~200 MW级机组技术协作会2008年年会论文集, 2008.
二次电源 篇5
在电力系统中, 隔离开关是高压一次设备中使用最多的一种设备。其由于具有隔离电源、与断路器配合能够改变系统运行方式并可接通或断开小电流电路 (如拉合正常运行的电压互感器和避雷器) 的功能, 在电力系统的安全运行中起着不可代替的作用。
220kV台山站是江门电网的一个综合自动化变电站, 其110kV侧需技改安装的是由阿海珐 (AREVA) 公司生产的GW4-1262500型隔离开关及接地刀闸。工程人员发现该型隔离开关的二次回路在调试和验收过程中, 需将三相电机合上才能调试和检测辅助控制回路的功能, 存在较大的调试作业风险。本文尝试找出导致调试风险的根源所在, 据此提出降低风险的有效措施, 并就隔离开关电源的配置和运维管理提出要求, 以期提高隔离开关的安全运行水平。
1 GW4-1262500型隔离开关二次回路存在的问题
GW4-1262500型隔离开关采用380 V交流异步电机, 通过交流辅助控制回路控制电机的正转和反转, 实现隔离开关的合闸和分闸。对比和分析阿海珐厂家该型隔离开关新旧型号电机回路原理图 (图1) 及二次辅助控制回路原理图 (图2) 可知, 相对旧型号, 台山站要技改安装的新型号隔离开关电机回路增加了电机电源缺相保护继电器KA1、KA2和KA3及对应串接在刀闸电动辅助控制回路中的节点。电机电源缺相保护的作用在于:当电机三相交流电源断线缺相时, KA1、KA2和KA3任何一个继电器将因相电压值过低而返回, 其常开节点立即断开, 闭锁隔离开关的电动辅助控制回路, 中止隔离开关的分闸和合闸。在日常运行过程中, 为降低隔离开关误分或误合的风险, 隔离开关的电机电源一般会被严格要求处于断开状态, 需要对隔离开关进行操作时才合上。当对隔离开关进行检修调试或控制回路故障排查时, 除外部闭锁回路外控制回路还被电机回路的缺相保护继电器节点闭锁, 则控制回路的功能检修调试和故障排查工作就变得困难。此时若合上隔离开关的电机电源QM1, 解锁被缺相保护节点闭锁的控制回路, 若外部闭锁回路满足解锁条件且控制回路存在误碰的情况, 隔离开关就可能被误分或误合。因此, 本型号隔离开关需采取有效措施满足检修调试和排查故障的需要, 同时满足自身安全运行的需要。
2 GW4-1262500型隔离开关二次回路的完善和实施
2.1 GW4-1262500型隔离开关二次回路改进方案
针对110kV GW4-1262500型隔离开关辅助控制回路存在的问题, 本文从多个环节尝试对隔离开关的电机回路和控制回路进行改进, 共有以下3种备选方案:
方案一:对隔离开关电机回路进行改进。将电机回路中的三相缺相继电器KA1、KA2及KA3移接到电机保护断路器QM1前的端子上。隔离开关控制回路进行检修调试或故障排查时, 可以断开电机保护断路器QM1, 使隔离开关电机不接入三相交流电源, 控制回路不会被缺相继电器节点闭锁。如图3所示。
方案二:依然只对隔离开关电机回路进行改进。在电机回路中的三相缺相继电器KA1、KA2及KA3接入点至电机分合闸交流接触器接入点之间串接入一个三相交流空开QK1, 隔离开关控制回路进行故障排查或检修调试时, 合上电机保护断路器QM1、断开空开QK1即可, 控制回路不会被缺相继电器节点闭锁, 如图4所示。
方案三:只对隔离开关辅助控制回路进行改进。在隔离开关的控制回路中, 用一单相交流空开QK及两软导线并接在三相缺相继电器KA1、KA2及KA3三副串接在一起的常开接点KA1、KA2及KA3的首端和末端。当隔离开关进行故障排查或检修调试时, 可以合上单相交流开关QK, 将三相缺相继电器KA1、KA2及KA3三副串接在一起的常开接点KA1、KA2及KA3短接, 电机不接入三相交流电源, 便可进行隔离开关控制回路的调试操作;当隔离开关正常运行时, 断开交流开关QK, 断开短接线, 不对原隔离开关的控制回路产生任何影响。如图5所示。
2.2 GW4-1262500型隔离开关二次回路改进方案的选择和实施
通过表1对各方案在对其他二次回路可靠性和性能的影响、对缺相保护保护范围的影响、实施经济成本和实施难度等4个方面的比较, 可以得出方案三无疑是最佳选择。
本文决定采用方案三对隔离开关的控制回路进行改良, 如图6所示。
3 电动隔离开关电机电源配置的完善和运维管理
在隔离开关的实际运行过程中, 除了要确保其电机回路和辅助控制回路的功能完善外, 隔离开关电机电源的配置是否完善、运维管理是否到位也是决定隔离开关能否安全运行的重要因素, 必须加以重视。
3.1 电动隔离开关电机电源配置的完善
电动操作机构敞开式隔离开关机构箱、端子箱内应配置独立的电机电源开关。对隔离开关电机电源无法独立退出或机构箱未设置电机电源的, 应制定计划逐年技改, 确保每组/相隔离开关在端子箱 (汇控箱) 和机构箱内均配置独立电源。
3.2 电动隔离开关操作过程中电机电源管理要求
(1) 正常运行时, 电动操作机构隔离开关的电机电源开关应在退出位置。倒闸操作时, 在隔离开关操作前将电机电源开关投入, 隔离开关操作完成后将电机电源开关退出。
(2) 隔离开关电机电源开关应在机构箱处投退。机构箱内无电机电源开关的, 可在端子箱/汇控箱处投退。敞开式隔离开关机构箱处无独立电机电源开关, 必须在端子箱/汇控箱处退出。退出时, 应在机构箱处用万用表测量, 确认电源已退出。
(3) 隔离开关电机电源开关在操作时应按顺序逐一投退, 禁止在操作前将拟操作的隔离开关电机电源开关一次性投入。
(4) 监控人员远方操作隔离开关时, 隔离开关电机电源也应在操作前投入、操作后退出。
(5) 出现以下情况之一, 隔离开关电机电源可暂时不用退出:1) 电机电源与其他电源 (不包括照明回路) 共用同一空气开关或熔断器;2) 电机电源空气开关接点接入控制、信号或其他重要回路;3) 各级电力调度控制中心要求运行中长期投入主变中性点隔离开关电机电源。
3.3 现场施工作业期间电动隔离开关电机电源管理要求
(1) 施工作业过程中需要电动操作已连接高压引线的隔离开关时, 应由运行人员投退隔离开关电机电源, 并在操作过程中安排专人监护。
(2) 对一侧带电且机构箱内未设独立电机电源的隔离开关, 除在施工方案和工作票中明确在汇控箱或端子箱内退出隔离开关电机电源外, 还应在施工方案和二次回路措施单中注明解开隔离开关机构箱内电机电源进线电缆芯的安全措施, 由工作班组负责实施并做好绝缘隔离。
4 结语
为降低110kV GW4-1262500型隔离开关检修调试及故障排查的难度和风险, 通过采取在隔离开关辅助控制回路中并接一控制空开的措施, 防止因检修调试和故障排查需要合上电机电源时可能误分和误合隔离开关事故的发生。同时通过对隔离开关电源配置和运维管理提出细致严格的要求, 并在日常生产中加以落实, 从而确保了设备的安全运行。
摘要：GW4-1262500型隔离开关二次回路在调试和验收过程中, 需将三相电机合上才能调试和检测辅助控制回路的功能, 存在较大的调试作业风险。现尝试找出导致调试风险的根源, 据此提出降低风险的有效措施, 并就隔离开关电源的配置和运维管理提出要求, 以期提高隔离开关的安全运行水平。
关键词：隔离开关,二次回路,电源管理
参考文献
[1]张全元.变电运行现场技术问答[M].3版.北京:中国电力出版社, 2013.