變電站內的繼電保護、自動裝置、信號裝置、事故照明和電氣設備的遠距離操作，一般采取直流電源，所以直流電源的輸出質量及可靠性直接關系到變電站的安全運行和平穩(wěn)供電。
直流系統(tǒng)改造的目的和必要性
變電站的直流系統(tǒng)被人們稱為變電站的“心臟”，可見它在變電站中是多么的重要。中原油田的電力系統(tǒng)始建于上世紀70年代末，因受當時技術條件的限制，陸續(xù)建起的變電站直流系統(tǒng)設備有的為硅整流電容補償直流電源，有的為帶有鉛酸蓄電池的KGCA—50/98～360、KGCFA—75/200～360型硅整流直流電源，有的為BZGN—20/220型鎘鎳電池直流屏。部分投運較早、運行時間較長的變電站直流設備老化嚴重，給變電站的安全、可靠運行帶來了嚴重的威脅。如某110kV變電站就曾因直流系統(tǒng)故障，造成越級跳閘，導致全站失電的惡性事故。其它各站雖未發(fā)生大的事故，總因直流系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生問題，缺陷較多，有的缺陷無法處理，致使直流系統(tǒng)長期處于“帶病”運行狀態(tài)，導致給用戶無法正常供電。
隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，為提高電網(wǎng)的供電質量，使電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行，并實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化，從而對電力控制系統(tǒng)的關鍵設備—控制電源的要求也越來越高。而原來的直流設備均采取傳統(tǒng)的相控電源，效率低、紋波系數(shù)大，在電磁輻射、熱輻射、噪聲等方面都不盡人意。另外，監(jiān)控系統(tǒng)不完善，采取1+1備份方式，對二次電路越來越先進的儀器儀表、控制、自動化設備很難滿足其技術要求。此外由于相控電源浮充電壓易波動，會出現(xiàn)蓄電池脈動充放電現(xiàn)象，對免維護蓄電池損害極大，影響電池壽命。加之其它設備改造和新設備的投入，原來的相控電源已遠遠不能滿足中原油田電力系統(tǒng)的需要，急需進行改造更換，才能保證電氣設備的安全運行和平穩(wěn)供電。而智能高頻開關電源由于其體積小，重量輕，技術指標優(yōu)越，模塊化設計，N+1熱備份方式，便于“四遙”等優(yōu)點，已在諸多領域得到廣泛應用。上世紀90年代以后，國外先進工業(yè)國家新建或改造電廠和變電站已全部采用高頻開關電源，其蓄電池亦全部采用免維護蓄電池。為了實現(xiàn)中原油田電網(wǎng)設備達到同行業(yè)先進水平的目標，根據(jù)電網(wǎng)實際情況，直流系統(tǒng)設備改造采用目前先進的智能高頻開關電源系統(tǒng)。
智能高頻開關電源系統(tǒng)的性能特點
為了保證智能高頻開關電源系統(tǒng)的質量，我們組織了多名技術人員對多個生產(chǎn)廠家進行了考察，了解廠家的生產(chǎn)工藝、規(guī)模和實驗測試手段等情況，經(jīng)過“貨比三家”后，技術改造決定使用GZDW—200/220型操作電源。它是專為電力系統(tǒng)研制開發(fā)的新型“四遙”高頻開關電源，采取高頻軟開關技術，模塊化設計，輸出標稱電壓為220V，配有標準RS?232接口，易于與自動化系統(tǒng)對接，適用于各類變電站、發(fā)電廠和水電站使用。此設備有下列性能特點：
1)模塊化設計，N+1熱備，可平滑擴容。
2)監(jiān)控功能完善，高智能化，采取大屏幕液晶漢字顯示，聲光告警。
3)監(jiān)控系統(tǒng)配有標準RS?232接口，方便接入自動化系統(tǒng)，實施“四遙”及無人值守。
4)對蓄電池自動管理及自動維護保養(yǎng)，實時監(jiān)測蓄電池組的端電壓，充、放電電流，自動控制均、浮充以及定期維護性均充。
5)具有電池溫度補償功能。
6)模塊可帶電插拔，更換安全方便。
7)降壓方式采取新型高頻軟開關無級雙向調壓，摒棄傳統(tǒng)硅堆降壓方式，輸出電壓精度高，動態(tài)響應速度快。
8)采用最新軟開關電源技術，采用進口器件。
智能高頻開關電源系統(tǒng)的組成及各部分作用
智能高頻開關電源系統(tǒng)由交流配電，絕緣檢測，監(jiān)控模塊、整流模塊、調壓模塊，直流饋電等組成。
交流配電為系統(tǒng)提供三相交流電源，監(jiān)測三相電壓、電流及接觸器狀態(tài);判斷交流輸入是否滿足系統(tǒng)要求，在交流輸入出現(xiàn)過壓、欠壓、不平衡時自動切斷有故障的一路，并切換到另一路供電，系統(tǒng)發(fā)出聲光告警。裝有每相通流量40kA、響應速度為25μs的三相避雷器，能有效地防止雷擊對設備造成的損壞。
