智能高频开关直流电源.共46页

GZG62系列智能高频开关电源直流柜使用说明书一、简介:GZG62系列智能型高频开关直流电源柜是我公司按照电力部订货技术条件《DL/T459－92》，结合多年的直流电源系统的研制及制造经验而开发的新一代无人值守电源系统。

它综合了高频开关技术和计算机技术，功率输出单元采用模块化(N+1)冗余设计，监控单元采用高性能高速PLC，显示操作单元采用PWS人机界面触摸屏，系统配置灵活。

使用操作简单、自动化程度高、可靠性高、维护简便，可带电热插拔等优点。

具有“遥控、遥测、遥信、遥调“功能，是新型的高品质直流操作电源。

适用于500KV及以下变电站、发电厂等无人值守场所。

二、使用条件:1.海拔高度不超过3000m2.环境温度－5℃～＋55℃3.日平均相对湿度不大于90％4.无强烈振动和冲击、无强电磁场干扰5.周围无严重尘土、爆炸性介质、腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体、导电微粒及严重有霉菌6.垂直倾斜度不大于50三、型号含义及说明GZG62 - / / －电池种类M：阀控式密封铅酸免维护电池额定直流输出电流(A)额定直流输出电压(V)电池额定容量(Ah)、双组电池×2设计序号智能型高频开关电源直流柜设计序号：采用PWS人机界面触摸屏+PLC+高频开关电源模块组成的系统四、技术指标:GZG62系列智能高频开关电源直流屏技术参数及指标五、系统组成及特点:本系列产品由一列或一列以上柜体组成。

分别为充电柜、馈电柜及若干电池柜组成。

全套产品由新型PWS智能型人机界面触摸屏、高速高性能、高频开关电源模块及电流电压采样部分组成。

充电柜显示操作单元：GZG62型采用新型PWS智能型人机界面触摸屏。

操作界面直观，可方便地设置系统的运行参数及调整整流电源模块的开关机。

多达上百幅参数画面可显示系统所有运行参数，包括各单体电池(组)的电压参数。

先进的显示屏触摸式操作方式替代了传统的按钮操作，进一步提高了系统的可靠性。

模块输出单元：选用国产高频开关电源模块。

智能高频开关电力操作电源系统技术使用说明书目录第一章产品概述----------------------------------------- ----1 第二章电源柜系统介绍-------------------------------------4第三章系统工作原理----------------------------------------8 第四章充电模块----------------------------------------------11 第五章操作说明---------------------------------------------20 第六章安装维护--------------------------------------------32第一章产品概述ZDGW2型微机监控高频开关直流电源柜采用了当代电力电子最新技术，运用了完备的全数字化微机控制手段，结合多年来我国电力系统电网运行经验而开发的第二代全智能直流操作电源系统。

该电源系统符合电力系统电网运行的要求。

一、系统主要技术特点1、全智能化系统：该系统对交流供电，充电过程，电池状态，调压状态，馈线接地，开关位置，全过程实时监测、控制与显示。

采用网络通讯技术，实现远方对电源系统的遥测、遥信、遥控、遥调。

2、三环控制系统DC/DC高频变换电路采用峰值电流脉宽调制电路（PWM），模块采用三环（输出电压环、输出电流环以及峰值电流环）反馈系统，具有很高的动态响应速度和系统稳定性。

3、优越均流控制方式本系统采用硬件低差自主均流技术，模块并机时，不均流度在1.5%～3%之间，具有很好的动态均流特性。

4、交流输入范围宽交流输入范围宽达304-456VAC（单相176-264VAC），在电力供应状况复杂的地区亦能可靠的工作。

5、完全热插拔功能，整流模块即插即用，便于检修与维护。

6、采用多级管理技术，保证系统部分故障时能正常运行。

智能型高频开关电力直流电源系统应用发表时间：2020-07-29T16:49:16.753Z 来源：《科学与技术》2020年3月第7期作者：杨帅[导读] 文章分析了高频开关电源在变电站的应用需求，摘要:文章分析了高频开关电源在变电站的应用需求，介绍了WATT智能模块化高频开关电源系统的构成及其优点和特点，在此基础上，探讨了高频开关电源在220kV翁江变电站直流操作系统上的应用及存在问题处理。

关键词：智能型;高频开关;直流电源系统? 中图分类号:TN86目前220kV翁江变电站使用的WATT智能型高频开关直流电源系统主要由高频开关电源模块和分布式监控系统组成，系统采用分布式微机监控技术和国际先进的三电平桥式软开关技术，并率先在直流系统上应用了现场总线技术，使得各模块以信息交互的方式协同工作。

系统采用容错方式设计，数据本地采集，数字信号远传，任一模块均可带电插拔，实现了系统的在线维护，可以直接与变电站综合自动化等智能化设备连接，满足日益增多的无人值班变电站要求。

1WATT智能型高频开关电力直流电源系统特点①采用三电平桥式软开关电源模块化设计，N+1热备份；②任一功能模块（如监控模块、充电模块）均可带电热插拔，便于系统的安装和维护，大幅度减少了平时维护工作量；③采用抢总线式的自主均流技术，各模块之间输出电流的最大不平衡度小于5℅；④控制母线和合闸母线可以实现由充电模块单独直接供电，也可以通过降压装置进行热备份；⑤可靠的电气绝缘和防雷措施，利用绝缘监测装置实时监测系统的绝缘状态，保证了系统和人身的安全；⑥分布式控制技术，信号采集模块与微机监控模块组成分布式监控系统，就地采集数据，数字信号传输，抗干扰能力强，便于安装、检修；⑦采用小母线硬接线布线技术，母线采用国际标准色标识，易于识别；⑧系统采用IEC（国际电工委员会）国际标准，可靠性和安全性有充分保证。

系统智能化程度高，对系统的每个部分能够通过监控模块进行参数配置；实现全数字控制技术，充电模块、微机监控模块、绝缘监测仪、电池巡检等采用数字化控制技术，充电模块采用三电平桥式高频软开关技术，主拓扑电路应力小，充电模块可靠性高，特别适用于电力直流电源三相整流高输入电压条件下的高可靠性要求；监控系统与现代电力电子、网络技术相结合，对直流电源系统提供“四遥”功能的支持，为无人值班工作提供了前提条件；具有输出电流和电压平滑调节的功能，能够实现蓄电池充电温度自动补偿功能；对蓄电池组进行自动保护和管理，能够对蓄电池的均充、浮充电进行智能化控制，实时监控蓄电池的充放电电流和整组、单个电池端电压，设有电池过压、欠压声光提示和充电限流功能；通过设有的多个扩展通讯接口，通常在变电站会接入如电池监测仪、绝缘监测装置等外部智能设备。

介绍GZDW型智能高频开关直流电源系统组成及工作原理和它的运行与维护；在运行与维护中常见故障的处理。

1 、引言在变电站中，直流电源是核心，为断路器分合闸及二次回路中的仪表、继电保护和事故照明等提供直流电源，它的重要性就可想而知了，它就相当于是变电站整个二次系统的心脏，为二次系统的正常运行提供动力。

但是很多二次技术人员都只对变电站的保护回路及控制回路等比较重视而对为继电保护回路提供能量的直流系统的重要性就忽视了。

平时维护一般只是进行一些简单的蓄电池电压测试和绝缘监视等。

这就使直流系统往往运行在不可控的状态，这是相当危险的。

下面简单谈一下直流系统的组成及工作原理和它的运行与维护。

2 、典型GZDW直流系统的组成及工作原理直流系统主要由充电模块、控制单元、直流馈电单元（合闸回路、控制回路、保护回路、信号回路、公用回路以及事故照明回路等）、降压单元、绝缘监测、蓄电池组等组成。

其中最主要的设备就是充电模块和蓄电池组。

近年来，随着电力技术的发展，高频开关模块型充电装置已逐步取代相控型充电装置，而阀控式密封铅酸蓄电池已逐步取代固定型铅酸蓄电池。

电力系统现在使用的高频开关电源整流系统比较老式直流系统的最大区别是模块化配置，比如GZDW型智能高频开关直流电源系统根据功能可划分为高频开关整流模块、监控模块、配电监控模块、调压硅链模块、绝缘监测模块、交流配电单元、蓄电池监测仪、蓄电池组、馈电单元几部分。

图1 系统原理框图请登陆:输配电设备网浏览更多信息图1 系统原理框图下面简单分析各个部分的工作原理和功能。

交流配电单元:直流系统一般都有两路交流电输入，正常时交流电输入切换开关置于“自动”位置，1路工作，2路备用，交流电经交流输入空气开关、交流接触器、避雷器等送至各个充电模块。

高频开关充电模块：三相三线交流电380V AC经三相整流桥整流后变成脉动的直流，在滤波电容和电感组成的LC滤波电路的作用下，输出约520VDC（2.34X220）左右的直流电压，再逆变为高频电压并整流为40KHZ的高频脉宽调制脉冲电压波，最后经过高频整流，滤波后变为220VDC的直流电压，经隔离二极管隔离后输出，一方面给蓄电池充电，另一方面给直流负载提供正常工作电流。

高频开关直流操作电源系统摘要：就高频开关直流操作电源系统的组成及高频开关电源模块的功率因数、均流方式、散热防尘等问题进行描述,并对直流操作电源系统今后的发展趋势进行讨论。

关键词：高频开关电源直流操作电源l 引言直流操作电源系统是发电厂、变电站中不可缺少的二次设备之一,它的可靠性直接影响发电厂和变电站设备的安全可靠运行。

我国发电厂和变电站中正在运行的直流操作电源系统有很多仍是较落后的陈旧设备,存在较多的缺陷,引发了不少事故,而造成重大损失。

随着阀控密封铅酸蓄电池的推广普及，也对原有的直流操作电源系统提出了更高的要求,与防酸隔爆蓄电池及镉镍碱性电池相比,阀控密封铅酸蓄电池具有以下特点：无需添加水和调酸比重等维护工作,具有免维护功能；不漏液、无酸雾、不腐蚀设备,容易组成成套装置；自放电电流小；电池寿命长，25℃的浮充寿命可达l0～15年；结构紧凑、密封性好、抗震动性能好;不存在镉镍碱性电池的“记忆效应”。

但阀控密封铅酸蓄电池对温度的反映较灵敏,对充电装置要求严格,不允许过充和欠充。

如果仍采用陈旧落后的充电装置,出于其稳压、稳流精度低，纹波系数高,可能造成阀控密封蓄电池的寿命降低甚至本体涨裂损坏，而使整个直流系统瘫痪。

通信电源经过近几年的发展,已普遍采用了阀控密封铅酸蓄电池和高频开关电源模块组成的充电装置。

高频开关电源模块具有体积小、重量轻、噪声低、稳压精度高、纹波系数小、配置灵活的特点,与阀控密封铅酸蓄电池配套使用,可以增加直流系统的可靠性和稳定性。

当前，城乡电网建设和改造工程中已开始部分采用高频开关电源模块和阀控密封铅酸蓄电池组成的直流操作电源成套装置，在保证直流系统可靠运行和电池寿命上都有较好的效果，受到设计和运行人员的好评。

东方电子信息产业股份有限公司自96年开始研制开发智能型高频开关直流操作电源系统,至今已有百余套直流电源在现场运行。

2 直流操作电源系统组成高频开关电源模块目前有5A、l0A和20A三种,根据负载要求和蓄电池容量的不同,可以由多台模块按照N＋l备份原则并联组成几十到几百安的直流操作电源系统。

电力用智能高频开关整流式充电电源摘要：智能高频开关整流式充电电源，由微机监控模块和充电模块组成。

本文从这两方面出发，对其进行介绍。

一方面对充电模块的功率转换部分及保护部分进行简要介绍，另一方面阐述微机监控模块软硬件的设计框架。

1引言微机产品在电力系统的推广应用，导致对供电电源提出了更高的要求。

美国、德国等西方发达国家电力系统中的直流电源早已采用模块高频开关整流式电源。

在我国这种更新换代也已经开始。

本文介绍的电力用智能高频开关整流式充电电源正是为适应这种趋势而开发研制的。

2微机监控模块硬件设计微机监控模块的硬件框图如图1所示图1 微机监控模块硬件框图监控模块不仅对各电源模块的电压、电流以及输入三相交流电进行采样，而且还对直流馈电屏的电池电压和控制以及合闸母线的电流进行采样，所有采集到的模拟量，经多路转换选择开关进入80C196KC芯片的A/D转换口，由程序控制多路选择转换开关，通过整定来获得当前各模拟量的数值。

本系统没有采用外加D/A转换器，而是利用芯片本身的资源，通过芯片的P2.5和HSO脚输出PWM脉冲，经放大后送到各电源模块控制口，对各电源模块参数进行设定。

为了提高系统的抗干扰能力，各电源模块的输入、输出控制信号和各种异常信号以及馈电屏的所有信号，都进行了光电隔离。

系统采用清华蓬远科贸公司的MGLS240128T液晶模块显示。

显示一律为汉字，使操作简单明了。

由于此液晶模块自身有驱动电路，就大大简化了系统硬件设计。

监控模块通过80C196KC单片机的TXD和RXD 口，由调制解调器（MODEM）接入电话网，进行网上微机通讯。

3微机监控模块的软件设计监控模块主程序框图如图2所示。

由于监控模块的参数比较多，一液晶屏无法全部显示，因此程序框架采用树枝状分枝结构。

开机后，首先对各电源模块进行初始化，同时，显示公司名称及产品名称画面。

按回车键进入主菜单画面，各项显示一律菜单化。

对各电源模块和A/D参数以及密码进行设定时，必须先输入密码，这是为防止参数被随意修改。

产品名称：【高频开关电源直流屏】详细介绍：GZDW系列高频开关直流电源柜一、适用范围GZDW系列直流电源系统主要由智能高频开关电源模块、中央监控单元、免维护蓄电池和馈电回路等构成，具有重量轻、体积小、效率高、无污染等诸多优点，是传统直流电源成套装置的理想换代产品。

主要适用于中小型发电厂、水电站、各类变电站、开闭所和其它使用直流设备的领域，如石化、矿山、铁路、通讯、冶金、高层建筑等，作为高压开关分合闸、继电刨花、自动装置、信号装置等使用的操作电源及事故照明、控制用直流电源。

二、型号命名规则如：GZDW—40AH/220V—M—GK表示额定电压为220V，蓄电池容量为40Ah，电池种类为铅酸蓄电池的高频开关电源一体柜系统。

三、系统特点● 两路交流输入，能自动实现切换，可靠性高，系统运行稳定；● 采用开关电源技术，输出纹波大大减小，有效的延长了电池的使用寿命；● 充电机与控制整流器采用相互独立的方式，故障时充电机与控制整流器可以相互替换；● 采用高品质，高性能的中央监控单元，能可靠的进行数据采集和信号处理等；● 高频开关电源采用N+1热备份，使得任意一个模块退出运行均不影响系统的正常运行，保证了整个系统的可靠性,可方便地满足各种系统的要求；● 当中央控制系统故障退出时，充电及整流模块能正常工作，确保供电系统能正常工作；● 通过中央监控系统实现蓄电池均充/浮充的自动转换；● 严格按照蓄电池充电曲线对蓄电池进行充电，避免过充和欠充现象，能有效延长电池的使用寿命；● 可根据环境温度及时调整充电电压，使电池保持在最佳充电状态；● 以特制的二极管整流模块替代传统硅链，确保降压单元的高可靠性；● 人机界面全中文显示，界面友好，直观形象，操作简便；● 人机界面具有进行参数设置、状态查询、开关机控制等功能；● 开放式接口设计，具有强大的通讯功能，可通过微机通讯接口实现“遥信、遥测、遥控、遥调”功能，可根据用户需要传递相应的实时数据和告警信息；● 可靠的防雷和电气绝缘措施，选配的绝缘监测装置能够实时监测系统绝缘情况，确保系统和人身安全。