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高低压成套类软启动类节电补偿类自动化类电网质量类建筑电器类环保专用电源类矿用产品类解决方案

商品介绍

一、概 述
      该系统主要应用于电力系统中的发电厂、水电站及500KV、220KV、110KV、35KV、10KV等各类变配电站,用于断路器分合闸、二次回路中的仪器仪表、继电保护和故障照明;亦可用于工矿企业、高层建筑、电气化铁路等需要直流电源系统的场合。
      鉴于电力系统中工程技术的飞速发展,特别是阀控式密封铅酸蓄电池大量应用以及电力微机继电器保护、监控系统对充电装置的更高要求。公司通过长时间市场调研,深入基层变配电站直接听取用户意见,结合多年开发电子产品的成功经验,研制出满足现代电力系统要求的高频开关电源模块式充电装置。本系统的核心部分采用了高频开关电源技术和PLC程控技术,能以高可靠的质量和性能服务于广大用户。

二、系统特点
     <1> 电源主体采用模块化设计,N+1(2)冗余式热备份,可靠性高;
     <2> 多个电源模块可直接并联使用,无主从民主均流;
     <3> 系统中各种模块均可带电更换;
     <4> 系统适应于多种规格的蓄电池,可按监控模块设定的充电曲线全自动运行,不需人为干预完成均浮电、电网解列、恢复供电等程序的自动控制和运行,实现无人值守;
     <5> 按工业级要求筛选采用国际名牌元器件,整机严格按72小时高温满载老化测试,检验运行稳定性。

三、型号说明
       型号说明如图1-1所示。
       各型号产品基本配置如下表所示:


型 号 基本配置 备注
GZDW01 电源模块 调压器 PLC(221) 综合控制器 马赛克面板 不可扩展选线和电池测量
GZDW01A 电源模块 调压器 PLC(221) 综合控制器 小液晶面板 不可扩展选线和电池测量
GZDW01B 电源模块 调压器 单片机监控模块 小液晶面板 不可扩展选线和电池测量
GZDW02D 电源模块 调压器 PLC(221) 综合控制器 大液晶面板 不可扩展选线和电池测量
GZDW02A 电源模块 调压器 PLC(224) 综合控制器 大液晶面板 可扩展选线和电池测量
GZDW03 电源模块 调压器 PLC(224) 综合控制器 进口触摸屏 可扩展选线和电池测量
GZDW03A 电源模块 调压器 单片机监控模块 自产触摸屏 可扩选线和电池测量(开发中)
GZDW04 电源模块 调压器 PLC(224) 综合控制器 触摸屏 直流选线 电池测量
 
 

1-1 型号说明

四、系统组成
      01型直流屏系统的基本组成部件有以下部分:
   <1> 高频电源模块
           完成AC/DC变换,实现系统最为基本的功能。
   <2> 交流配电
          将交流电源引入分配给各个电源模块,扩展功能为实现两路交流输入的自动切换。
   <3> 直流馈电
          将直流输出电源分配到每一路输出。
   <4> 监控模块
          将系统各种模拟量、开关量信号采集并处理;进行系统管理,主要为电池管理和实现后台远程监控,并适时提供声光报警。
   <5> 调压模块
         合闸母线通过调压器向控制母线供电,保证控制母线电压的连续和稳定。

4.1 高频电源模块
     4.1.1高频电源模块工作原理
            高频电源模块的工作原理如图2-1-1:

图2-1-1  高频电源模块原理图

       三相交流电源经EMI滤波器输入到工频整流电路,将交流整流为脉动的直流输出,通过无源功率因数校正(PFC)电路,将脉动的直流转换为平直的直流电流;DC/AC高频逆变器将直流转换为高频交流电源,通过高频整流电路将高频的交流转换为高频脉动的直流,此直流通过高频滤波后输出。其中,DC/AC高频变换电路在脉宽调制(PWM)电路的控制下通过调整变换电路的脉冲宽度,以实现电压的调整(包括稳压和电压整定)。整个电源模块在PLC的监控下工作,包括模块的保护和电压调整等。

4.1.2高频电源模块技术指标
       公司目前生产的MCD高频电源模块规格型号较多,除表2-1-1所示常用规格外,还有特殊规格电源模块如额定输出电压24V、48V等,以满足不同用户需求。
表4-1-1 常用电源模块规格型号

电源模块规格 额定输出
MCD220/05 220V/5A
MCD220/07 220V/7A
MCD220/10 220V/10A
MCD220/30 220V/30A
MCD110/10 110V/10A
MCD110/20 110V/20A
 
     MCD系列高频电源模块的通用技术指标如表2-1-2~2-1-4所示:

表4-1-2 高频电源模块输入特性表

项目 指标
交流输入电压 380V±10%(三相四线制或三相三线制)
交流输入频率 50HZ±5%
功率因数 ≧0.92
效率 ≧94%
 
 
表4-1-3 高频电源模块输出特性表

项目 指标
输出电压范围 180~280(220V系列) 99~143(110V系列)
输出恒流范围 10%~100%额定电流
最大输出电流 110%额定电流
电压上升时间 3~8秒(软启动时间)
稳流精度 ≦±1%
电压纹波系数 ≦0.03%(220V系列) ≦0.05%(110V系列)
稳压精度 ≦±0.5%
       
 
 
表4-1-4 高频电源模块保护特性表


项目 指标
输出过压保护 291±4V(220V系列) 145±2V(110V系列)
输出欠压报警 194±4V(220V系列) 97±2V(110V系列)
输入过压保护 480±5V,可恢复,回差5~15V
输入欠压保护 318±5V,可恢复,回差10~20V
缺相保护 可恢复
 
 
4.1.3高频电源模块外形及接口
       MCD高频电源模块有拔插式和壁挂式两种类型。
4.1.3.1拔插式高频电源模块外形,如图2-1-2及2-1-3。

 
4-1-2 拔插式电源模块外形图


     注:两个侧面也有通风孔,外形尺寸:高×宽×深=298mm×184mm×375mm,屏面开孔尺寸:260mm×175mm

图4-1-3 拔插式电源模块前面板图
             拔插式高频电源模块通过后面板的一体化输出插座输出信号。一体化插座的外形如图4-1-4所示:

4-1-4 一体化插座外形图
        一体化插座的焊接端孔位定义如下表:

1 2 3 4 5 7 11 12 13 19 26 29
N A B C Jk1 Jk2 VLH ALH ON/OFF GND OUT+ OUT-
2.1.3.2 壁挂式高频电源模块的外形如图2-1-5所示。
壁挂式高频电源模块的接线端子定义如下表:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
N A B C Jk1 Jk2 VLH ALH ON/OFF GND OUT+ OUT+
4.1.3.3高频电源模块端子功能说明
      <1> 交流输入:N、A、B、C为模块交流电源的输入端,输入方式为三相四线。
      <2> 故障指示:JK1、JK2为模块的故障指示端。JK1、JK2内为无源接点,模块给电正常时断开,模块故障或未加电状态下为闭合。
      <3> 电压、电流调整:电压调整端VLH,与控制公共端GND加+24V时(VLH接正,GND接负),模块为高定值电压输出,去掉+24V为低电压定值输出。
 


图4-1-5 壁挂式电源模块外形图
             电流调整端ALH,与控制公共端GND加+24V时(VLH接正,GND接负),模块为低恒流电流输出,去掉+24V为高恒流电流输出。电压调整和电流调整同时对控制公共地加+24V为均充,去掉+24V时为浮充。
     <4> 电子开关ON/OFF:与控制公共GND加+24V模块自动关机,没有输出;去掉+24V模块自动开机,有直流输出。
     <5> 直流输出端:OUT+、OUT-为电源模块的直流输出端,OUT+为输出正,OUT-为输出负。
     <6> 均流线:若干模块的该端相连接,实现无从民主均流。
4.2 交流配电单元
      交流配电单元的主要作用是两路交流电源的互锁及自动切换,其原理如图4-2-1所示。以第一路为主回路,第二路为备用辅助回路,当第一路交流异常时,自动切换到交流第二路;一旦第一路交流电源恢复正常,则自动切换回到第一路交流电源。为了防止两路交流同时接入到电源模块输入端,系统用交流接触器来设置互锁机构,通过该互锁机构可以提供两路交流电源的自动投切及可靠的电气互锁控制。

图4-2-1 两路交流电源切换原理
4.3 监控模块
       01型直流屏的监控系统主要以PLC程控监控系统,它由硬、软件两部分构成。硬件主要由西门子PLC、综合控制器和马赛克操作面板三部分构成;软件采用西门子公司的STEP 7-Micro/WIN98开发系统。
系统工作时,由综合控制器内部的参量传感器将系统中各种电流、电压、状态等信号自动转换成标准的模拟量或数字量信号送入PLC的CPU,由CPU完成各种信号的采集、比较、运算和处理,再通过操作面板上的数码管显示各种运行参数(包括控母电压、正负对地电压)。
      综合控制器是专为我公司的直流屏设计,是直流屏的专业功能模块,配合PLC使用,取代常规直流屏的电压监查继电器,闪光继电器,绝缘监查继电器,光字牌音响报警装置,并装有测量传感器,PLC、操作面板所需各类型附助电源等,与PLC系统一起完成对直流屏的监控,其外形如图4-3-1所示。

4-3-1 综合控制器外形图3
4.4 调压模块
        降压硅链装置是由具有基本恒定压降的二极管串联而成,然后在一定数量的二极管两端并联一个继电器,通过继电器的通断来改变整个降压硅链的降压值,原理图如2-4-1所示。
4.4.1功能
        降压硅链在不同接线方式中,其作用不尽相同。在无辅助电源模块的系统中,降压硅链功能是合闸母线通过它向控制母线提供稳定的电压。在有辅助电源模块的系统中,由于控制母线直接带有电源模块,因此降压硅链具有双重作用。一方面,合闸母线通过它为控制母线供电,具备维持其电压基本稳定的作用;另一方面,降压硅链和连接到控制母线的辅助电源模块一起构成控制母线电源的双备份,提高控制母线供电的可靠性。01型直流屏为两级调压,不具备手动调压方式。

4-4-1 降压硅链的工作原理(含手动开关)
4.4.2 外形及接口
             调压硅链的外形如图4-4-2所示:
             壁挂式四档调压器的端子定义如下表所示:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
KA1 KA2 KA3 KA4   -24V   合母 控母  
           降压硅链是通过其中二极管管芯的基本恒定压降来降压,当电流比较大时,其发热量相当可观,因此安装时请将其安排在通风良好的机柜顶部,这样有助于降压硅链的正常工作。

五、系统调试
    5.1通电前检查
           在通电前,要求检查系统接线是否正确,具体检查项目如下:
 

4-4-2 降压硅链的外形图
        <1> 三相交流空气开关端子间、交流接触器端子间无短路现象,各保险端子间无短路现象。
        <2> 确保交流输入线(包括零线和地线)接入且接线可靠。
        <3> 各控制回路、合闸回路、正负母排之间无短路现象。
        <4> 电源模块的交流输入端子间、直流输出端子间无短路现象,需直流电源模块的输入极性正确。
        <5> 确保电池输入空气开关或熔丝处于打开状态。
5.2绝缘电阻和绝缘强度
       <1> 绝缘电阻
               电源系统主回路的交流部分对地,直流部分对地,交流部分对地的绝缘电阻大于10MΩ,试验电压为500VDC。
       <2> 绝缘强度
               在高频电源模块和监控模块都与系统断开的情况下,系统的交流部分对直流部分能承受50Hz,3000V的交流电压1min,无击穿,漏电流要求≤30mA。交流部分对地,直流部分对地应能承受50Hz,2000V的交流电压1min,无击穿,漏电流要求≤30mA。
5.3系统通电调试
       通电前检查及绝缘测试完成后,就可以进行系统通电调试。为确保上电调试时,设备和人身的安全,必须细心谨慎,遵循“测量-操作-测量”的调试方法。边调试边观察,发现异常现象应立即关机,待查明原因后,再继续进行。建议按以下步骤分步调试。
      <1> 交流配电部分的通电调试
             将市电的交流空气开关、柜内各个电源模块的进线保险都打在断开的位置,断开所有负载。合上市电空气开关,测量对应交流输入端,应该有正常的380V交流电压(线电压),且每相电压差值相对较小,正常则可将对应交流输入到电源模块的进线保险。如果是两路交流输入自动切换的系统,还应该作交流自动切换检查。
     <2> 高频电源模块的通电调试
             交流配电部分正常工作后,可作电源模块的通电调试:将电源模块1的交流进线保险和上,检查模块的输出电压和输出电流。依次按顺序合上其它电源模块的交流进线保险,重复2。检查各个电源模块的输出电压是否一致,最大不应超过1V,如有异常,则应停电检查异常模块。
     <3> 直流馈电的通电调试
             电源模块部分正常工作后,接着作直流馈电部分的通电调试:依次合上控制回路的各个输出控制开关,检查相应的输出端子电压和对应指示灯;依次合上合闸回路的各个输出控制开关,检查相应的输出端子电压和对应指示灯;如果有降压模块,还应检验降压模块的工作情况。关闭给控制母线供电的电源模块,让合闸母线通过降压硅链给控制母线供电,检查控制回路的电压情况。
    <4> 系统监控部分的通电调试
            直流馈电部分正常工作后,可作系统监控部分的通电调试:检查各模块的电源是否正常,注意极性。确认都正确后,合上综合控制器的上电保险,观察PLC的运行指示灯,起动触摸屏(GZDW03及以上型号),检查监控系统的绝缘监察和闪光功能。
     <5> 负载的接入
            可适当的接入一些负载,以检查屏体上各电流表的指示是否正确,触摸屏上各数据和表盘上的是否一致等,如不一致应检查接线。
     <6> 电池的接入
            在上述调试步骤正确完成后,可以实行电池的接入。在接入电池以前,应仔细阅读电池的使用说明说,,确认您使用的电池的具体参数和使用环境,以便在监控模块中进行正确的设置。在接入电池前,还应该对              电池的安装等情况进行检查,保证接入的电池极性正确、单体电压基本一致。测量电池组的总电压,记录此电压。

六、面板操作说明
   6.1显示功能
   6.1.1 数码管数据显示功能,马赛克面板是通过其上部的数码管显示数据,在正常运行的情况下显示控制母线的电压值。通过操作马赛克面板上对应的按钮还能显示母线正对地电压和负对地电压值。按下正对地按钮,数码管显示母线正对地电压值,
   6.1.2 指示灯显示功能   
   6.1.3报警与报警解除
   6.1.4直流异常报警,当直流系统异常时,如母线电压过高、过低,正对地电压、负对地电压过低。    


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