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智能型直流電源系統(tǒng)

GZD ( W ) 系列微機(jī)控制高頻開關(guān)直流電源系統(tǒng) 系 我公司集多年電源產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和廣大用戶設(shè)備網(wǎng)上運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)開發(fā)的適合各類變電站的高頻開關(guān)直流系統(tǒng)及相關(guān)配套設(shè)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(guān)、 繼電保護(hù)、事故負(fù)荷、通訊和各種直流操作機(jī)構(gòu)的分、合閘及遠(yuǎn)程監(jiān)控等的需要�，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于廣泛應(yīng)用于 6～220KV 不同電壓等級(jí)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(jí)防雷系統(tǒng)，第一級(jí)為 A 級(jí)防雷裝置，安裝在電源系統(tǒng)交流輸入前，第二級(jí)安裝在電源系統(tǒng)交流配電部分，第三級(jí)位于充電模塊內(nèi)部， A 級(jí)防雷裝置應(yīng)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(jí)。

功能特點(diǎn) ：

◎ 一體化設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，模塊化結(jié)構(gòu)，數(shù)字化控制，完整顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài) ,操作簡(jiǎn)單、實(shí)用、方便；

◎ 雙路交流電源互投裝置 ， 自動(dòng)切換，防雷保護(hù)，交流異常自動(dòng)報(bào)警 ， 并通過通訊借口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳 。

◎全 數(shù)字化高頻開關(guān)電源模塊，熱插拔結(jié)構(gòu)，紋波系數(shù)小，噪音低，運(yùn)行可靠，穩(wěn)壓穩(wěn)流精度高 N +1冗余配置，具有手/自動(dòng)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(bào)警 ， 對(duì)系統(tǒng)充、放電全過程自動(dòng)跟蹤，在線檢測(cè)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(jìn)行充電，具有溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能。監(jiān)控裝置故障時(shí)，高頻模塊立即處于默認(rèn)參數(shù)運(yùn)行狀態(tài)，防止系統(tǒng)崩潰 。

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

◎ 大屏幕顯示各單元實(shí)時(shí)狀態(tài)及數(shù)據(jù)，屏幕輕觸操作修改運(yùn)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(bǔ)償功能 ， 實(shí)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(dòng)降壓硅鏈 ， 控制母線電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)，并具有降壓硅堆故障開路自動(dòng)閉鎖功能，保證系統(tǒng)供電不間斷 。

◎ 采用 C型材加強(qiáng)型框架組成全新外形結(jié)構(gòu)，防護(hù)等級(jí)滿足IP30規(guī)定要求。

◎ 具有標(biāo)準(zhǔn)的 RS485通訊接口,可以實(shí)現(xiàn)遙控、遙信、遙調(diào)、遙測(cè)“四遙功能”；

充電裝置的性能 ：

在充電設(shè)備方面，目前使用較多的是可控硅相控直流充電系統(tǒng)，對(duì)電池的充電分為主充與浮充兩個(gè)階段，充電電流分大電流強(qiáng)充和涓流兩種方式。而控制方式常見的有熱傳感器法、定時(shí)法、負(fù)序電壓斜率法、伏安法等。近年來眾多生產(chǎn)廠家對(duì)此類直流系統(tǒng)，主要在其控制技術(shù)上不斷改進(jìn)，如集成電路技術(shù)、 PLC技術(shù)、微機(jī)監(jiān)控、"三遙"通訊等技術(shù)不斷融合其中，使相控充電設(shè)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(chǎn)品的可靠性與實(shí)用性基本能令人滿意。

但相控充電機(jī)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(shí)由于其一般最多采用主從備份的方式，在某些場(chǎng)合，系統(tǒng)可靠性仍令人感到美中不足。所以，國(guó)外在一些對(duì)直流電源要求較高的場(chǎng)合逐步采用一種較為新型的高頻開關(guān)電源，整體結(jié)構(gòu)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(jīng)變壓器隔離、全橋整流、濾波轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流輸出。此種直流電源的最大特點(diǎn)是穩(wěn)流精度高，紋波較小，諧波失真小，是一種高質(zhì)量的直流電源。在組成直流系統(tǒng)時(shí)，可采用 N個(gè)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(guó)內(nèi)已有廠家生產(chǎn)，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(shí)可進(jìn)行比較取舍。

智能型絕緣監(jiān)察裝置技術(shù)性能 ：

直流絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用 PLC監(jiān)控，傳感器采用小信號(hào)漏電流CT裝置，實(shí)施監(jiān)測(cè)輸出直流正負(fù)母線和各饋出回路絕緣狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)立即報(bào)警，并具有信息故障記憶功能。

電壓調(diào)節(jié)器技術(shù)說明

電壓調(diào)節(jié)器硅鏈自動(dòng)調(diào)壓裝置，專門為控制母線提供標(biāo)準(zhǔn)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(diào)節(jié)器承擔(dān)了穩(wěn)定直流控母的作用，電壓調(diào)節(jié)范圍為0-35V。

單只蓄電池巡檢技術(shù)說明

□ 蓄電池管理單元的功能 : 循環(huán)測(cè)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(chǎn)生，并可存儲(chǔ)最新 256次，掉電后數(shù)據(jù)仍可保存；

□ 設(shè)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(dòng)打印蓄電池異常的告警記錄，定時(shí)打印實(shí)時(shí)測(cè)量值；

該裝置通過 PLC監(jiān)控單元實(shí)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(shí)時(shí)電壓進(jìn)行判斷，當(dāng)單只蓄電池電壓超出設(shè)定范圍時(shí)，PLC發(fā)出信號(hào)報(bào)警，單只蓄電池電壓檢測(cè)每隔72小時(shí)檢測(cè)一次。

總監(jiān)控單元 PLC和顯示單元技術(shù)說明

□ 系統(tǒng)主控器采用 西門子 可編程控制器 PLC實(shí)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(guān)電源及其成套裝置的監(jiān)控、測(cè)量、信號(hào)和管理系統(tǒng)的核心部分。裝置能根據(jù)直流系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài) ,綜合分析各種數(shù)據(jù)和信息, 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施控制和管理，并具備人機(jī)對(duì)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(jī)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(nèi)置的監(jiān)控回路,負(fù)責(zé)對(duì)自身狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和告警;二是整個(gè)直流系統(tǒng)的監(jiān)控,其對(duì)充電柜、饋線柜、電池組、對(duì)地絕緣監(jiān)測(cè)等實(shí)施全方位監(jiān)視、測(cè)量和控制。前者的運(yùn)行獨(dú)立，當(dāng)直流監(jiān)控系統(tǒng)退出運(yùn)行時(shí)整個(gè)直流系統(tǒng)仍能夠可靠運(yùn)行。直流監(jiān)控系統(tǒng)具備與配電所微機(jī)綜合自動(dòng)化和遠(yuǎn)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(jī)輸出電壓和電流，母線電壓、直流系統(tǒng)正對(duì)地電壓、直流系統(tǒng)負(fù)對(duì)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(hào), 系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)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(shí)均發(fā)出報(bào)警信號(hào)。電壓監(jiān)視裝置通過PLC實(shí)現(xiàn)�？刂颇妇�報(bào)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(dāng)蓄電池環(huán)境溫度在 -5°C～+45°C條件下，其性能指標(biāo)滿足正常使用要求。蓄電池在環(huán)境溫度 20°C～25°C時(shí)的浮充運(yùn)行壽命不低于10年，正常浮充電壓：?jiǎn)误w13.6V。 □ 蓄電池組按規(guī)定的試驗(yàn)方法， 10h率容量應(yīng)在第一次充放電循環(huán)時(shí)不低于0.95C10，第五次循環(huán)應(yīng)達(dá)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(nèi)阻值，并與實(shí)際測(cè)試的蓄電池內(nèi)阻值一致。

□ 直流屏電池的選擇

作為提供不間斷電源的設(shè)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(chǎn)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(diǎn)：

*體積小，機(jī)械強(qiáng)度好，不會(huì)因較大的沖擊和強(qiáng)列的振動(dòng)而損壞。

*壓降小，自放電引起的能量損失小。

*過放電能力強(qiáng)，在短時(shí)間內(nèi)可承受較大的過負(fù)載。

*耐過充能力強(qiáng)，不會(huì)因過充引起內(nèi)部短路。

*放電電壓平穩(wěn)，壽命較長(zhǎng)，若使用較好，可達(dá)3000多個(gè)使用周期。

目前堿性鎘鑷電池仍是一種不錯(cuò)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(hù)工作量大；維護(hù)工作繁瑣，維護(hù)要求高。針對(duì)以上問題，現(xiàn)在又有一種免維護(hù)閥控密封式的鉛酸電池進(jìn)入市場(chǎng)，其最大優(yōu)點(diǎn)在于維護(hù)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(cè)。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(fù)，且在使用接近壽命期時(shí)易發(fā)生在線老化，容量急降，若檢查不及時(shí)，易成為事故隱患。

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

直流屏系統(tǒng)維護(hù)

鎘鎳電池在使用中應(yīng)主要注意以下問題：

*定期對(duì)電池組進(jìn)行大功率的充、放電，以激活電池內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)，降低電池惰性，恢復(fù)電池容量。

*經(jīng)常檢查電池液位，在電池滿容量時(shí)對(duì)過高、過低的電池液位及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

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

*定期逐個(gè)檢查電池端電壓，對(duì)個(gè)別電壓下降較大的電池，單獨(dú)進(jìn)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(yùn)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(dǎo)致電池容量下降和引起直流系統(tǒng)絕緣降低。平時(shí)及檢修時(shí)對(duì)電池外溢的堿液應(yīng)及時(shí)用干布擦凈，切不可用水沖洗電池外部。

2、 免維護(hù)鉛酸電池的維護(hù)

免維護(hù)鉛酸電池的維護(hù)運(yùn)行中維護(hù)工作量較小，平時(shí)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(shí)定期檢查電池單體端電壓，及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理失效電池。

3、 直流系統(tǒng)的其它維護(hù)

直流系統(tǒng)中主要的維護(hù)工作是進(jìn)行電池維護(hù)，除此之外，直流系統(tǒng)運(yùn)行中還應(yīng)注意：

*注意直流系統(tǒng)干燥、整潔，特別避免電池漏液沾污導(dǎo)線、器件等引起直流系統(tǒng)絕緣下降，產(chǎn)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(cè)、報(bào)警等功能，確保設(shè)備保持良好狀態(tài)。

*對(duì)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(guān)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(dāng)交流電源失去又恢復(fù)后，充電裝置可根據(jù)蓄電池的運(yùn)行情況進(jìn)行程序充電。
□ 充電裝置根據(jù)不同型號(hào)電池特性進(jìn)行定值設(shè)置，并根據(jù)電池運(yùn)行工況自動(dòng)選擇對(duì)電池進(jìn)行浮充或均充。

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

直流柜體技術(shù)說明

□ 整流充電柜和直流饋出柜采用封閉式加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)，柜體尺寸： 800X600X2260mm，直流屏內(nèi)的空氣開關(guān)和熔斷器的容量滿足長(zhǎng)期工作電流的要求和滿足各級(jí)選擇性的要求。熔斷器及開關(guān)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(hù)等級(jí)應(yīng)不低于IP30級(jí)。

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

□ 直流屏主母線應(yīng)采用阻燃絕緣銅母線。柜內(nèi)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(yùn)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(chǔ)面 0.6～1.8m范圍內(nèi)。緊急操作的元件安裝在距基礎(chǔ)面0.8～1.6m范圍內(nèi)。在運(yùn)行中需觀察的指示儀表中心距基礎(chǔ)面的安裝高度不大于2m。

□ 柜內(nèi)所安裝的元器件，選用具有生產(chǎn)許可證企業(yè)或經(jīng)過國(guó)家有關(guān)部門鑒定的合格產(chǎn)品，各元器件的安裝端正整齊，層次布置合理，便于維護(hù)檢修。

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

□ 柜體有良好的散熱措施，在其結(jié)構(gòu)上采取防塵措施，當(dāng)采用強(qiáng)制風(fēng)冷時(shí)，選用直流低噪音風(fēng)機(jī)。

□ 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(guān)附帶輔助接點(diǎn)及報(bào)警接點(diǎn)，當(dāng)某一饋線發(fā)生故障跳閘時(shí)，該故障報(bào)警接點(diǎn)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(guān)鍵元器件明細(xì)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(tái)達(dá)公司產(chǎn)品 ；

□ 交流接觸器采用 西門子 產(chǎn)品；

□ 高頻開關(guān)電源充電模塊采用 我 公司產(chǎn)品；

□ 空氣開關(guān)采用 西門子 或施耐德、 ABB產(chǎn)品；

□ 蓄電池采用德國(guó)陽(yáng)光、 松下 、 臺(tái)灣賽特 及其它國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品。

產(chǎn)品制造、安裝、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

引用標(biāo)準(zhǔn)

DL/T459—2000《電力系統(tǒng)直流屏（柜）訂貨技術(shù)條件》。

DL/T637—1997《閥控式密封鉛酸蓄電池訂貨技術(shù)條件》。

ZBK45017—90 《電力系統(tǒng)用直流屏通用技術(shù)條件》。

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

GB/T 3859.2—1993 《半導(dǎo)體變流應(yīng)用導(dǎo)則》

GB 4208—1984 《外殼防護(hù)等級(jí)分類》

GB/T 13384—1992 《機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件》

使用環(huán)境條件

•  海拔高度： ≤ 3 000m

•  最大風(fēng)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(fù)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(jí) III級(jí)，泄漏比距≥3cm/kV

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