便攜式逆變交流穩(wěn)壓電源的研制

宋崢嶸 田慶衛(wèi)

（常州供電公司 江蘇 常州 213003）

0 引言

2010年8月首次出現(xiàn)設(shè)備廠方對供電公司電氣試驗數(shù)據(jù)產(chǎn)生疑問，要求復(fù)核的情況。在調(diào)查產(chǎn)生電氣試驗數(shù)據(jù)發(fā)生誤差的原因時，總結(jié)出了八大原因：安裝組裝不規(guī)范、天氣原因、被試設(shè)備存在缺陷、現(xiàn)場試驗電源不穩(wěn)、試驗儀器損壞、工作人員接線錯誤、試驗人員技術(shù)不足、其它導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯的問題。在對列出的問題進行逐個排查，得出了試驗電源不穩(wěn)是導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯的根本因素。

1 現(xiàn)場電源的不足

1.1 不足一：現(xiàn)場不能保證穩(wěn)壓市電

由于班組在日常的工作中采用的試驗電源有以下情況：1）市電；2）工地基建電源；3）發(fā)電機電源。市電是最有效的試驗電源：電源220V、頻率50HZ。[1]能保證試驗數(shù)據(jù)的準確性。而現(xiàn)實中的施工場地往往在偏遠的地區(qū)；或者全所停電等等情況，無法保證穩(wěn)壓市電提供給電氣試驗。

1.2 不足二：工地基建電源不穩(wěn)定

基建工地，往往處于偏遠地區(qū)、市電電源經(jīng)過長距離輸送，電壓嚴重下降；現(xiàn)場電焊機、切割機等施工機具眾多電源使用情況復(fù)雜，經(jīng)多次檢查和統(tǒng)計現(xiàn)場試驗電源，電壓往往只有180V-220V，頻率也只能達到45HZ-48HZ。無法保證合格的試驗作電源。

1.3 不足三：發(fā)電機設(shè)備陳舊

現(xiàn)在公司發(fā)電機主要有三種類型：G2000、HONMAX2000W和海洋王2.5kW。經(jīng)過多次測驗發(fā)現(xiàn)：空載狀態(tài)下，G2000能提供出221V、51HZ的電源；HONMAX2000W能提供出232V、50HZ的電源、海洋王2.5kW能提供出238V、48HZ的電源。雖然在空載狀態(tài)下，電壓與頻率完全符合要求。但是在實際使用過程中，由于設(shè)備陳舊，在帶負荷情況下電壓與頻率波動較大。G2000、HONMAX2000W和海洋王2.5kW在重載情況下，電壓會在180-200V、頻率會在43-48HZ波動。采用小型發(fā)電機電源也并不能完全滿足合格試驗電源的要求。

針對以上出現(xiàn)的情況，研制出一種適用于復(fù)雜施工情況下能提供出穩(wěn)定電源的設(shè)備勢在必行。

2 便攜式逆變電源的體系結(jié)構(gòu)

2.1 直流電源

公司每年都有交直流系統(tǒng)改造，積累了很多此類退役設(shè)備。所以考慮對公司變電所內(nèi)閑置、廢棄、損壞的逆變器維修，并加以利用。公司變電所的UPS電源都是有一個個蓄電池組成，其容量大都為10VA，試驗設(shè)備中功率最大的大電流發(fā)生器最大電流輸出要求為10A，使用2個蓄電池，以保證試驗電源的容量足夠設(shè)備的使用。

2.2 逆變電源箱的插座設(shè)計

電源箱表面由：交流輸出指示燈、直流輸出指示燈、交流輸出插座、直流輸出插座、蓄電池開關(guān)五個部分組成。蓄電池開關(guān)是控制電源輸出的總插座。交流輸出插座和交流輸出指示燈配合指示交流電源的使用情況。直流輸出插座和直流輸出指示燈配合指示直流電源的使用情況。

2.3 逆變電源的設(shè)計原理

主電源由2個10VA的蓄電池組成。通過逆變電源板，生成220V、50HZ的交流電源和110V的直流電源。全部電源通過蓄電池總開關(guān)引出至交流輸出插座和直流輸出插座。并且通過繼電器接點，并聯(lián)交流電源指示燈和直流電源指示燈。在電池容量消耗之后，通過交流電源逆向充電。[2]

3 便攜式逆變電源的使用

3.1 對反時限繼電器進行校驗，對比市電與逆變電源的差異

通過對同一個繼電器的五次測試數(shù)據(jù)如下：

序號 繼電器型號采用市電得出的數(shù)據(jù) 采用逆變電源得出的數(shù)據(jù)動作電流 動作時間 動作電流 動作時間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

數(shù)據(jù)有一定的離散性，但是由于繼電器本身就有一定的離散誤差。根據(jù)實際校驗的經(jīng)驗偏差屬于正常范圍。[3]

3.2 對目前使用最為廣泛的氧化鋅避雷器進行了試驗

通過對同一個氧化鋅避雷器的五次測試數(shù)據(jù)如下：

序號 避雷器型號采用市電得出的數(shù)據(jù) 采用逆變電源得出的數(shù)據(jù)1mA標稱電壓75%電壓下的電流 1mA標稱電壓 75%電壓下的電流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

數(shù)據(jù)的離散性幾乎沒有，所以我們認為研制的逆變電源可以滿足要求。[3]

通過對GL-15繼電器和氧化鋅避雷器HY5WZ-17/45的試驗可以看出：研制出的便攜式逆變電源安全、可靠，使用方便，數(shù)據(jù)與市電幾乎相同，可以推廣使用，同時在試驗中也發(fā)現(xiàn)二點不足。

4 便攜式逆變電源的改進

使用中發(fā)現(xiàn)：由于電源由兩個容量為10VA蓄電池組成，便攜式逆變電源僅能工作19分鐘，工作時間太短，現(xiàn)場長期使用性較差。將容量為10VA的蓄電池更換為4個10VA的蓄電池，使用時間能增加一倍，基本能滿足一個變電所的電氣試驗使用要求。[4]同時在電源箱內(nèi)加裝隔層。分上下二層，各放入2個蓄電池。將原本位于蓄電池上側(cè)的逆變電源板改到蓄電池側(cè)邊，同時加裝隔層，用打孔機在隔層上打2孔，連接逆變電源板和蓄電池的連線由此通過，充分利用起電源箱空間。如此，整個電源箱結(jié)構(gòu)緊湊。

5 便攜式逆變交流穩(wěn)壓電源的優(yōu)點

優(yōu)點一：提高試驗數(shù)據(jù)的準確性。

逆變交流穩(wěn)壓電源提供出了穩(wěn)定了電壓220V和頻率50HZ。在一系列的測試后，最終總結(jié)出便攜式逆變交流穩(wěn)壓電源在輸出的穩(wěn)定性、可靠性上能夠達到要求。試驗出的數(shù)據(jù)與市電相符。

優(yōu)點二：成本低廉。

便攜式逆變交流穩(wěn)壓電源都是由陳舊變電所淘汰設(shè)備組裝而成。幾乎沒有任何成本，在損壞后的配件都是由舊設(shè)備而來，維護成本低。而市場上買一個逆變交流穩(wěn)壓電源箱至少一萬元以上。出現(xiàn)問題后只能郵寄給廠家維修。維修耗時長，費用貴。

6 結(jié)束語

針對35kV及以下用戶電氣試驗數(shù)據(jù)不準確的特點。研制出便攜式逆變交流穩(wěn)壓電源，使用簡單，提高了工作效率，提升了優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。將來可以對電源箱進一步改進以使得該電源能一邊充電一邊使用。該電源箱的使用將更加可靠、有效。

［1］電力行業(yè)職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.電氣試驗[M].北京：中國電力出版社，2002.

［2］國家電網(wǎng)公司.電力安全工作規(guī)程[M].北京：中國電力出版社，2009.

［3］國家電網(wǎng)公司.輸變電工程標準工藝[M].北京：中國電力出版社，2010.

［4］國家電網(wǎng)公司.電力安全工作規(guī)程：高壓試驗室部分[M].北京：中國電力出版社，2012.