ZD型中站5KVA电源屏磁饱和电抗器稳压改数字补偿式稳压的探讨

2014-05-16姚炳玉齐齐哈尔电务段黑龙江齐齐哈尔161000

山东工业技术 2014年9期

姚炳玉（齐齐哈尔电务段黑龙江齐齐哈尔 161000）

随着各车站用电设备的增加，用电功率不断加大，同时对电源的质量要求也在不断提高，采用磁饱和稳压方式的电源屏已不能适应实际应用的需要了，特别是现代的用电设备要求电源除电压稳定外，还要求电源净化。磁饱和稳压器工作时本身消耗功率大、噪音大，所用的电子元件发热量大，易老化，工作点随之漂移，而直接的后果就是稳压精度低。改变电源屏稳压方式已成为当前迫切需要解决的问题。

一、管内磁饱和电抗器稳压器的现状

管内还有31个车站使用由北京电务器材厂70年代设计80年代生产的ZD型5KVA中站电源屏。这种电源屏稳压方式是由晶体管电路控制调整磁饱和电抗器直流线圈的电流大小来完成稳压的。首先在设计上采用自耦变压器、磁饱和电抗器工作时自身耗电量大，发热量大，噪音大；其次随着运用时间延长自耦变压器、饱和电抗器的电特性下降，当外电网电压瞬间异常波动、电压波形中有尖峰脉冲干扰或遇雷击时绝缘层容易击穿等。电源屏是24小时不间断工作的，屏中起稳压控制作用的晶体三级管采用的是锗材料的3AD30C(3AD53C)，这种材料制造的晶体管正、反向漏电流大，受温度影响大，易击穿；稳压板上的三极管也采用锗材料的3AX81(3AX83C)型，工作时间一长，漏电流增加，工作点变化，造成输出的稳压电压值变化而超过标准。再次这种稳压方式电路复杂，故障率高，故障查找困难。为彻底解决这一问题，可将磁饱和稳压方式改为数字补偿式稳压。

二、数字补偿式稳压器的特点

数字补偿稳压器是根据碳刷滑动补偿式电力稳压器稳压电源的原理研制开发的一种新型高性能交流稳压电源。该稳压电源保留了碳刷滑动补偿式稳压器的输出容量大、对电网不产生干扰、对负载适应能力强、无附加波形失真、稳压范围宽、稳压精度高、效率高及价格低廉等优点；克服了因存在滑动触点而使可靠性降低，以及因机械传动而造成的动态性能差等缺点，是一种较理想的交流稳压电源新产品。数字补偿稳压器具有适应铁路信号供电系统线长点多，负载特性复杂，特别是电网电压波动大、变化频繁、冲击干扰严重、负载非线性特性明显的供电区段，更能体现出本电源安全、稳定、可靠和广泛的负载适用性。

1.输入功率因数高：在输入电压和负载变化的整个范围内，稳压电源本身不会产生非线性电流成分，不会对电网产生污染。

2.输出负载适应能力强：本电源对各种非线性（强容性、强感性、冲击性等）负载都能可靠无误的供电。当输入电源变化以及输入电压或输出电流存在非线性成分是，稳压电源工作不受影响。

3.动态性能好：对输入电压和输出负载的突然变化，输出电压每步的调整时间小于80ms。节能性好，效率高，优于其它电源。

4.无机械传动和触点磨损，可靠性高，噪音小，温升低。

5.主电路中不存在铁磁谐振非线性电路环节，因而无附加波形失真。

6.体积小，功能完善，功率密度大，输出能力强，性能价格比高。

7.当稳压电源本身发生故障时，可自动旁路供电。

上述特点中，适应能力强、动态性能好及故障时自动旁路是在铁路信号电源运用中需要的，因为伴随着进路的建立或者信号（多架）开放，列车占用轨道分路等过程，用电量会发生不同的变化，特别是转辙机在转换道岔时，会消耗较大的功率，而其它时刻用电量很小；另外当外网电压发生突变时，快速适应其变化在极短的时间内调整输出电压值，使之达到规定标准，保证信号设备正常工作。

三、改造方案

将原磁饱和电抗器稳压改为数字补偿式稳压器的意义不仅在于提高电源质量、降低能耗，更是改善工作条件、减少操作环节、减少故障的需要。ZD型中站5KVA电源屏稳压电路如图一所示。

1.具体改造方法：

（1）拆除1BHK和2BHK磁饱和电抗器、B1自耦变压器、B2变压器、稳压板、过压监督板、J1继电器（共使用三组接点：第一组4XLC励磁电路、第二组稳压表示灯、第四组声光报警）、3XLC（共使用三组接点：第一组控制磁饱和调压电路、第二组给调压电路提供基准电压、第三组控制高低压监督电路）和4XLC（共使用二组接点：第一组甩稳压，电源直供、第五组3XLC励磁电路）交流接触器、TA5按钮、以及相应的配线，如图二红虚线部分所示，红虚线稳压部分为图一中稳压电路的等效电路。

（2）增加K1和K2双刀双掷断路器、WYQ数字稳压器，电路如图三红虚线部分所示。