智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)

1、 北京凱福電氣有限公司公 司 簡(jiǎn) 介 北京凱福電氣有限公司創(chuàng)建于二OOO年九月，是北京市可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)控股的高技術(shù)企業(yè)，注冊(cè)資本500萬(wàn)元人民幣，擁有員工80多人，是北京市星火計(jì)劃科技企業(yè)。 北京凱福電氣公司目前擁有中國(guó)最先進(jìn)的電力系統(tǒng)直流電源設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、技術(shù)平臺(tái)和雄厚的專(zhuān)業(yè)技術(shù)研發(fā)力量。公司的生產(chǎn)中心占地面積1500平方米，具備年產(chǎn)1000套電力電源設(shè)備、微電子設(shè)備及自動(dòng)化控制系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，成為業(yè)界最具發(fā)展?jié)摿Φ膶?zhuān)業(yè)化產(chǎn)品和非標(biāo)產(chǎn)品的制造中心之一。 北京凱福電氣公司以電力電子技術(shù)及自動(dòng)化控制技術(shù)為核心發(fā)展方向，以保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、滿足客戶(hù)的需求為發(fā)展技術(shù)和研發(fā)產(chǎn)品的準(zhǔn)則。 北京凱

2、福電氣公司生產(chǎn)的電力系統(tǒng)智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源設(shè)備在國(guó)內(nèi)首家通過(guò)北京市經(jīng)委行業(yè)管理辦公室、北京電力行業(yè)協(xié)會(huì)、北京電器電材行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合主持的新產(chǎn)品（技術(shù)）鑒定驗(yàn)收。 北京凱福電氣公司的產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠、變電站、軍事工程、大型廠礦和市政建筑工程，產(chǎn)品覆蓋國(guó)內(nèi)10多個(gè)省、市、自治區(qū)并遠(yuǎn)銷(xiāo)國(guó)外。重點(diǎn)工程有：山東華明章丘電廠、甘肅省酒鋼電廠、山東聊城熱電有限公司等所應(yīng)用的大型直流設(shè)備（220VDC、220A至360A、1200Ah至2500Ah的系統(tǒng)）；甘肅省平?jīng)?30KV變電站、北京大學(xué)110KV變電站等所應(yīng)用的常規(guī)直流設(shè)備（220VDC和110VDC、20A至120A、50Ah至800Ah的系統(tǒng)

3、）；總裝備部太原衛(wèi)星發(fā)射中心、中國(guó)人民解放軍二炮陣地工程、緬甸日產(chǎn)200噸紙漿廠項(xiàng)目（出口）等所應(yīng)用的特種非標(biāo)直流設(shè)備。 凱福公司是中國(guó)電力系統(tǒng)直流電源設(shè)備推廣委員會(huì)成員單位，多次參加電力系統(tǒng)相關(guān)部門(mén)和國(guó)家電科院、電規(guī)院主持的直流電源設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、技術(shù)條件的研討工作。振奮精神、扎實(shí)工作、立足本職、爭(zhēng)創(chuàng)佳績(jī)。為使我們企業(yè)能夠更好的服務(wù)于電力系統(tǒng)，為廣大電力系統(tǒng)用戶(hù)提供更好的、更先進(jìn)的、優(yōu)質(zhì)的直流電源成套設(shè)備盡我們的微薄之力?？蛻?hù)服務(wù)部63785781技術(shù)支持部 真63785781一、智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源介紹1.

4、 引言90年代以前，我國(guó)電網(wǎng)中直流電源的配置是鉛酸蓄電池，交直流發(fā)電機(jī)組成或可控硅整流器，刀閘加熔斷器，手動(dòng)操作?？煽啃圆?，給電網(wǎng)造成了不少事故。90年代初期，隨著一系列直流電源方面標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，開(kāi)發(fā)出了通用型GZD直流電源柜和微機(jī)型GZDW直流電源柜。采用了高頻開(kāi)關(guān)模塊充電裝置，直流空氣開(kāi)關(guān)，微機(jī)監(jiān)控單元等先進(jìn)的元器件，可靠性有了很大提高。智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源作為新型的綠色電源，符合國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)三廢排放措施。在勞動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)造成人員傷害。是新器件、新技術(shù)在電力電源方面的應(yīng)用，代表了我國(guó)高新技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，具有國(guó)際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，是替代傳統(tǒng)直流操作電源的高新技術(shù)產(chǎn)品。2. 用途主要應(yīng)用于電力系

5、統(tǒng)中小型發(fā)電廠、水電站、各類(lèi)變電站、開(kāi)閉所和其它使用直流設(shè)備的用戶(hù)（如石化、礦山、鐵路等）中。是保證電網(wǎng)及發(fā)電廠安全運(yùn)行的重要設(shè)備，為各類(lèi)斷路器（電磁操動(dòng)式、彈簧儲(chǔ)能式）提供分、合閘電源，以及給二次回路中的儀表、控制回路、繼電保護(hù)和事故照明等各類(lèi)高低壓設(shè)備用電提供直流電源。特別是在故障發(fā)生時(shí)，它是整個(gè)變電站內(nèi)部各種控制裝置，保護(hù)裝置的備用電源，在整個(gè)變電、配電自動(dòng)化系統(tǒng)中起著十分重要的作用。適用于：1.發(fā)電廠和水電站以及10kV500kV電壓等級(jí)變電站及開(kāi)閉所；2.鐵道、石油化工等采用直流電源設(shè)備的場(chǎng)所及用戶(hù)變電所。二、智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源特點(diǎn)1. 系統(tǒng)功能特點(diǎn)智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源系統(tǒng)采用智能

6、化高頻開(kāi)關(guān)電源模塊并聯(lián)方式，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)均衡充電/浮充電功能，具有穩(wěn)壓精度高、穩(wěn)流精度高、紋波系數(shù)小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，是目前可控硅整流直流電源的替代產(chǎn)品。系統(tǒng)對(duì)三相交流輸入電壓，蓄電池組端口電壓，蓄電池組充放電電流，合閘母線電壓，控制母線電壓，負(fù)載總電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)；并實(shí)現(xiàn)空氣開(kāi)關(guān)跳閘，防雷器損壞、電網(wǎng)停電、電網(wǎng)電壓過(guò)欠壓，蓄電池組電壓過(guò)欠壓，蓄電池組充電過(guò)流，蓄電池支路熔絲斷，合閘母線過(guò)欠壓，控制母線過(guò)欠壓，各輸出支路斷路或接地等故障告警。以微處理器為核心的集散式測(cè)量系統(tǒng)對(duì)充電模塊、充饋電柜、電池組、直流母線對(duì)地絕緣情況實(shí)時(shí)全方位監(jiān)視、測(cè)量和控制。先進(jìn)的電池管理功能。能對(duì)電池的端電壓、充電電流進(jìn)行檢

7、測(cè)。自動(dòng)完成電池充電的智能化管理，并可實(shí)時(shí)計(jì)算電池容量顯示于屏幕上；有充電（恒流、限流恒壓充電）、浮充電及自動(dòng)轉(zhuǎn)換的功能，并具有軟啟動(dòng)特性。充電裝置以穩(wěn)流充電方式運(yùn)行，當(dāng)充電電壓達(dá)到限壓整定值時(shí)，設(shè)備能夠自動(dòng)限制電壓，自動(dòng)轉(zhuǎn)換為恒壓充電運(yùn)行。充電浮充電裝置以穩(wěn)壓充電方式運(yùn)行，若輸出電流超過(guò)限流的整定值，設(shè)備能自動(dòng)限制電流，并自動(dòng)降低輸出電壓，輸出電流將會(huì)立即降至整定值以下。實(shí)現(xiàn)了全智能化，不需任何人工干預(yù)。最大限度的延長(zhǎng)電池使用壽命。高可靠性：l 傳統(tǒng)的相控電源采用設(shè)備備份方式，高頻開(kāi)關(guān)電源采用N+1熱備份，使得任意一個(gè)模塊退出運(yùn)行均不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。l 交流輸入部

8、分加輸入濾波器，尖峰抑制電路，減少對(duì)電網(wǎng)的污染，同時(shí)避免電網(wǎng)中的諧波污染電源，直流輸出部分加輸出濾波器，減少由于高頻工作產(chǎn)生的高頻傳導(dǎo)干擾。l 整流模塊機(jī)箱的輸入輸出均采用進(jìn)口一體化插座，選用鍍金插針，并具有獨(dú)特的長(zhǎng)短針專(zhuān)利設(shè)計(jì)，接觸電阻小，瞬間通斷，可帶電熱插拔。平均維護(hù)時(shí)間大幅度減少。l 關(guān)鍵器件全部采用高質(zhì)量的進(jìn)口名牌產(chǎn)品，直流饋線開(kāi)關(guān)選用進(jìn)口直流專(zhuān)用斷路器。l 具有較低的紋波電壓和穩(wěn)定的輸出電壓，穩(wěn)定和準(zhǔn)確的蓄電池浮充電流，保證蓄電池不會(huì)被長(zhǎng)時(shí)間過(guò)充電，盡可能減少免維護(hù)蓄電池安全閥動(dòng)作次數(shù)，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。l 動(dòng)力母線和控制母線可以由充電模塊單獨(dú)直接供電，也可以通過(guò)降壓裝置熱備份

9、。l 硬件低差自主均流技術(shù)，模塊間輸出電流最大不平衡度小于3%。l 可靠的防雷和電氣絕緣措施，選配的絕緣監(jiān)測(cè)裝置能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)絕緣情況，確保系統(tǒng)和人身安全。l 系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用IEC（國(guó)際電工委員會(huì)），UL等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，可靠性與安全性有充分保證。高智能化：l 監(jiān)控模塊采用大屏幕點(diǎn)陣式液晶顯示器，漢字、背光顯示，聲光告警。具有100條最新故障記錄功能（含故障起、止時(shí)間），掉電后不消失。l 可通過(guò)監(jiān)控模塊進(jìn)行系統(tǒng)各個(gè)部分的參數(shù)設(shè)置。l 模塊具有平滑調(diào)節(jié)輸出電壓和電流的功能，具備電池充電溫度補(bǔ)償功能。l 備有多個(gè)擴(kuò)展通訊口，可接入多種外部智能設(shè)備（如電池監(jiān)測(cè)儀、絕緣監(jiān)測(cè)裝置等）。l 開(kāi)放式接口設(shè)計(jì)，具有

10、強(qiáng)大的通訊功能，方便地實(shí)現(xiàn)與變電站RTU裝置或電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（DCS）相連，并根據(jù)用戶(hù)需要傳遞相應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和告警信息。l 現(xiàn)代電力電子與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，所有信號(hào)均可記憶，可在現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)方手動(dòng)復(fù)歸。各故障信號(hào)在現(xiàn)場(chǎng)能顯示，并可以無(wú)源接點(diǎn)形式引至電站監(jiān)控系統(tǒng)。提供對(duì)電源系統(tǒng)的“遙測(cè)、遙控、遙信、遙調(diào)”的支持，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。l 蓄電池自動(dòng)管理及保護(hù)，實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)蓄電池組的端電壓、充放電電流，并對(duì)蓄電池的均浮充電進(jìn)行智能控制，設(shè)有電池過(guò)欠壓和充電過(guò)流聲光告警。2. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：柜體材料采用優(yōu)質(zhì)冷軋寶鋼板（厚2.0）?？蚣芙Y(jié)構(gòu)件均由數(shù)控機(jī)床加工而成。機(jī)柜外形尺寸2260800600mm（高寬深）

11、。柜前配有前門(mén)，柜后左右門(mén)，便于維護(hù)人員在柜前、后操作保養(yǎng)。柜體采用焊接結(jié)構(gòu)，整體性好，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度及抗震性能，并具有獨(dú)特的通風(fēng)設(shè)計(jì)，保障柜內(nèi)的散熱。采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)，模數(shù)化設(shè)計(jì)，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP20IP40。柜體表面采用靜電噴塑工藝涂層，抗沖擊、抗腐蝕能力強(qiáng)。內(nèi)部電氣元件安裝緊固件采用鍍彩鋅處理，匯流排采用鍍鉻處理，電池托盤(pán)采用加強(qiáng)型鍍鋅托盤(pán)。3. 工藝特點(diǎn)：交、直流，強(qiáng)電與弱電分開(kāi)布線，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的功能分區(qū)，對(duì)系統(tǒng)分塊布線后進(jìn)行總成。二次布線均采用行線槽布線，既保護(hù)線路又美觀實(shí)用。對(duì)電線電纜的壓接采用先進(jìn)的冷壓帶預(yù)絕緣技術(shù)和母排套熱縮套管技術(shù)，保證了電氣的絕緣性能。各饋線輸出均采用獨(dú)

12、立的、底座封閉的阻燃型端子，連接可靠，端子上加以編號(hào)，一目了然。各電路板表面均涂有絕緣層，能在氣候惡劣，塵霧嚴(yán)重的環(huán)境下可靠運(yùn)行。三、智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源使用條件1. 環(huán)境條件1. 海拔高度：2000米以下；2. 環(huán)境溫度：設(shè)備運(yùn)行期間，周?chē)諝鉁囟?5+40；設(shè)備停用期間，周?chē)諝鉁囟?25+55。3. 相對(duì)濕度：日平均相對(duì)濕度95%，月平均相對(duì)濕度90%，4. 交流電網(wǎng)電壓幅值持續(xù)波動(dòng)范圍：不超過(guò)額定電壓15%；5. 交流電網(wǎng)頻率波動(dòng)范圍：不超過(guò)50Hz10%；6. 安裝地基無(wú)劇烈振動(dòng)和沖擊，無(wú)強(qiáng)電磁干擾，外磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度均不得超過(guò)0.5mT。垂直傾斜度不超過(guò)57. 機(jī)房無(wú)腐蝕金屬和破壞絕緣

13、的有害氣體，不允許有霉菌存在，無(wú)導(dǎo)電塵埃和引發(fā)火災(zāi)及爆炸的危險(xiǎn)介質(zhì)。2. 電氣條件：1) 交流輸入：三相四線制，對(duì)三相電源無(wú)順序要求。2) 頻率變化范圍不超過(guò)50Hz10%。3) 交流輸入電壓波動(dòng)范圍不超過(guò)380V20%。4) 交流輸入電壓不對(duì)稱(chēng)度不超過(guò)5%。5) 交流輸入電壓應(yīng)為正弦波，非正弦含量不超過(guò)10%。四、智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源系統(tǒng)工作原理直流電源系統(tǒng)工作原理框圖1. 交流輸入正常時(shí)系統(tǒng)交流輸入正常時(shí)，兩路交流輸入經(jīng)過(guò)交流切換控制板選擇其中一路輸入，并通過(guò)交流配電單元給各個(gè)充電模塊供電。充電模塊將輸入三相交流電轉(zhuǎn)換為220V或110V直流，經(jīng)隔離二極管隔離后輸出，一方面給電池充電，另一

14、方面給合閘負(fù)載供電。此外，合閘母線還通過(guò)降壓硅鏈裝置與控制模塊構(gòu)成備份系統(tǒng)提供控制母線電源。系統(tǒng)中的監(jiān)控部分對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制，信號(hào)通過(guò)配電監(jiān)控分散采集處理后，再由監(jiān)控模塊統(tǒng)一管理，在顯示屏上提供人機(jī)操作界面，還可以接入到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)還可以配置絕緣監(jiān)測(cè)儀或絕緣監(jiān)察繼電器，監(jiān)測(cè)母線絕緣情況。2. 交流輸入停電或異常時(shí)交流輸入停電或異常時(shí)，充電模塊停止工作，由電池供電。監(jiān)控模塊監(jiān)測(cè)電池電壓、放電時(shí)間，當(dāng)電池放電到一定程度時(shí)，監(jiān)控模塊告警。交流輸入恢復(fù)正常以后，充電模塊對(duì)電池進(jìn)行充電。系統(tǒng)能量流動(dòng)圖五、智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源系統(tǒng)組成智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源系統(tǒng)一般由以下幾部分組成：交流配電單元、整

15、流單元、監(jiān)控單元、直流饋電單元、降壓?jiǎn)卧㈦姵貑卧?、絕緣監(jiān)測(cè)單元等。l 交流配電單元將交流電源引入分配給各個(gè)充電模塊，并實(shí)現(xiàn)兩路交流電源的自動(dòng)切換。系統(tǒng)默認(rèn)第一路交流電源為主電源，特殊情況可用兩路交流輸入切換開(kāi)關(guān)手動(dòng)選擇任一路交流電源投入使用。在交流線路上設(shè)有C級(jí)避雷裝置，可有效地防止過(guò)電壓的沖擊，保障充電模塊正常工作。l 整流單元完成AC/DC轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最為基本的功能。一方面給電池充電，另一方面給經(jīng)常性負(fù)載提供電源?？梢栽谧詣?dòng)（監(jiān)控模塊控制）和手動(dòng)（人為控制）兩種工作方式下工作。l 監(jiān)控單元是電源系統(tǒng)的控制、管理核心，主要為電池管理和實(shí)現(xiàn)后臺(tái)監(jiān)控。具有四遙功能：“遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)”

16、，可使電源系統(tǒng)達(dá)到少人之手或無(wú)人值守。采用分散測(cè)量和控制，集中管理的集散模式，使系統(tǒng)組成擴(kuò)容方便、靈活。監(jiān)控模塊可在“自動(dòng)”和“手動(dòng)”兩種方式下工作。l 直流饋電單元將直流輸出電源分配到每一路輸出。各直流輸出支路采用相應(yīng)規(guī)格的直流斷路器，保證在直流側(cè)故障時(shí)各支路能可靠分?jǐn)?。電壓及電流信?hào)的檢測(cè)采用帶隔離的器件或電路，保證了強(qiáng)弱點(diǎn)之間的可靠隔離。閃光單元為選配元件，當(dāng)控制開(kāi)關(guān)與斷路器位置不對(duì)應(yīng)時(shí)，閃光母線接入負(fù)荷，閃光指示燈即開(kāi)始閃動(dòng)。l 降壓?jiǎn)卧獎(jiǎng)恿δ妇€通過(guò)降壓?jiǎn)卧獮榭刂颇妇€提供基本穩(wěn)定的電壓。利用大功率整流二極管的PN結(jié)正向壓降疊加來(lái)產(chǎn)生調(diào)整壓降，相比于其他形式的控制母線電壓調(diào)節(jié)方式，具有安

17、全、可靠、抗電流沖擊性好?？梢宰詣?dòng)或手動(dòng)方式調(diào)節(jié)降壓值。標(biāo)稱(chēng)降壓值35V/18V，單級(jí)降壓值7V/4V（220V/110V），額定電流20A80A可選。l 電池單元蓄電池采用鉛酸免維護(hù)蓄電池，額定電壓220V系統(tǒng)：若電池單體電壓為2V，選用104只或108只；若電池單體電壓為6V，選用36只；若電池單體電壓為12V，選用18只。額定電壓110V系統(tǒng)：若電池單體電壓為2V，選用52只或54只；若電池單體電壓為6V，選用18只；若電池單體電壓為12V，選用9只。可選配電池監(jiān)測(cè)儀，支持單體電池電壓監(jiān)測(cè)和告警?？梢栽O(shè)置告警限，適應(yīng)不同電池廠家的電池及不同的使用環(huán)境等條件。單個(gè)監(jiān)測(cè)儀可監(jiān)測(cè)兩組獨(dú)立的電池

18、，并可對(duì)兩組電池參數(shù)進(jìn)行分別設(shè)置?？蛇x配溫度傳感器，對(duì)電池的均浮充電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償。溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，溫度變送器將此信號(hào)放大調(diào)理后，輸出標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量信號(hào)。可在監(jiān)控模塊中對(duì)溫度補(bǔ)償中心點(diǎn)、溫度補(bǔ)償系數(shù)及行設(shè)置。監(jiān)控模塊會(huì)根據(jù)電池柜（房）內(nèi)的溫度自動(dòng)對(duì)均/浮充電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。l 絕緣監(jiān)測(cè)單元絕緣監(jiān)察繼電器監(jiān)視饋線接地情況，當(dāng)母線出現(xiàn)接地時(shí)，產(chǎn)生告警信號(hào)并上報(bào)數(shù)據(jù)到監(jiān)控模塊。絕緣在線監(jiān)測(cè)及接地檢測(cè)裝置根據(jù)用戶(hù)需要可在母線上安裝直流系統(tǒng)接地檢測(cè)裝置。實(shí)時(shí)檢測(cè)正負(fù)母線對(duì)地電壓、計(jì)算母線對(duì)地電阻，判斷是否發(fā)生故障。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時(shí)投入低頻交流信號(hào)，計(jì)算支路的對(duì)地電阻和分布電容。有兩種工作狀

19、態(tài)：常規(guī)檢測(cè)和支路巡檢。在常規(guī)檢測(cè)狀態(tài)，絕緣監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)正負(fù)母線對(duì)地電壓，計(jì)算母線絕緣電阻，并與系統(tǒng)設(shè)定的值比較。當(dāng)檢測(cè)電阻小于設(shè)定值時(shí)，即認(rèn)為絕緣故障，絕緣監(jiān)測(cè)儀進(jìn)入支路巡檢狀態(tài)，找出發(fā)生絕緣下降的支路，并計(jì)算支路的電阻值和支路分布電容值。可通過(guò)RS485通訊口與監(jiān)控模塊通訊。可監(jiān)測(cè)一段獨(dú)立的直流母線或單母線分段等情況。六、智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源系統(tǒng)型號(hào)與額定參數(shù)1. 系統(tǒng)型號(hào)的命名規(guī)則智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源系統(tǒng)命名規(guī)則如GZDW33-20/220/10Y1-65Ah表示33接線方式、系統(tǒng)額定輸出電流20A，額定電壓220V，單臺(tái)模塊輸出電流10A，蓄電池容量為65Ah的一體柜系統(tǒng)。8種接線方

20、式說(shuō)明：30：?jiǎn)坞姵亟M，單母線分段，無(wú)降壓裝置，整流模塊單一電壓輸出，控制母線與動(dòng)力母線合一。31：?jiǎn)坞姵亟M，單母線不分段，無(wú)降壓裝置，整流模塊單一電壓輸出，控制母線與動(dòng)力母線合一。32：?jiǎn)坞姵亟M，單母線分段，帶降壓裝置，整流模塊單一電壓輸出，控制母線與動(dòng)力母線分開(kāi)。33：?jiǎn)坞姵亟M，單母線不分段，帶降壓裝置，整流模塊單一電壓輸出，控制母線與動(dòng)力母線分開(kāi)。34：?jiǎn)坞姵亟M，單母線分段，帶降壓裝置，整流模塊分兩組不同電壓輸出，控制母線與動(dòng)力母線分開(kāi)。35：?jiǎn)坞姵亟M，單母線不分段，帶降壓裝置，整流模塊分兩組不同電壓輸出，控制母線與動(dòng)力母線分開(kāi)。40：雙電池組，單母線分段，雙組整流模塊單一電壓輸出，無(wú)降

21、壓裝置，控制母線與動(dòng)力母線合一。42：雙電池組，單母線分段，雙組整流模塊單一電壓輸出，帶降壓裝置，控制母線與動(dòng)力母線分開(kāi)。2. 系統(tǒng)性能參數(shù)輸入?yún)?shù)交流輸入電壓380VAC 15%（三相四線制）頻率50 Hz 10%功率因數(shù)0.92效率94%輸出參數(shù)系統(tǒng)類(lèi)別220V系統(tǒng)110V系統(tǒng)直流額定電壓220VDC110VDC輸出電壓范圍198286VDC99143VDC輸出電流范圍10A400A蓄電池的額定容量103000Ah紋波系數(shù)0.05%穩(wěn)壓精度0.5%穩(wěn)流精度0.5%負(fù)載電流負(fù)載調(diào)整率0.5%電網(wǎng)調(diào)整率0.1%電壓上升時(shí)間38秒輸出恒流范圍10%100%額定電流溫度系數(shù)（1/）0.2均流特性充

22、電模塊間電流不均衡度3%噪聲45dB保護(hù)參數(shù)輸入過(guò)壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值437VAC）輸入過(guò)壓切換點(diǎn)4705VAC輸入欠壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值323VAC）輸入欠壓切換點(diǎn)3244VAC動(dòng)力母線過(guò)壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值260V/130V）動(dòng)力母線欠壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值200V/100V）控制母線過(guò)壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值242V/121V）控制母線欠壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值198V/99V）充電模塊輸出過(guò)壓保護(hù)可設(shè)置（默認(rèn)值287V/144VDC）充電模塊輸出欠壓告警198V/99VDC電池組浮充電壓可設(shè)置（默認(rèn)值243V/121V,按108/54節(jié)電池）電池組均充電壓可設(shè)置（默認(rèn)值253V/127V,按10

23、8/54節(jié)電池）電池組過(guò)充告警值根據(jù)電池容量決定電池組過(guò)壓告警點(diǎn)根據(jù)電池電壓設(shè)置電池組欠壓告警點(diǎn)根據(jù)電池電壓設(shè)置絕緣特性輸出對(duì)地2KVAC漏電流30mA時(shí)間 1min無(wú)飛弧輸入對(duì)地2KVAC漏電流30mA時(shí)間 1min無(wú)飛弧輸入對(duì)輸出2KVAC漏電流30mA時(shí)間 1min無(wú)飛弧四遙功能項(xiàng) 目指 標(biāo)遙測(cè)系統(tǒng)母線電壓、負(fù)載總電流：電池電壓、電池充放電電流；輸入市電電網(wǎng)電壓；各充電模塊輸出電壓、輸出電流；母線對(duì)地絕緣情況遙信直流配電各輸出支路空開(kāi)通斷狀態(tài)；電池組熔斷器通斷狀態(tài)；電池充電電流過(guò)大，電池電壓欠壓、過(guò)壓；市電電網(wǎng)停電、缺相，電網(wǎng)電壓過(guò)高、過(guò)低；合閘控制母線過(guò)/欠壓、充電模塊保護(hù)、故障遙控充

24、電模塊開(kāi)、關(guān)機(jī)控制充電模塊均、浮充轉(zhuǎn)換控制遙調(diào)充電模塊輸出電流無(wú)級(jí)限流控制（根據(jù)監(jiān)控單元命令，在10%100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)充電模塊輸出電流限流點(diǎn)）充電模塊輸出電壓調(diào)節(jié)控制（根據(jù)監(jiān)控單元命令，調(diào)節(jié)充電模塊輸出電壓的大?。┢摺⒅悄芨哳l開(kāi)關(guān)直流電源配置原則充電浮充電裝置采用多個(gè)智能高頻開(kāi)關(guān)電源模塊并聯(lián)，N+1熱備份工作。智能高頻開(kāi)關(guān)電源模塊數(shù)量可按如下公式選擇（即確定N的數(shù)值）。N模塊額定電流最大經(jīng)常性符合+滿足蓄電池要求的均充電流（閥控式鉛酸電池一般為0.1C10）例如：直流電源系統(tǒng)電壓等級(jí)為220VDC，蓄電池容量為200AH，經(jīng)常性負(fù)荷為5A。充電電流（0.1200 AH）+經(jīng)常性負(fù)荷（5A）2

25、5A。若選用HD22010電源模塊4臺(tái)即可滿足負(fù)荷需求（N3），再加一個(gè)備用模塊共4個(gè)電源模塊并聯(lián)即可構(gòu)成所需系統(tǒng)。八、智能高頻開(kāi)關(guān)電力操作電源系統(tǒng)類(lèi)型北京凱福電氣有限公司生產(chǎn)的智能高頻開(kāi)關(guān)電力操作電源系統(tǒng)是電力操作電源系統(tǒng)的高可靠產(chǎn)品，由高頻開(kāi)關(guān)電源模塊組成，有充饋電一體柜系統(tǒng)、分屏柜系統(tǒng)等多種類(lèi)型。（一）充饋電一體柜系統(tǒng)1. 系統(tǒng)組成充饋電一體柜系統(tǒng)即將充電、饋電合并在一個(gè)機(jī)柜里。由充電模塊（數(shù)目根據(jù)實(shí)際需要配置）、監(jiān)控單元、降壓?jiǎn)卧蛇x）、絕緣監(jiān)測(cè)單元（一般配置為絕緣監(jiān)測(cè)繼電器，也可根據(jù)用戶(hù)需求配置絕緣監(jiān)測(cè)儀）、交流配電單元、直流饋電單元組成。此類(lèi)系統(tǒng)為小型系統(tǒng)，主要在35KV及以下變

26、電站使用，直流負(fù)荷小，饋出支路較少，蓄電池容量多在100Ah以下，電池電壓多為12V/只，蓄電池安裝在蓄電池柜中。如下圖所示:2. 電氣特點(diǎn)l 采用自然冷卻的智能高頻開(kāi)關(guān)充電模塊，充電模塊可選用HD22010、HD22005、HD11010,單機(jī)柜最多可配6個(gè)充電模塊。l 提供兩路交流輸入接口，可完成兩路交流輸入的主備自動(dòng)切換和互鎖。l 提供一路電池接口，動(dòng)力與控制輸出支路數(shù)量可由用戶(hù)指定，可提供閃光信號(hào)輸出。l 可提供31、33、35三種接線方案。l 采用絕緣監(jiān)測(cè)繼電器或絕緣監(jiān)測(cè)儀（若選用絕緣監(jiān)測(cè)儀，單機(jī)柜最多可配5個(gè)充電模塊，絕緣監(jiān)測(cè)儀占用一個(gè)充電模塊安裝位置）對(duì)母線絕緣狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。l

27、柜內(nèi)安裝C級(jí)防雷組件，防雷通流容量可達(dá)40KA。l 系統(tǒng)具備完善的監(jiān)控功能，由監(jiān)控模塊、配電監(jiān)控板、充電模塊內(nèi)置監(jiān)控等構(gòu)成分級(jí)集散式控制系統(tǒng)，對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行全面的管理和控制，并具備“四遙”功能，可方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。（二）分屏柜系統(tǒng)1. 系統(tǒng)組成分屏柜系統(tǒng)即將充電、饋電分柜布置，可以通過(guò)多個(gè)充電柜、多個(gè)饋電柜并聯(lián)組成大型直流電源系統(tǒng)。充電柜包括交流配電單元，充電模塊，監(jiān)控單元。充電模塊選用HD22010、HD11020的充電柜叫充電柜，充電模塊選用HD22020的充電柜叫充電柜。兩種柜體的基本功能是一致的，區(qū)別在于模塊插箱和柜體結(jié)構(gòu)安排上,標(biāo)準(zhǔn)饋電柜包括絕緣監(jiān)測(cè)單元（可選）、配電監(jiān)控單元、切換

28、單元、直流饋電單元和一路電池接口。充電柜I 充電柜II2. 充電柜充電柜的主要功能是實(shí)現(xiàn)輸入交流的自動(dòng)切換、交流電的分配、AC/DC變換、電池接入和系統(tǒng)監(jiān)控管理等。充電柜的工作原理3. 饋電柜饋電柜的將控制電壓和合閘電壓分配給各負(fù)載支路，可實(shí)現(xiàn)多種母線的接線方式，并具有直流絕緣監(jiān)測(cè)、配電監(jiān)控、閃光輸出的功能。饋電柜的工作原理圖饋電柜可與各種充電柜配合工作。采用單元化設(shè)計(jì)概念。系統(tǒng)主要由掛在母線上的各個(gè)單元構(gòu)成，同時(shí)各個(gè)單元提供兩種信號(hào)輸出：開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)和絕緣監(jiān)測(cè)傳感器信號(hào)。切換單元的輸入由充電柜直接連入，通過(guò)切換單元的不同組合形式而實(shí)現(xiàn)不同的母線連接方式。分屏柜系統(tǒng)一般在110KV及以上變電站

29、或中小型發(fā)電廠、水電站使用，直流負(fù)荷較大，饋出支路較多，蓄電池容量在200Ah以上，單只電池電壓多為2V，蓄電池容量在300Ah以下可安裝在蓄電池柜中，容量在300Ah以上建議安裝在電池室內(nèi)。4. 電氣特點(diǎn)l 對(duì)于充電柜采用自然冷卻的智能高頻開(kāi)關(guān)充電模塊，對(duì)于充電柜采用智能風(fēng)冷的高頻開(kāi)關(guān)充電模塊，單機(jī)柜最多可配6個(gè)充電模塊。l 提供兩路交流輸入接口，可完成兩路交流輸入的主備自動(dòng)切換和互鎖。l 提供一路電池接口，動(dòng)力輸出與控制輸出支路數(shù)量可由用戶(hù)指定，可提供閃光信號(hào)輸出。l 可提供30、31、32、33、34、35、40、42八種接線方案：l 饋電柜采用絕緣監(jiān)測(cè)儀對(duì)母線及各直流輸出支路絕緣狀況進(jìn)

30、行監(jiān)測(cè)。l 充電柜內(nèi)安裝C級(jí)、D級(jí)兩級(jí)防雷組件，C級(jí)防雷組件通流容量可達(dá)40KA,D級(jí)防雷組件通流容量可達(dá)8KA。l 系統(tǒng)具備完善的監(jiān)控功能，由監(jiān)控模塊、配電監(jiān)控板、充電模塊內(nèi)置監(jiān)控等構(gòu)成分級(jí)集散式控制系統(tǒng)，對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行全面的管理和控制，并具備“四遙”功能，可方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。九、智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源核心部件特點(diǎn)1. 整流模塊（充電模塊）整流模塊是電力操作電源的重要核心部件，主要功能是實(shí)現(xiàn)AC/DC變換，此外還有系統(tǒng)控制、告警等功能。整流模塊可在自動(dòng)（監(jiān)控模塊控制）和手動(dòng)（人為控制）兩種工作方式下工作。根據(jù)開(kāi)關(guān)電源N+1備份思想，一套電力操作電源至少配備2個(gè)充電模塊。模塊型號(hào)說(shuō)明整流模塊型

31、號(hào)輸 出冷卻方式HD22005220V/5A自然冷HD22010220V/10A自然冷HD22020220V/20A智能風(fēng)冷HD11010110V/10A自然冷HD11020110V/20A自然冷自然冷模塊散熱片采用高級(jí)鋁合金壓鑄模一次成型，散熱效果更好，模塊穩(wěn)定性高。智能風(fēng)冷模塊采用“溫控風(fēng)冷”技術(shù)，即風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速與模塊的溫度有關(guān)，在低負(fù)荷狀態(tài)下風(fēng)扇不轉(zhuǎn)以自冷狀態(tài)工作，使風(fēng)扇故障率大大減少。1.1 工作原理充電模塊工作原理如圖所示：充電模塊工作原理圖如上圖所示，三相380V交流電首先經(jīng)過(guò)尖鋒抑制和EMI電路，主要作用是防止電網(wǎng)上的尖鋒和諧波干擾串入模塊中，影響控制電路的正常工作；同時(shí)也抑制模塊

32、主開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生的諧波，防止傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上，對(duì)電網(wǎng)污染，其作用是雙向的。三相交流電經(jīng)過(guò)工頻整流后變成脈動(dòng)的直流，在濾波電容和電感組成的PFC濾波電路的作用下，輸出約520V左右的直流電電壓。電感同時(shí)具有無(wú)源功率因數(shù)校正的作用，使模塊的功率因數(shù)達(dá)到0.92。主開(kāi)關(guān)DC/AC電路將520V左右的直流電轉(zhuǎn)換為20KHz的高頻脈沖電壓在變壓器的次級(jí)輸出。DC/AC變換采用移相諧振高頻軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。變壓器輸出的高頻脈沖經(jīng)過(guò)高頻整流、LC濾波和EMI濾波，變?yōu)?20/110V的直流電壓。PWM控制電路采用電壓電流雙環(huán)控制，以方便實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的調(diào)整和輸出電流的限制，即使在短路情況下，回縮電路起作用，不會(huì)損壞模塊

33、，提高模塊工作的可靠性。同時(shí)將交流輸入采樣得到的前饋信號(hào)送入PWM控制電路，提高電路工作的穩(wěn)定性。另一方面，為了實(shí)現(xiàn)模塊輸出的遙調(diào)，計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)經(jīng)D/A變換后送入PWM控制器對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)整，監(jiān)控電路監(jiān)測(cè)到模塊異常時(shí)，使模塊停止輸出，有效保護(hù)模塊。模塊面板上有控制開(kāi)關(guān)、狀態(tài)指示燈和數(shù)碼管顯示，它們是充電模塊與人交流的窗口，顯示充電模塊的輸出電壓或電流值，指示均浮充狀態(tài)和各種保護(hù)告警狀態(tài)。通過(guò)控制開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)置、控制充電模塊的工作方式和地址，調(diào)整其輸出電壓。1.2 充電模塊關(guān)鍵元器件選型使用器件規(guī)格和型號(hào)生產(chǎn)廠家整流橋美國(guó)IXYS工頻濾波電容日本NichonMOSFET美國(guó)IXYS高頻變壓

34、器德國(guó)西門(mén)子高頻濾波電容美國(guó)Marcon高頻整流二極管美國(guó)IXYSPWM芯片美國(guó)Unitrode1.3 主要特點(diǎn)l 模塊采用先進(jìn)的移相諧振高頻軟開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，模塊效率大于94%；采用無(wú)源PFC技術(shù),功率因數(shù)大于0.92。l 真正的熱插拔設(shè)計(jì)，插針選用高品質(zhì)鍍金插針，并有獨(dú)特的長(zhǎng)短針專(zhuān)利設(shè)計(jì)，方便了系統(tǒng)維護(hù)。l 具備電磁兼容和安規(guī)措施,抗干擾能力強(qiáng)，符合IEC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。l 與傳統(tǒng)相控電源比較,輸出紋波大大減小。l 模塊間的均流采用了低差自主均流技術(shù),多個(gè)充電模塊并機(jī)運(yùn)行時(shí),具有理想的均流性能。l 模塊直流輸出采用無(wú)級(jí)限流方式,可根據(jù)負(fù)載電流的大小和電池容量,由系統(tǒng)監(jiān)控模塊選擇限流點(diǎn)，穩(wěn)流精度優(yōu)于

35、0.5%,模塊內(nèi)設(shè)置了短路回縮特性,即使模塊處于長(zhǎng)期短路狀態(tài)也不致?lián)p壞。l 模塊內(nèi)置CPU，可顯示電壓電流并故障告警，離開(kāi)監(jiān)控仍可獨(dú)立正常工作。l 充電模塊內(nèi)部監(jiān)控板在監(jiān)視控制模塊運(yùn)行情況的同時(shí),還與系統(tǒng)監(jiān)控模塊通信,使充電模塊具有遙控、遙測(cè)、遙信、遙調(diào)功能。2. 監(jiān)控模塊電源監(jiān)控系統(tǒng)是電源系統(tǒng)的控制、管理核心。具有四遙功能:“遙測(cè)”、“遙信”、“遙控”、“遙調(diào)”，可使電源系統(tǒng)達(dá)到少人值守或無(wú)人值守。電源監(jiān)控系統(tǒng)采用分散測(cè)量和控制，集中管理的集散模式，即如模塊、絕緣儀、電池巡檢、配電監(jiān)控等單元均有自己的CPU，自身具備獨(dú)立工作的能力及告警功能，所有數(shù)據(jù)就地處理，和監(jiān)控模塊僅通過(guò)485方式進(jìn)行數(shù)

36、字通訊。該監(jiān)控方式簡(jiǎn)化系統(tǒng)接線，抗干擾能力強(qiáng)，擴(kuò)容方便、靈活，并可減少監(jiān)控系統(tǒng)引入的故障因素。2.1 工作原理1）硬件管理 監(jiān)控模塊采用Intel 386 EX作為CPU，主頻33MHz。主電路以CPU為核心，擴(kuò)展了存儲(chǔ)器，包括EPROM、RAM、EEPROM以分別存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)。此外，為了提高監(jiān)控模塊的可靠性，還設(shè)計(jì)了硬件看門(mén)狗電路。電路擴(kuò)展了多個(gè)串口，實(shí)現(xiàn)多個(gè)下級(jí)設(shè)備的連接。為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，擴(kuò)展了I/O接口，以連接鍵盤(pán)、LCD模塊和輸出告警的干接點(diǎn)。 此外，監(jiān)控模塊的電源板將48V直流電壓變換為5V、12V等電壓供給CPU和其它芯片。2）軟件管理 監(jiān)控模塊軟件設(shè)計(jì)采用了面向?qū)ο蟮木幊谭椒ǎ?/p>

37、將程序運(yùn)行軟件和系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)分別處理，增強(qiáng)不同型號(hào)的系統(tǒng)的兼容性。2.2 主要特點(diǎn) 以微處理器為核心的集散式測(cè)量系統(tǒng)對(duì)充電模塊、充/饋電柜、電池組、直流母線對(duì)地絕緣情況實(shí)施全方位監(jiān)視、測(cè)量、控制。 監(jiān)控系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，每部分承擔(dān)相對(duì)獨(dú)立的工作，某一部分出現(xiàn)故障，不影響其它部分的工作，一方面提高了系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)便于維護(hù)管理，使維修工作變得簡(jiǎn)單、快捷。 電源系統(tǒng)擴(kuò)容方便、靈活，不需要在監(jiān)控系統(tǒng)方面額外投資，就可以將系統(tǒng)擴(kuò)容。 電源系統(tǒng)監(jiān)控模塊提供RS232、RS485、RS422、MODEM多種通訊方式，用戶(hù)可根據(jù)需要，組成多種形式的電源集中監(jiān)控系統(tǒng)。 開(kāi)放式接口設(shè)計(jì)，使電源系統(tǒng)很方便

38、地接入到其它集中監(jiān)控維護(hù)系統(tǒng)中。 電源系統(tǒng)監(jiān)控模塊采用大屏幕點(diǎn)陣式液晶顯示器，全漢化顯示，操作簡(jiǎn)便，便于學(xué)習(xí)掌握。 各種狀態(tài)、告警信息的顯示直觀、明了，可使用戶(hù)及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握電源系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。 電源后臺(tái)維護(hù)管理軟件，提供友好的全中文圖象界面。充分考慮通訊線路情況，具有多種糾錯(cuò)功能。2.3 通信口配置 串口（柜內(nèi)通信）：4路 串口（RS485/422）：1路 串口（RS232）：1路 串口（外置MODEM）：1路 電話口（內(nèi)置MODEM）：1路 干節(jié)點(diǎn)輸出：7路十、智能中央信號(hào)報(bào)警裝置1. 簡(jiǎn)介目前電力系統(tǒng)中大量使用的信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)，一般由一些沖擊繼電器、時(shí)間繼電器、閃光繼電器、信號(hào)繼電器、中間繼電器和光字牌等電氣器件組成。這些常規(guī)電器普遍存在著功耗大、靈敏度低、占地面積大等特點(diǎn)。我公司研制開(kāi)發(fā)的XHQ-KF/32(64)型智能中央信號(hào)報(bào)警器是常規(guī)信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)的更新?lián)Q代產(chǎn)品。該系統(tǒng)采用先進(jìn)的微機(jī)控制