直流屏系统图

构成及功能该系统适用于500KV以下的发电厂、变电站、工矿企业、高层建筑、通讯、铁路等系统的直流操作、继电保护、控制信号和事故照明等方面的不间断直流供电控制。

这是一套理想的直流屏智能控制系统，它可按部颁标准实现所有的要求，现已在多家直流屏生产厂家配套使用。

触摸屏+PLC控制直流成套系统由硬、软件两部分构成。

硬件主要由触摸屏、PLC可编程控制器、相应电量传感器、电池巡检功能模块及支路绝缘监察模块等构成。

软件则采用所选用的进口西门子STEP 7-MicroWIN V4.0.6.35开发系统。

该系统可对传统的可控硅以及国内外各种高频开关模块等(隔离的)多种充电器进行控制，控制精度可达十六位。

一、信号采集、处理、控制系统：我们以西门子可编程控器（PLC）作为中央控制系统的核心部分，由PLC可编程控制器完成各种信号（模拟量、开关量等）的采集、比较、运算和处理。

在正常状态下，由中央控制系统自动执行整个直流屏的监控，当中央控制系统发生故障时，将自动切换到手动状态。

统备有RS-232、RS485，可直接实现“四摇”控制。

1.检测功能（信号采集、处理）1) 三相交流电压自动检测2) 控制母线电压自动检测3) 合闸母线电压自动检测4) 单体电池电压自动检测5) 电池组电压自动检测6) 控制母线电流自动检测7) 充电电流自动检测8) 放电电流自动检测9) 控制母线绝缘电压自动检测10) 合闸母线绝缘电压自动检测11) 负母线绝缘电压自动检测12) 绝缘电阻检测(可选)13) 电池温度自动检测2.控制功能1) 两路交流电自动切换2) 对控制模块电压进行调节3) 对充电模块电压、电流进行调节4) 自动控制电池充电过程5) 充电电流温度补偿6) 自动调压7) 电池活化8) 充电器故障保护9) 电池组过放电保护10) 历史资料储存二、触摸屏：作为直流屏的人机界面，所有的系统参数设定，充电模块和整流模块的电压及电流调整与监控、电池巡检、对地电压的测量、电池充放电曲线等均通过触摸屏各画面进行。

直流电源屏技术要求一、使用环境条件环境项目安装地点户外海拔高度（m）2910最高温度（℃）40最低温度（℃）-25最大风速（m/s）30最大覆冰厚度(mm) 10雷暴日数（天）70地震烈度Ⅶ度，第二组，加速度为0.15g污秽等级 C 级二、技术要求1 货物需求表1.1 型号规格： GZDW33-100Ah/220V1.2 供货范围（1）系统组成组柜名称系统设备分项名称规格型号单位数量备注直流充馈屏（1面）高频开关充电模块20A 个 3 监控模块CAV-T5 套 1 直流断路器 GM32M 个20 微机直流系统绝缘检测仪CAVJJ 个 1100Ah电池屏面 1 屏间连接电缆全部专用工具套 1 备品备件套 1（2）蓄电池名称规格型号单位数量备注蓄电池（2V/100Ah）只104 合资品牌美国GNB 2 货物的技术要求2.1 电气技术要求2.1.1 本装置采用智能型高频开关电源直流系统；2.1.2 本装置采用微机绝缘检测装置，能完成对直流母线电压的监测功能，同时具有支路绝缘检测功能（20回路）；2.1.3 本装置采用一组蓄电池、一组整流器、带降压装置、单母线接线，一回交流380V进线；2.1.4 本装置高频开关电源采用3块20A模块，模块可带电热插拔，单模块可显示模块的输出电流/电压；2.1.5 本装置中央监控器由16位以上微处理器构成，采用液晶显示器，显示直流系统的运行状态和故障以及异常信号报警，该监控单元对交流配电进线、整流模块、降压硅链故障及各直流馈电回路都应监控，并对单个蓄电池进行全自动监测及管理。

监控单元对报警的检测应在20ms内完成，并做出相应的控制。

监控单元应留有开关量、模拟量输入、输出接口，以便将直流系统其它需监测的开关量、模拟量输入或输出，监控装置具有“四遥”功能、显示功能、设置功能、控制功能、报警功能、历史纪录、智能电池管理功能（带电池巡检）、异常处理和保护功能，并预留通讯口；2.1.6 本装置控制回路10回、合闸回路10回；2.1.7 各回路断路器采用直流断路器；2.1.8 直流屏上的直流绝缘检测仪与高频开关柜上微机监控单元的通信由贵方完成。

2、交流输入停电或异常时 正常浮充运行，交流输入停电或异常时，充电模块停止工作，这是由 电池通过硅链系统不间断的给负载供电，监控模块监测电池电压、放 电时间，当电池放电到设置的欠压点时，监控模块告警。交流输入恢 复正常后，充电模块对电池充电。 系统工作时的能量流图：
型号定义
1、GZDW系列标准电力操作电源系统型号定义：
直流系统电池管理
在变电站或电厂中，直流电源不仅要为二次设备提供不间断直流电源， 还要向断路器分合闸线圈提供冲击电流。电池组在直流系统中的地位 很重要，如何维护就成为非常重要的一个问题。智能高频开关电源具 有电池管理系统。它采用二级监控模式，能对电池的端电压、充电电 流、电池房温度及其它参数作实时在线监测。可准确地根据电池的充 放电情况估算电池容量的变化，还能在电池放电后按用户事先设置的 条件自动转入限流均充状态，通过控制母线电压来完成电池的正常均 充过程。并可自动完成电池的定时均充维护，均/浮充电压温度补偿 等工作，实现了全智能化，不需任何人工干预。
系统工作原理
电力操作电源系统主要由交流配电单元、充电模块、监控模块、配电 监控、降压硅链、直流馈电单元、绝缘监测等几部分组成，其基本原 理框图如下：
系统的基本工作原理： 1、交流输入正常时 系统交流输入正常时，两路交流输入经交流切换控制电路选择其中一 路输入，并通过交流配电单元给各个充电模块供电。充电模块将三相 交流电转换为220V或110V的直流，经整监合在充电模块内部的隔离二 极管隔离后输出，一方面给电池充电，另一方面给负载提供正常工作 电流。 监控部分采用集散方式对系统进行监测和控制，充电柜、馈电柜的运 行参数、充电模块的运行参数由数据采集模块采集处理，然后通过串 行通讯口把处理后的信息上报给监控模块，有监控模块统一处理后显 示在液晶屏上。同时可通过人机交互操作方式对系统进行设置和控制， 若有需要还可接入远程监控。监控模块还能对充电模块进行均/浮充 控制，限流控制等，以保证电池的正常充电，延长电池寿命。

直流屏介绍一、概念：直流屏是直流电源操作系统的简称二、作用：1、为高压开关的合闸机构提供电源2、为控制机构、继电保护和自动装置提供直流电源三、特点：高可靠性1、采用开关电源的模块化设计，N+1热备份2、充电模块可以带电热插拔，平均维护时间大幅度减少3、动力母线和控制母线可以由充电模块单独直接提供，可以通过4、降压装置热备份硬件抵差自主均流技术，模块间输出电流最大5、可靠地防雷和电气绝缘措施，选配的绝缘监控装置能够实时监测系统绝缘，确保系统和人生安全四、工作原理：在正常情况下由充电单元对电池进行充电的同时并向经常性负载（继电保护装置、控制设备等）提供直流电源直流屏的原理框图五、组成：交流输入单元、充电单元、微机监控单元、电压调整单元、绝缘监测单元、直流馈电单元、蓄电池组、电池巡检单元1、 交流输入单元交流输入单元通常由两路380V╱50Hz的交流电源互投电路手动或自动选择一路向充电单元供电(另一路作备用电源)，交流输入单元配有防雷电路和三相输入状态监视电路，当缺相或失电时，监视电路启动，自动投切备用电源的同时发出声光报警，并将故障信号通过监控器送往后台和远方遥信装置。

2.充电单元的工作原理（1）充电单元分别由充电和控制高频开关电源模块组成，采用(N+1)冗余设计，〈所谓N+1冗余设计是指：若直流屏满足正常工作需直流输出电流为10A的高频开关模块3台，实际该直流屏配置4台(N+1)，用备份的方式充电模块向蓄电池组进行均充或浮充电〉，控制模块也采用(N+1)冗余设计、用备份的方式向经常性负荷(继电保护装置、控制设备)提供直流电源。

这样当其中任一台模块出现故障后，不会影响装置的正常工作，使装置运行的可靠性大大提高。

（2）高频开关电源模块的工作原理 高频开关电源模块将50Hz交流电源经整流滤波成为直流电源，逆变部份将直流逆变为高频交流(20KHz～300KHz)，通过变压器隔离，高频经整流和滤波后输出(直流)，其基本原理示意图（见图5-4-4（3）高频开关电源模块的外观（见图5-4-5）（4）高频开关电源模块的优点输入、输出的电压范围宽、均流度好、功率密度高、实现N+1备份冗余配置，可靠性高、体积小、重量轻、保护功能强(具有过、欠压告警，温度过高、限流和输出短路保护等)、直流输出指标好(稳压精度≤±0.5%、稳流精度≤±0.5%、纹波系数≤0.1%)、效率高(采用软开关技术)、功率因数高(可达0.99以上)，并可通过智能监控接口(RS232)实现对模块的“三遥”控制(遥测、遥控、遥信)，当监控单元出现故障退出运行时，高频开关模块仍可自主运行。