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智能型直流電源系統(tǒng)

GZD ( W ) 系列微機控制高頻開關直流電源系統(tǒng) 系 我公司集多年電源產品開發(fā)經驗和廣大用戶設備網(wǎng)上運行經驗設計開發(fā)的適合各類變電站的高頻開關直流系統(tǒng)及相關配套設備。能滿足無人值守變電站正常和事故狀態(tài)下的 高壓開關、 繼電保護、事故負荷、通訊和各種直流操作機構的分、合閘及遠程監(jiān)控等的需要�，F(xiàn)已廣泛應用于廣泛應用于 6～220KV 不同電壓等級的變電站、發(fā) 電廠、冶金礦山、石油化工廠、廣播電視、電氣化鐵路、各種類型提灌站、工礦企業(yè)、大型賓館、郵電通訊和交通建筑等行業(yè)。

防雷系統(tǒng) ： 直流系統(tǒng)具有三級防雷系統(tǒng)，第一級為 A 級防雷裝置，安裝在電源系統(tǒng)交流輸入前，第二級安裝在電源系統(tǒng)交流配電部分，第三級位于充電模塊內部， A 級防雷裝置應具有狀態(tài)顯示功能，可以顯示該器件是否處于完好狀態(tài)，其防雷裝置響為 ns級。

功能特點 ：

◎ 一體化設計，標準化產品，模塊化結構，數(shù)字化控制，完整顯示設備運行狀態(tài) ,操作簡單、實用、方便；

◎ 雙路交流電源互投裝置 ， 自動切換，防雷保護，交流異常自動報警 ， 并通過通訊借口實現(xiàn)遠傳 。

◎全 數(shù)字化高頻開關電源模塊，熱插拔結構，紋波系數(shù)小，噪音低，運行可靠，穩(wěn)壓穩(wěn)流精度高 N +1冗余配置，具有手/自動控制2種方式。

◎西門子 可編程控制器 PLC＋觸摸屏中央監(jiān)控，聲光報警 ， 對系統(tǒng)充、放電全過程自動跟蹤，在線檢測單體電池電壓，數(shù)字控制高頻模塊，完全按電池特性曲線進行充電，具有溫度自動補償功能。監(jiān)控裝置故障時，高頻模塊立即處于默認參數(shù)運行狀態(tài)，防止系統(tǒng)崩潰 。

◎ 絕緣在線監(jiān)測裝置，具有各饋出回路絕緣自動檢測功能，直接采用 CT檢測，改變了注入低頻信號的方式，全自動檢測單只饋出回路的絕緣狀態(tài)；

◎ 大屏幕顯示各單元實時狀態(tài)及數(shù)據(jù)，屏幕輕觸操作修改運行參數(shù)及均浮充狀態(tài)切換 ， 具有均充、浮充、恒壓、恒流和溫度補償功能 ， 實現(xiàn)蓄電池的智能化管理
◎ 17 ～ 20 00Ah 規(guī)格 齊全，能滿足用戶各種特殊要求。

◎ 配有自動降壓硅鏈 ， 控制母線電壓自動調節(jié)，并具有降壓硅堆故障開路自動閉鎖功能，保證系統(tǒng)供電不間斷 。

◎ 采用 C型材加強型框架組成全新外形結構，防護等級滿足IP30規(guī)定要求。

◎ 具有標準的 RS485通訊接口,可以實現(xiàn)遙控、遙信、遙調、遙測“四遙功能”；

充電裝置的性能 ：

在充電設備方面，目前使用較多的是可控硅相控直流充電系統(tǒng)，對電池的充電分為主充與浮充兩個階段，充電電流分大電流強充和涓流兩種方式。而控制方式常見的有熱傳感器法、定時法、負序電壓斜率法、伏安法等。近年來眾多生產廠家對此類直流系統(tǒng)，主要在其控制技術上不斷改進，如集成電路技術、 PLC技術、微機監(jiān)控、"三遙"通訊等技術不斷融合其中，使相控充電設備系統(tǒng)的可靠性不斷完善，因而目前此類直流屏系統(tǒng)，其產品的可靠性與實用性基本能令人滿意。

但相控充電機仍存在輸出電壓諧波大、電流紋波大，穩(wěn)流精度較難提高的不足。同時由于其一般最多采用主從備份的方式，在某些場合，系統(tǒng)可靠性仍令人感到美中不足。所以，國外在一些對直流電源要求較高的場合逐步采用一種較為新型的高頻開關電源，整體結構采用模塊組合方式，其模塊原理圖如下，即先將三相交流電整流為相控直流，再變換為高頻交流，高頻交流再經變壓器隔離、全橋整流、濾波轉換為穩(wěn)定的直流輸出。此種直流電源的最大特點是穩(wěn)流精度高，紋波較小，諧波失真小，是一種高質量的直流電源。在組成直流系統(tǒng)時，可采用 N個單元模塊組合的方式提供直流輸出，因而備份程度高，直流系統(tǒng)整體可靠性較高。此類直流電源目前國內已有廠家生產，但在整體外觀等方面略遜于傳統(tǒng)相控直流屏，企業(yè)在選擇直流電源時可進行比較取舍。

智能型絕緣監(jiān)察裝置技術性能 ：

直流絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)采用 PLC監(jiān)控，傳感器采用小信號漏電流CT裝置，實施監(jiān)測輸出直流正負母線和各饋出回路絕緣狀態(tài)，當發(fā)生故障時立即報警，并具有信息故障記憶功能。

電壓調節(jié)器技術說明

電壓調節(jié)器硅鏈自動調壓裝置，專門為控制母線提供標準的 220V直流電壓，蓄電池在均充電、浮充電和交流斷電狀態(tài)下，其兩端的電壓變化較大，電壓調節(jié)器承擔了穩(wěn)定直流控母的作用，電壓調節(jié)范圍為0-35V。

單只蓄電池巡檢技術說明

□ 蓄電池管理單元的功能 : 循環(huán)測量并顯示蓄電池組的總電壓、蓄電池充放電電流、單只蓄電池端電壓、特征蓄電池溫度和環(huán)境溫度；

□ 蓄電池電壓和溫度異常都有記錄產生，并可存儲最新 256次，掉電后數(shù)據(jù)仍可保存；

□ 設置總電壓告警上下限、端電壓告警范圍、單體蓄電池電壓告警上下限、溫度數(shù)值；

□ 自動打印蓄電池異常的告警記錄，定時打印實時測量值；

該裝置通過 PLC監(jiān)控單元實現(xiàn)，將單只蓄電池電壓通過傳感器采集傳送到PLC，PLC根據(jù)單只蓄電池實時電壓進行判斷，當單只蓄電池電壓超出設定范圍時，PLC發(fā)出信號報警，單只蓄電池電壓檢測每隔72小時檢測一次。

總監(jiān)控單元 PLC和顯示單元技術說明

□ 系統(tǒng)主控器采用 西門子 可編程控制器 PLC實現(xiàn)全面監(jiān)控，顯示單元采用觸摸屏，顯示單元能夠顯示系統(tǒng)主接線圖。

□ 總監(jiān)控單元是高頻開關電源及其成套裝置的監(jiān)控、測量、信號和管理系統(tǒng)的核心部分。裝置能根據(jù)直流系統(tǒng)運行狀態(tài) ,綜合分析各種數(shù)據(jù)和信息, 對整個系統(tǒng)實施控制和管理，并具備人機對話功能,與成套裝置中各子系統(tǒng)通信,通過RS485接口與上位機通信。

□ 監(jiān)控系統(tǒng)由兩部分組成 :一是各充電裝置,饋線屏本身內置的監(jiān)控回路,負責對自身狀態(tài)進行監(jiān)控和告警;二是整個直流系統(tǒng)的監(jiān)控,其對充電柜、饋線柜、電池組、對地絕緣監(jiān)測等實施全方位監(jiān)視、測量和控制。前者的運行獨立，當直流監(jiān)控系統(tǒng)退出運行時整個直流系統(tǒng)仍能夠可靠運行。直流監(jiān)控系統(tǒng)具備與配電所微機綜合自動化和遠程監(jiān)控的數(shù)據(jù)接口。直流監(jiān)控系統(tǒng)的采集量為充電機輸出電壓和電流，母線電壓、直流系統(tǒng)正對地電壓、直流系統(tǒng)負對地電壓、蓄電池電壓、蓄電池充放電電流、各種故障及告警信號, 系統(tǒng)工作狀態(tài)信號等。

電壓監(jiān)視裝置

□ 電壓監(jiān)視裝置的主要功能是 :在線監(jiān)視直流母線的電壓, 過高或過低時均發(fā)出報警信號。電壓監(jiān)視裝置通過PLC實現(xiàn)�？刂颇妇�報警值：電壓最小值： 198V,電壓最大值： 242V。

閥控式密封鉛酸蓄電池

□ 當蓄電池環(huán)境溫度在 -5°C～+45°C條件下，其性能指標滿足正常使用要求。蓄電池在環(huán)境溫度 20°C～25°C時的浮充運行壽命不低于10年，正常浮充電壓：單體13.6V。 □ 蓄電池組按規(guī)定的試驗方法， 10h率容量應在第一次充放電循環(huán)時不低于0.95C10，第五次循環(huán)應達到C10，放電終止電壓為10.5V。提供蓄電池接線板及其附件。 蓄電池封置 90天后，其荷電保持能力大于95％。蓄電池自放電率每月不大于 3％。提供的蓄電池內阻值，并與實際測試的蓄電池內阻值一致。

□ 直流屏電池的選擇

作為提供不間斷電源的設備，直流蓄電池是直流系統(tǒng)的核心。早期的直流系統(tǒng)多使用普通鉛酸電池，但由于其過載能力低，易產生酸腐蝕等問題，到了 80年以后逐漸被堿性鎘鑷電池所取代，堿性鎘鑷電池與原鉛酸電池相比具有以下優(yōu)點：

*體積小，機械強度好，不會因較大的沖擊和強列的振動而損壞。

*壓降小，自放電引起的能量損失小。

*過放電能力強，在短時間內可承受較大的過負載。

*耐過充能力強，不會因過充引起內部短路。

*放電電壓平穩(wěn)，壽命較長，若使用較好，可達3000多個使用周期。

目前堿性鎘鑷電池仍是一種不錯的直流蓄電池，但其也有一些不足之處，主要如電池單體電壓低，使用數(shù)量大；電池維護工作量大；維護工作繁瑣，維護要求高。針對以上問題，現(xiàn)在又有一種免維護閥控密封式的鉛酸電池進入市場，其最大優(yōu)點在于維護量小，電池單體電壓高，使用數(shù)量少，容易作到電池單體監(jiān)測。但仍存在放電過電流倍數(shù)低，低溫性能略差的不足，壽命也較鎘鑷電池略短，電池老化后無法恢復，且在使用接近壽命期時易發(fā)生在線老化，容量急降，若檢查不及時，易成為事故隱患。

針對以上比較，若直流系統(tǒng)負載較重、過載可能大（如作為電磁操作機構的操作電源）、安裝地點環(huán)境良好、環(huán)境溫度不高且具備較強維護力量的情況下，建議考慮選用堿性鎘鑷電池。反之若負載較輕、過載出現(xiàn)的可能較底低（如作為彈簧儲能開關操作機構的操作電源）、安裝環(huán)境一般，維護力量薄弱的情況下則建議選用免維護鉛酸電池。

直流屏系統(tǒng)維護

鎘鎳電池在使用中應主要注意以下問題：

*定期對電池組進行大功率的充、放電，以激活電池內部的化學物質，降低電池惰性，恢復電池容量。

*經常檢查電池液位，在電池滿容量時對過高、過低的電池液位及時進行調整。

*定期檢查電池溶液濃度，發(fā)現(xiàn)比重變化時予以補堿液或加水，必要時重新配制電解液。

*定期逐個檢查電池端電壓，對個別電壓下降較大的電池，單獨進行"活化"處理。

*注意電池環(huán)境溫度，最好使電池在40 ℃ 以下溫度運行，以免加劇電池的自放電，引起電池容量下降。

*保持電池清潔及環(huán)境干爽，以免發(fā)生電池爬堿，導致電池容量下降和引起直流系統(tǒng)絕緣降低。平時及檢修時對電池外溢的堿液應及時用干布擦凈，切不可用水沖洗電池外部。

2、 免維護鉛酸電池的維護

免維護鉛酸電池的維護運行中維護工作量較小，平時只需注意檢查電池各連接完好，保持連接無銹蝕、腐蝕；觀察電池是否出現(xiàn)漲肚、變形；密封閥是否完好；電極柱有無熔融跡象；以及保持電池清潔干燥等等。同時定期檢查電池單體端電壓，及時發(fā)現(xiàn)處理失效電池。

3、 直流系統(tǒng)的其它維護

直流系統(tǒng)中主要的維護工作是進行電池維護，除此之外，直流系統(tǒng)運行中還應注意：

*注意直流系統(tǒng)干燥、整潔，特別避免電池漏液沾污導線、器件等引起直流系統(tǒng)絕緣下降，產生直流接地。

*定期檢查直流屏系統(tǒng)功能，如：均充、浮充、絕緣監(jiān)視、故障監(jiān)測、報警等功能，確保設備保持良好狀態(tài)。

*對系統(tǒng)的元器件狀態(tài)定期檢查，特別注意可控硅元件的過熱異常，饋電開關器件觸頭發(fā)生的直流熔融等常見問題.

充電方式

□ 直流系統(tǒng)正常供電方式為浮充電方式。
□ 當交流電源失去又恢復后，充電裝置可根據(jù)蓄電池的運行情況進行程序充電。
□ 充電裝置根據(jù)不同型號電池特性進行定值設置，并根據(jù)電池運行工況自動選擇對電池進行浮充或均充。

□ 均充時，裝置以恒流限壓方式進行，先以 0.1C10A的電流恒定充電，待電池電壓達到電池規(guī)定均充電壓時，再轉為恒壓充電。 浮充電運行時，具備溫度補償?shù)墓δ�。均充電壓�?255V, 浮充電壓：245V。

直流柜體技術說明

□ 整流充電柜和直流饋出柜采用封閉式加強型結構，柜體尺寸： 800X600X2260mm，直流屏內的空氣開關和熔斷器的容量滿足長期工作電流的要求和滿足各級選擇性的要求。熔斷器及開關等主要元件能承受交流30kA,直流15kA短路電流水平要求。

□ 直流柜為前后帶門，柜門開啟靈活，牢固可靠， 門開啟角大于 90。外殼防護等級應不低于IP30級。

□ 柜體及其它部分的敞露部分采用涂漆防護，漆膜具有良好的附著力，平整光潔，在不直射的陽光下，漆膜沒有肉眼可辨的色澤不勻現(xiàn)象，同時不眩目反光。

□ 直流屏主母線應采用阻燃絕緣銅母線。柜內端子排采用不燃或阻燃型。所有指示燈采用節(jié)能型指示燈。

□ 運行中需要操作的元器件安裝在面板上的位置，去操作高度距基礎面 0.6～1.8m范圍內。緊急操作的元件安裝在距基礎面0.8～1.6m范圍內。在運行中需觀察的指示儀表中心距基礎面的安裝高度不大于2m。

□ 柜內所安裝的元器件，選用具有生產許可證企業(yè)或經過國家有關部門鑒定的合格產品，各元器件的安裝端正整齊，層次布置合理，便于維護檢修。

□ 絕緣和耐壓：直流母線對地絕緣電阻不小于 10MΩ，所有二次回路對地絕緣電阻不小于2MΩ。整流電源和直流母線的絕緣強度，承受工頻2kV試驗電壓，耐壓1min無絕緣擊穿和閃絡現(xiàn)象。

□ 柜體有良好的散熱措施，在其結構上采取防塵措施，當采用強制風冷時，選用直流低噪音風機。

□ 柜體上截面不小于 25 mm2的接地端子，柜底截面不小于100 mm2的接地銅排。

□ 直流空氣開關附帶輔助接點及報警接點，當某一饋線發(fā)生故障跳閘時，該故障報警接點閉合。所有饋線的引出均連接到接線端子，接線端子允許連接的電纜截面大于 4mm2。

關鍵元器件明細表（可按用戶要求配置）

□ 主控制器采用 西門子 可編程控制器 PLC；

□ 漢字顯示觸摸屏采用臺達公司產品 ；

□ 交流接觸器采用 西門子 產品；

□ 高頻開關電源充電模塊采用 我 公司產品；

□ 空氣開關采用 西門子 或施耐德、 ABB產品；

□ 蓄電池采用德國陽光、 松下 、 臺灣賽特 及其它國產產品。

產品制造、安裝、驗收標準

引用標準

DL/T459—2000《電力系統(tǒng)直流屏（柜）訂貨技術條件》。

DL/T637—1997《閥控式密封鉛酸蓄電池訂貨技術條件》。

ZBK45017—90 《電力系統(tǒng)用直流屏通用技術條件》。

GB/T 3859.1—1993 《半導體變流器 基本要求的規(guī)定》

GB/T 3859.2—1993 《半導體變流應用導則》

GB 4208—1984 《外殼防護等級分類》

GB/T 13384—1992 《機電產品包裝通用技術條件》

使用環(huán)境條件

•  海拔高度： ≤ 3 000m

•  最大風速： 35m/s

•  最高環(huán)境溫度： ＋ 40℃

•  最熱月平均溫度： ＋ 30℃

•  在最高年平均溫度： ＋ 20℃

•  最低環(huán)境溫度： -20℃

•  最大日溫差： 25℃

•  日照： 0.lW/cm2

•  復冰： 10mm

•  地震地面水平加速度： 0.3g/秒2 垂直加速度：0.15g/秒2

•  污穢等級 III級，泄漏比距≥3cm/kV

•  環(huán)境濕度：日平均相對濕度不大于 95％（25℃時），月平均相對濕度不大于95％（20℃時）