1前言

在電力系統中，直流電源作為繼電保護、自動裝置以及一二次設備操作電源使用，是發電廠和變電站非常重要的設備。近年來，系統內因直流電源故障而引發的事故時有發生，所以，對直流電源的可靠性、穩定性具有很高的要求。傳統的直流電源多數采用可控硅整流型。隨著高頻開關電源技術的成熟，目前高頻開關電源已在電力系統內逐步開始取代傳統硅整流充電機。高頻開關電源因具有體積小、重量輕、效率高、工作可靠等優點，廣泛應用于電力發電廠、變電站（所）、工業生產、交通等直流系統及相關配套裝置中，是斷路器分合閘用電、后備電池充電以及二次回路的儀器儀表等低壓設備用電設備正常工作的動力核心

2高頻開關電源的工作原理

交流電源接入整流模塊，經濾波及三相全波整流器后變成直流，再接入高頻逆變回路，將直流轉換為高頻交流，最后經高頻變壓器、整流橋、濾波器后輸出平穩直流。

高頻開關電路主要由整流濾波電路，全橋變換電路，PWM控制電路，穩壓、限壓電路，穩流、限流電路，保護電路，以及輔助電源電路等組成。

三相電網（或單相）電壓經電源開關后，進行整流濾波，得到的520Vdc（單相為300Vdc）的平滑直流電壓供給逆變電路。

逆變電路主要由大功率IGBT模塊（或場效應MOSFET模塊）組成全橋變換電路。當PWM輸出控制信號通過隔離驅動器分別驅動功率模塊，兩組對角管分別交替導通，在高頻變壓器初級產生高頻脈沖電壓，次級電壓由高頻變壓器變壓后經整流向負載提供能量。

輸出端分別接有穩壓、限流和穩流、限壓等反饋電路。當置于穩壓狀態時，穩壓和限流電路起作用，當輸出電壓升高或下降時，取樣電壓通過穩壓電路內部電壓比較器跟基準電壓比較，其誤差信號電壓加到PWM控制電路，使PWM輸出脈寬作相應變化，從而穩定輸出電壓，如負載電流過高時，限流電路工作，使輸出電流限制在限流設定值內。

同樣，在穩流狀態下，穩流電路作用，使輸出電流穩定在設定值內，而當過壓時，限壓電路使輸出電壓鉗位在限壓值。當有異常情況（如輸入過壓或欠壓，過流或過熱等）產生保護信號加到保護控制電路時，保護電路輸出一個電壓加到PWM電路，使PWM電路停止輸出，從而達到保護目的。

3電力系統諧波的來源

電力系統中諧波源是多種多樣的。主要有以下幾種：

⑴系統中的各種非線性用電設備如：換流設備、調壓裝置、電氣化鐵道、電弧爐、熒光燈、家用電器以及各種電子節能控制設備等。這些設備即使供給它理想的正弦波電壓，取用的電流也是非線性的，即有諧波電流存在。并且這些設備產生的諧波電流也會注入電力系統，使系統各處電壓產生諧波分量。這些設備的諧波含量決定于它本身的特性和工作狀況，基本上與電力系統參數無關，可視為諧波恒流源。

⑵供電系統本身存在的非線性元件是諧波的又一來源。這些非線性元件主要有變壓器激磁支路、交直流換流站的可控硅控制元件、可控硅控制的電容器、電抗器組等。

⑶如熒光燈、家用電器等的單個容量不大，但數量很大且散布于各處，電力部門又難以管理的用電設備。如果這些設備的電流諧波含量過大，則會對電力系統造成嚴重影響，對該類設備的電流諧波含量，在制造時即應限制在一定的數量范圍之內。