整流變壓器電源系統分析

趙 軍

（克拉瑪依石化有限責任公司，新疆克拉瑪依 834000）

1 系統的試驗裝置及調試方法

1.1 控制系統的硬件調試方法

整流變壓器電源系統外部硬件部分，包括可控硅調壓設備，信號采樣控制設備，信號轉換設備，以及控制引腳設備。將各個部分零件按照系統設計要求拼接后，要探究硬件設備的連接可行性調試。整流變壓器電源系統的硬件連接步驟歸納為：

（1）檢查線路短路問題。整流變壓器電源系統的電路問題，多發生在電路板各個線路對接部分。進行硬件調試檢查時，應首先對那些有虛焊、毛刺、元件引腳焊接不當的位置進行短路狀況檢查。

（2）集成線路元件檢驗。整流變壓器電源系統的局部元件檢驗期間，元件通電狀態在5 V 以上，表示集成電路元件達到正常供電要求，當整流變壓器電源系統集中供電時，線路可以正常供電。

（3）整流變壓器電源系統通電可行性檢查。對整流變壓器電源系統各部分電路安裝中電力供應各部分情況進行綜合調控。整流變壓器電源系統模擬控制一次電壓和一次電流、二次電壓和電流部分，均是整流變壓器電源系統調控檢驗的要點。若系統整體通電供應情況穩定，說明整流變壓器電源系統的線路連接，已經達到最佳狀態。

1.2 電場空載系統調試步驟

高壓靜電除塵控制設備在帶負載啟動前需要檢測控制電路的完好性，首先要檢查可控硅觸發回路是否完好。以避免在帶上負載時出現故障導致電除塵本體的故障。通過這種方法可以提前發現故障，及早的處理。例如：啟動高壓控制設備一次電流很大，其它數值很小。空載試驗的工作是把高壓控制柜下端到除塵器上面整流變壓器的動力電纜卸掉，在高壓控制柜下端接上假負載，假負載是用2 個100 W（或200 W）的燈泡串聯而成。以上準備工作做好以后可以送電，按照順序合閘。控制回路帶點后，先要檢查控制回路指示燈是否正確，正確后進行升壓。

1.3 電場帶負載系統調試步驟

整流變壓器電源系統的安全性和穩定性，受到整流變壓器電源供電電場負載情況的影響。進行系統調試時，注意電場帶負載調控的步驟與要點。

（1）整流變壓器電源系統電流供應極限問題。這是控制電場帶負載范圍的基礎條件，由此，進行整流變壓器電源系統調試時，應先設定模擬電力極限值，確定整流變壓器電源系統，電力調控的功率最大值和最小值，初步定位整流變壓器電源系統所承受的電力大小。變壓器電源系統中，開關功率調節、軟件啟動功率檢驗等，都是極限檢驗值分析的部分。

（2）變壓器負載銅絲檢驗。當前電力系統中應用的整流變壓器電源系統，主要采用銅絲一端堅硬，一端磨尖的設計方式，對硬件系統的電力傳輸過程進行控制。若實際檢驗期間，銅絲負載強度較低，通電后銅絲會出現火花，且電路供電后，系統電流供應狀況不會恢復到原來穩定，此時我們需更換銅絲。

（3）整流變壓器電源系統電場開路和短路狀況調試。該環節是整流變壓器電源系統電場負載調節的主要部分。電場開路情況檢查時，需在系統啟動的狀況下，進行變壓器整流負載電阻調控檢驗。若電場處于短路狀態，系統中變壓器輸出端和接地端就會跳閘；反之，說明系統電流電場傳輸保護設備連接正常。同時，整流變壓器電源系統中高壓供電部分的靜電除塵本體檢驗，也是調控的環節之一。進行檢驗時，需觀察整流變壓器電源系統中靜電除塵環節運行中，系統電流供應情況是否在極限電流控制范圍內。若符合整流變壓器電源系統，電場極限值的調控狀態，則說明靜電除塵狀況良好，否則需采取手動調壓法進行輔助調壓。

將設備工作方式選到“手動方式”，進入“參數設定”菜單，調整“道通角”（0～180）°，使電流電壓達到額定值。然后調整信號輸入（主控板下方4 個藍色的電位器，左起第一個對應一次電流、第二個一次電壓、第三個二次電流、第四個二次電壓），電位器的具體位置，第一個電位器指針在時鐘9 點鐘，第二個電位器指針在12 點鐘，對于火花的判斷需要調整第三個跟第四個電位器，電位器的指針調整到時鐘的12 點位置，如果有假閃絡情況將第四個電位器向逆時針方向調整一點。調整好信號輸入后進行液晶數據矯正（調整主控板左上方的左起前四個電位器，對應關系同前），調整完后將工作方式選擇為“火花跟蹤”，將“電流限制”及“電壓限制”設定到想要達到的參數，或者直接設到額定值。當出現閃絡時，可以做如下判斷調整，二次電流、二次電壓信號是閃絡判斷的信號源，信號強度大閃絡判斷靈敏，信號強度小，閃絡判斷差，當信號小到一定程度時容易出現拉弧現象，電位器逆時針調整是減小輸入信號，順時針調整是增大輸入信號。

2 控制系統的干擾問題及解決措施

整流變壓器電源系統實際應用時，受到應用環境、應用技術等諸多環境因素的影響，結合實際應用狀況，將常見的故障問題歸納為：

（1）系統應用現場電源脈沖干擾問題。該故障出現的原因可歸納為：①當整流變壓器電源系統工作中的電磁輻射波突然進入電流供應系統時，就會產生反向脈沖的電流波，對電流系統正常電力供應產生干擾；②電力系統供應渠道中，主機與輔助設備進行電磁波傳輸時，各個通道之間的電磁波相互干擾，也會出現電源脈沖反向干擾的問題；③整流變壓器電源系統持續性供電時，局部電磁波出現一次電壓、二次電壓突然增大的情況，也會導致整流變壓器電源系統脈沖干擾的問題。

（2）系統設計中的干擾問題。該類故障因素可簡單歸納為：①整流變壓器電源系統的信號傳遞過程，主要是借助AGND（Analog Signal Ground 模擬接地）和DGND（Digital Ground 數字接地）程序進行信息傳輸，AGND 負責線路傳輸的總體線路，DGND 負責線路傳輸的枝干。實際進行電流傳輸時，出現電流線路分布與電力供應實際情況不協調的問題，導致整流變壓器電源系統電流傳輸受阻；②系統接地線與電源部分的連接不夠恰當，也會導致系統中電源供應干擾；③電源連接點與電解電容連接線路的芯片強度不對等，系統實際應用中出現干擾問題；④電路板與電力傳輸系統各部分之間的距離有限，整流變壓器電源系統應用時，也容易出現供電干擾。

3 系統的性能指標檢驗

各部分調試完畢，將其安裝到變壓器負載設備上進行負載電阻調控，再進行高壓供電控制電柜控制。變壓器的額定參數為：交流參數：380 V，119 A；直流電壓：75 kV，400 mA。

3.1 極限值的控制特性測試

按照整流變壓器電源系統，標準工作用電情況進行性能檢測極限值測定，測定中分別設定了一次/二次電壓、一次/二次電流，初步設定極限參數分別為：250 V，119 A，75 kV，400 mA。實驗中觀察系統正式供電后，參數的變化情況。當系統測定電壓達到（245～250）V 時，查看設備的極限值控制穩定情況。若此時系統的極限值穩定，可初步斷定系統一次電壓、一次電流處于穩定狀態。觀察后將系統設定的極限值參數分別調整到交流參數：380 V，119 A；直流電壓：75 kV，400 mA。再次觀察電流傳輸時測定值增加情況。若此時電路電壓值依舊保持在穩定狀態，證明整流變壓器電源系統當前的連接狀態，可滿足系統二次電壓、二次電流調控的需要，系統性能正常。

3.2 火花控制特性測試

整流變壓器電源系統性能測試時，也要對系統的火花控制調節能力進行檢測。系統測試過程：①在整流變壓器電源系統測試前，先確定好系統火花測定點；②用銅絲尖端頭觸碰硬件系統連接的鐵片部分，若銅絲尖端與鐵片接觸后產生火花，則說明此時供電系統中的放電電弧較大，可能已經超出系統正常供電的電流傳輸量；③觀察整流變壓器電源系統開展火花控制特性分析時，系統連接的電壓表、電流表的變化情況。若整流變壓器電源系統火花控制測試時，電壓、電流等均出現相應的變化，且測試后逐步恢復到最初狀態，說明系統處于正常狀態。

3.3 高壓電源控制系統的實驗結論

結合高壓電源控制實驗可知：整流變壓器電源系統性能的測驗中，首先應從系統電流調控的極限值入手，檢測系統電流、電壓調控的穩定程度。其次是對系統電流供應的磁場情況進行分析，若系統火花測定期間，電流、電壓處于上升狀態，且在測試完成后，高壓電源的電流控制條件又回到最終狀態，說明此時整流變壓器電源系統，在電流調控過程中電流傳輸穩定性較好。整流變壓器電源系統，在電力供應系統正常供應狀態下，電流、電壓變化控制在局域空間內，系統電流控制的大小會隨著高壓電源的變化而變化。通過試驗可以得出，電除塵器在輸出功率最大的情況下除塵效率最高，通過改變可控硅的導通角，可以有效的改善除塵效率。在不同的工作條件下使用不同的電壓控制方式，可以達到最好的除塵效率。