电力系统用高频开关电源系统
高频开关电源在电力体系的运用
高频开关电源在电力体系的运用如今，中国正大力施行变电站的无人值勤处理，因而，对设备的挑选将会朝着小型化、无油化、少维护或免维护及主动化程度高的方向翻开。
高频开关直流电源正能习气这种央求，经过这几年的作业查看，这种商品的功用已逐渐老到、安稳。
凭着优胜的技能功用和超卓的报价功用比，高频开关电源将变成直流电源更新换代的首选商品。
因为这种电源体系装设有微机型会集监控器，能够支撑多种通讯协议，与调度基地或变电工区的直流班监控体系通讯，对直流体系进行四遥监控，首要功用为：
（1）经过MODEM和电话网与监控基地通讯，从通讯口读取高频开关电源的信息；
（2）丈量模块的输出电流和电压、直流母线电流和电压、电源的输出电流和电压、电池充放电电流和电压等；
（3）操控电源的输出电流和稳流，操控电源的开关机等；
（4）操控高频开关电源结束对蓄电池浮充、均充办法的主动改换；
（5）操控硅链的主动或手动投切，确保操控母线的稳压精度，进而确保微机和晶体管维护用电的牢靠性，避免构成维护误动；
（6）调度充电限流值和总输出电流稳流值；
（7）具有本地和长途操控办法，选用暗码容许或阻遏办法操作，以增强体系作业牢靠性。
高频开关直流电源系统使用说明-正文
20A或32A；
1路闪光支
路16A；
1路电池开
关100A；
5路63A或
80A或100A。
3个MDL22005或MDL22010
或MDL11010
KDM02
3个MDL22005-2或MDL22010-2
或MDL11010-2或MDL11020-2
MDZ22015-2或
MDZ11020-2
KXT08
图2-3监控系统与外部通讯方式
监控系统可根据用户的需要灵活选择连接方式，既能与变电站综合自动化上位机通过RS232或RS485串行通讯连接，也能够通过以太网接口连接到局域网，以实现远程访问，其它监控设备可以通过本监控系统连接到上位系统。
2.3系统性能特点
2.3.1交流输入：
采用双路交流输入，具有自动切换及声光报警功能，并带有C级交流输入防雷装置。
或MDL11010-2或MDL11020-2
MDZ22015-2或
MDZ11020-2
KXT08
（*）
4个MDL22005-2或MDL22010-2
或MDL11010-2或MDL11020-2
KXT02-3
（*）
充馈电
屏
4个MDL22005或MDL22010
或MDL11010
MDZ22015
KXT02-2
绝缘巡检模块配置灵活，占屏空间小，和系统监控器组成一体化的的母线与馈电分路绝缘巡检装置；
电池采样模块采用单片机控制管理技术，巡检速度快，可靠性好，彻底消除继电器方式速度慢、寿命短的弱点；
可根据用户需要配置微型打印机，在线打印报警信息等（采用KXT05时）。
1.3产品型号说明
蓄电池额定容量（AH）
高频开关电源系统
• ②交流配电单元主要性能
• 输入采用两路市电、三相五线制输入；额定 线电压为交流380V；最大电流为200A。 输出采用3路100A三相交流输出；4路 32A三相交流输出；3路20A单相交流输出。 报警时欠压报警值为交流324V，欠压恢复 值为交流331V；过压报警值为交流438V， 过压恢复值为交流431V。抗雷击时最大工 作相电压为交流275V（50Hz）； 最大汇 放电流大于40kA；最大响应时间大于 25ns。
• 交流配电单元负责将输入220/380V低压交流电， 将其分配给各整流模块以及其他负荷，同时对低压 交流供电进行通断控制、检测、告警和保护，并装 设浪涌保护器（SPD）进行防雷保护。交流输入采 用三相五线制，即三根相线（U、V、W）、一根 零线N、一根地线PE。经避雷器（MOA）后再接 到3个空气开关以控制三相交流电的输入。
图5-2 PS48600系统结构图
• 1．交直流配电系统
• PD48/1200BF属于智能型交直流配电系统， 它将交流配电单元和直流配电单元集合在同一柜体 内，通过屏顶正负汇流母排与两台600A的整流柜 组成一个完整的高频开关电源系统。
• （1）环境和性能
• ①使用环境条件
• 环境温度：－25～+40℃；环境湿度：≤95%； 适合安装于无振动颠簸、垂直斜度不大于5°、无 腐蚀性气体、无导电尘埃、非爆炸危险场所。
任务1了解高频开关电源系统
• 在大容量的高频开关电源系统中，有独立的交流配 电屏、整流器机柜（插入整流模块）和独立的直流 配电屏，监控器装设在直流配电屏或整流器机柜上。
• 在组合式高频开关电源设备中，包含交流配电单 元、整流模块、直流配电单元和监控器。根据开关 电源容量大小和使用要求的不同，其结构形态有机 柜式、壁挂式和嵌入式，嵌入式开关电源可以嵌入 19英寸机架。
高频开关通信电源系统介绍
高频开关通信电源系统是一种智能型无人值守式组合电源系统,采用国际上先进的整流器变换技术,可广泛应用于各种交换设备,微波通信,移动机站和光纤传输等通信领域中,也可用在电力通信等领域。
现将高频开关通信电源系统的主要组成部分:交流配电单元、整流器单元、直流配电单元,监控单元及蓄电池组单元逐一介绍,包括其日常维护,故障处理时所注意的事项等。
1 交流配电单元交流配电单元完成市电的接入和切换,给整流器提供交流电源,为监控单元提供交流电压和电流的采样输出,同时具有交流备用输出和防雷功能。
交流配电单元工作原理如图1所示。
2 整流器单元高频开关整流器由两级电路组成:前级PFC功率因数校正,后级DC/DC功率变换。
输入电路包括输入EMA、缓启动、浪涌雷击防护整流和输入浪涌电流限制电路,使开关整流器具有较小的开机浪涌电流和较好的电磁兼容性。
整流后直接进入前级功率因数校正电路,功率因数效正主电路为Boost电路,控制采用平均电流控制方式,输入端的功率因数接近1,谐波电图1 交流配电单元流小于10%,满足相应的国际标准。
主二极管零电流关断,主开关管零电流开通,功率器件工作应力较小。
提高了系统的功率和可靠性,同时使系统具有良好的电磁兼容性。
功率因数校正电路的另一个功能是对输入电压进行预调整,输出一个稳定的410V直流电压。
这样有利于后级DC/DC优化设计,使系统具有良好的源效应。
后级直流/直流功率变换电路采用双管正激加无损吸收电路。
电路简洁可靠。
开关管无直通危险。
无损吸收减小了开关管关断时的电压应力,输出端具有较小的电磁干扰。
高频开关整流器采用电流型控制芯片,具有快速响应,对使用不当或负载故障造成的输出短路提供快速的保护。
热插拔技术的采用可使整流器在不关断电源的情况下就可以即插即用,大大缩短开关整流器的平均维修间隔时间(MTTR),提高了系统的可维护性和可靠性。
内部具有交流输入过压、欠压检测和保护、输出过压、限流、过流保护、风扇堵转关机保护,机内散热器过热保护以及辅助电源故障告警等。
探讨高频开关电源在铁路系统中的应用原理及其重要性
探讨高频开关电源在铁路系统中的应用原理及其重要性摘要：大量的数字通信系统随着不断发展的铁路通信在通电设备方面提出了更高的要求，可靠的通信网运行和安全的铁路运输生产直接受到电源供电质量的影响。
高频开关电源在铁路通信网中的应用，使通信电源的可靠性和安全性得以提高，本文针对高频开关电源应用原理及其重要性进行详细的阐述。
关键词：高频开关电源通信电源监控系统应用一、引言本文通过探究高频开关电源系统的总体结构及工作原理、在铁路系统中的应用和应用效果，得出高频开关电源具有各项技术指标合格、功能齐全、可靠稳定的运行等方面的优势，从而使通信电源的可靠性和安全性得以提高。
二、高频开关电源系统的总体结构及工作原理（1）总体结构整流模块、配电模块、主监控单元、交流配电单元等组成了高频开关电源系统的总体结构，通过通信线主监控单元的控制和管理功能输送给主监控系统各个监控单元采集的信息。
由其进行统一管理。
直流系统各种信息在主监控中显示，通过触摸显示屏用户能够查询和操作信息，在远程监控系统中也能够接入系统信息。
除了基本单元中的开关量监控、直流监控、交流监控等，在系统中还配置有电池巡检、降压装置、绝缘监测等功能单元，从而实现全面控制直流系统。
在工作状态下，经过交流切换装置两路电流输入一路电流，供电给整流模块。
输入三相电流在整流模块中被转换为直流电，供电给合闸母线负载，并且给蓄电池充电，除此之外通过降压装置合闸母线供电给控制母线。
这个系统结构是集充电和整流两项功能于一体。
高频开关电源系统的组成图如下：a、交流配电模块对交流电源的检测、保护、处理都是通过这个模块来实现的。
交流输入切换装置在交流输入正常时提供两路380伏电源给直流电源系统的整流模块，这两路电源的自动切换系统都能够实现，在正常运行中给蓄电池充电是通过整流模块来实现的，并且提供交流电给站内。
整流模块在站内失去交流电的时候停止工作，通过逆变电源蓄电池提供交流电源给站内，还装有防雷器在交流配电模块上，过电压的冲击能够被有效的避免，电源系统的正常运行得以保证。
高频开关电源详细介绍
高频开关电源详细介绍高频开关电源（High-Frequency Switching Power Supply）是一种广泛应用于电子设备中的电源系统。
相比传统的线性电源，高频开关电源具有高效率、小体积、轻重量和稳定的电压输出等优点。
本文将详细介绍高频开关电源的工作原理、主要组成部分以及应用领域。
高频开关电源的工作原理如下：当输入电压接通时，由交流电源经过整流和滤波后，经过开关器件进行高频开关，然后经过变压器变换电压，之后经过滤波、稳压和反馈电路调节后输出稳定的直流电压。
整个过程中，开关器件在开关状态下，能以更高的频率进行开关操作，以提高转换效率和减小体积。
高频开关电源的主要组成部分包括输入端、整流滤波器、开关器件、变压器、输出电路以及保护电路等。
输入端主要接收交流电源，并通过整流滤波器将其转换为直流电压。
开关器件是高频开关电源的核心部分，负责快速开关操作，常见的开关器件包括MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）和IGBT（绝缘栅双极型晶体管）等。
变压器则用于将输入电压变换为合适的电压，并通过输出电路将其稳定输出。
保护电路主要用于确保电源在工作过程中的安全性和稳定性，包括过载保护、短路保护和过温保护等。
高频开关电源具有较高的转换效率，一般可以达到85%以上，而传统的线性电源则只有60%左右的效率。
这是因为在高频开关电源中，开关器件可以迅速地通过开关操作来控制电源的输出，并通过反馈控制电路来实现稳定的电压输出，大大提高了能量转换的效率。
由于高频开关电源具有高效率的特点，可以减少电源损耗，降低能源消耗，因此在现代电子设备中得到了广泛应用。
高频开关电源的应用领域十分广泛，例如计算机、通讯设备、工业自动化设备以及医疗仪器等。
在计算机中，高频开关电源被广泛应用于各种电子设备，如主机、显示器和服务器等。
通讯设备方面，高频开关电源可以为手机、路由器和网络交换机等提供稳定的电源。
在工业自动化设备中，高频开关电源可以为机器人、PLC（可编程逻辑控制器）以及传感器等提供经济高效的电源解决方案。
智能高频开关电力操作电源系统工作原理及使用的探讨.
智能高频开关电力操作电源系统工作原理及使用的探讨股份公司电仪一兰明江摘要对2#变电所、3#变电所及9#变电所使用的智能高频开关电力操作电源系统的工作原理及使用进行探讨与分析。
关键词智能高频开关电力操作电源系统充电模块监控模块合闸整流器1 引言Pow erM aster 智能高频开关电力操作电源系统由高频开关电源模块组成,适用于使用直流设备的用户。
我公司2#变电所、3#变电所及9#变电所的高压开关柜操作电源以前都是由可控硅三相桥式合闸整流装置提供,该装置对交流电源的依赖性比较强,特别是2#变电所和9#变电所无蓄电池组,一旦两段交流电源中断,高压开关柜的操作电源也将随之中断,对高压设备的安全运行带来极大的影响。
而3#变电所虽有蓄电池组,但该蓄电池为铅酸蓄电池,酸性溶液对蓄电池之间的连接片腐蚀相当严重,加大了蓄电池触头与连接片的接触电阻,因此降低了电池的供电质量。
同时因为酸性溶液与铅产生化学反应,降低了酸性溶液浓度,必须人为的定时对蓄电池加入蒸馏水,故加大了维护人员的工作量。
我公司分别于2001年、2003年及2002年对2#变电所、3#变电所及9#变电所安装了一套该设备,从运行的情况看效果很好,提供给高压开关柜的操作电源很稳定。
本文对Pow erM aster 智能高频开关电力操作电源系统的工作原理及使用进行探讨与分析,为该设备安全、稳定、连续运行提供一些技术支持。
2 系统特点2 1 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供电,可以通过降压装置热备份。
(4硬件低差自主均流技术,模块间输出电流不平衡低于5%。
(5可靠的防雷和电气绝缘措施,绝缘监测装置实时监测系统绝缘情况2 2 高智能化(1可通过监控模块进行系统各部分的参数设置。
(2模块能够平滑调节输出电压和电流,以及对蓄电池充电时的温度补偿。
高频开关电源在变电直流系统中的应用
高频开关电源在变电直流系统中的应用1955年美国科学家发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，是实现了高频开关电源的开端，随后美国科学家查赛及一些科学家都对该变换器进行改良，终于在1869年做成了25千赫的开关电源，提高了大功率硅晶体管的耐压性，缩短了二极管反向恢复时间。
本文将针对高频开关电源在变电直流系统中的一些原理、特性、应用等进行分析。
关键字：高频开关电源；变电直流系统；原理特征；应用分析高频开关电源，又称开关型整流器SMR，通过MOSFET或IGBT的高频工作，开关频率一般控制在50-100khz范围内，实现了高效率和小型化。
近几年，开关整流器的功率容量不断扩大，单机容量已从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。
高频开关电源是传统整流器（硅整流器，可控硅整流器）的升级替代产品。
高频开关电源以使用方便，体积小，效率高，工作稳定，镀层细致等绝对的优势迅速占领市场。
广泛使用于电镀、电解、氧化等表面处理行业，并取得了不错的效果。
当前，我国在电力系统中采用的是直流电源，这就是传统的相控电源向高频开关电源转变的一个现象。
高频开关电源整流器的工作原理简单的说就是先将交流电源接入整流模块中，经滤波、三相全波后转为直流，再连接到高频逆变回路，将已变成的直流电再变换为高频交流点，最后通过高频变压器、整流桥、滤波器输出直流电。
1.开关电源的发展趋势20世纪60年代，应用最多的是线性调节器式直流稳定电源，它存在体积重量大、损耗大、效率低、不易实现隔离等缺点，后来被开关调节器式直流稳定电源取代。
1964年，日本在NEO杂志发表了关于电源的文章，指明了开关调节器式直流稳压电源小型化的研究方向，即一是高频化，二是采用脉冲宽度调制技术。
随后在1989年，人们已经通过DC/DC转换器，设计出使用于不同场所、满足于不同性能要求和用途的、高性能、高功率密度的各种功率的开关电源。
2.高频开关电源的原理和特征2.1高频开关电源的系统方框图简单地讲，高频开关整流器就是想将交流电通过二极管整流、滤波后变成直流电，将直流电经过开关电源变成高频交流电，高频交流电通过高频变压器的隔离，经快速恢复二极管高频整流、电感电容滤波后输出，成为可使用的直流电。
高频电源技术方案
高频电源技术方案引言高频电源技术是一种用于转换电力的关键技术，广泛应用于各种电子设备和系统中。
本文将介绍高频电源技术的基本原理、常见的方案以及其在不同领域的应用。
高频电源技术原理高频电源技术通过将输入电压转换为高频交流电，并通过变压器和滤波器进一步转换为所需的输出电压。
其主要原理包括以下几个方面：1.变频器：高频电源技术使用变频器将输入电压转换为高频交流电。
变频器通常采用开关电源技术，通过控制开关管的通断来实现电压的转换。
常见的变频器包括升压变频器和降压变频器。
2.变压器：高频交流电经过变频器转换后，需要进一步通过变压器进行电压的转换。
变压器是高频电源技术中的关键组件之一，通过变压器的绕组比例可以实现输入电压到输出电压的转换。
3.滤波器：高频电源技术通过滤波器对输出电压进行滤波，以去除高频噪声和杂波。
滤波器通常采用电容器和电感器组成的LC滤波网络，可以有效地滤波输出电压。
高频电源技术方案高频电源技术有多种方案可供选择，具体方案的选择取决于应用需求以及系统的功率和效率要求。
以下是几种常见的高频电源技术方案：1.开关电源：开关电源是一种常见的高频电源技术方案，它通过开关管的通断控制来实现电压转换。
开关电源具有体积小、效率高、输出电压稳定等优点，广泛应用于各种电子设备中。
2.谐振变换器：谐振变换器是一种利用电感和电容的谐振作用来进行能量转换的高频电源技术方案。
谐振变换器具有高效率、高频率、低噪声等特点，在电池充电、电焊等领域得到广泛应用。
3.逆变器：逆变器是一种将直流电转换为交流电的高频电源技术方案。
逆变器通过采用高频开关电路和逆变电路，将直流电转换为高频交流电，并通过变压器将交流电输出。
4.共振变换器：共振变换器是一种利用共振电路来实现能量转换的高频电源技术方案。
共振变换器具有高效率、低杂散、高频率等特点，适用于高频电源和电力转换。
高频电源技术在不同领域的应用高频电源技术在各个领域中都有广泛应用。
以下是几个典型的应用领域：1.通信设备：高频电源技术在通信设备中起到关键作用。
高频开关电源在电力系统的优势及应用
高频开关电源在电力系统的优势及应用摘要：高频开关电源具有体积小重量轻、安全可靠、自动化程度及综合效率高、噪音低等特点，目前，电力系统已逐步采用这种电源系统。
高频开关整流器与原始直流设备的性能比较关键词：高频开关电源；特点；性能比较；应用1、前言在电力系统中，直流电源作为继电保护、自动装置、控制操作回路、灯光音响信号及事故照明等电源之用，是发电厂和变电站比较重要的设备。
因直流电源故障而引发的事故时有发生，所以，对直流电源的可靠性、稳定性具有很高要求。
传统的直流电源多数采用可控硅整流型。
近几年来，我国电网已经全面采用智能化的高频开关电源，这种电源系统具有许多优点：安全、可靠、自动化程度高、具有更小的体积和重量、综合效率高以及噪音低等，大大降低了运行人员的工作量，适应电网发展的需要，值得推广使用。
高频开关电源整流器的工作原理：交流电源接入整流模块，经滤波及三相全波整流器后变成直流，再接入高频逆变回路，将直流转换为高频交流，最后经高频变压器、整流桥、滤波器后输出平稳直流。
这种高频开关电源主要由高频开关充电模块、集中监控器和蓄电池组等组成，其中充电模块和集中监控器具有内置微处理器，智能化程度高。
高频开关电源系统正常运行时，充电机的输出与蓄电池组并联运行，给经常性负荷供电，同时对蓄电池进行浮充电，以补充蓄电池的自放电。
当交流电源输入中断后，由蓄电池组给负荷供电，以保证对负荷连续不间断供电，当交流电源恢复正常后，系统自动对蓄电池进行均充电，对蓄电池大量放电后进行电能的快速补充。
2、高频开关电源的原理和特性2.1高频电源系统方框图高频开关整流器一般是先将交流电直接经二极管整流、滤波成直流电，再经过开关电源变换成高频交流电，通过高频变压器变压隔离后，由快速恢复二极管高频整流、电感电容滤波后输出，见图1。
图12.2采用高频化有较高技术经济指标理论分析和实践经验表明，电器产品的体积重量与其供电频率的平方根成反比。
所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz时，用电设备的体积重量大体上降至工频设计的（5～10）％。
高频开关电源系统
高频开关电源系统高频开关电源系统是一种非常常见的电源系统，它通过高频开关器件进行电能的变换和传递，适用于各种电子设备和工业设备的电源供应。
高频开关电源系统的特点包括高效率、小体积、稳定性好等优点，被广泛应用于各个领域。
高频开关电源系统的基本原理是将输入的直流电源通过输入滤波电路进行滤波和解耦，然后经过交流输入的变压器进行变压和隔离，再通过谐振和整流电路将电源变为高频交流信号，接着经过输出滤波电路和输出调节电路将电源输出。
高频开关电源系统能够将输入的直流电源变换为高频交流信号的主要原因在于高频开关器件的使用。
常见的高频开关器件包括IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等。
这些器件具有开关速度快、损耗小等特点，能够高效地将输入的直流电源变换为高频交流信号。
高频开关电源系统的工作频率通常在几kHz到几MHz之间，通过选择合适的工作频率可以在保证系统稳定性的同时提高能效。
此外，高频开关电源系统还使用了各种控制技术来实现稳定的输出电压和电流。
常见的控制技术包括脉宽调制（PWM）和频率抖动等。
在实际应用中，高频开关电源系统广泛应用于电子设备、通信设备、医疗设备、工业设备等领域。
比如，高频开关电源系统可以作为计算机和服务器的电源，提供稳定可靠的电能供应；它还可以作为无线通信设备的电源，保证通信信号的稳定性和可靠性；同时，在一些特殊领域，如医疗设备和工业设备中，高频开关电源系统也扮演着重要的角色。
总之，高频开关电源系统是一种应用广泛的电源系统，具有高效率、小体积、稳定性好等优点。
它通过高频开关器件将输入的直流电源变换为高频交流信号，并经过滤波和调节电路得到稳定的电源输出。
高频开关电源系统在电子设备、通信设备、医疗设备、工业设备等领域得到了广泛的应用，为各个领域的发展做出了重要贡献。
高频开关直流操作电源系统
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。
直流系统高频开关电源与相控电源比较
直流系统高频开关电源与相控电源比较1引言众所周知，用于变电站和发电厂的直流电源系统，作为断路器合闸电源、继电器保护装置电源和操作电源，要求其可靠性高，性能稳定。
随着科学技术的飞速发展，对供电质量的要求越来越高，为保证电网的安全、可靠、经济运行，实现电力系统的自动化，对直流电源系统提出了更高的要求。
为了更好地选用和用好电力系统中的直流操作电源系统，现将晶闸管相控电源直流系统与高频开关电源直流系统作一比较。
2工作原理比较相控电源是指采用晶闸管作为整流器件的电源系统，其原理是交流输入电压经工频变压器降压，然后采用晶闸管进行整流。
并通过移相控制以保持输出电压的稳定。
高频开关电源先将输入的工频交流电经整流滤波后得到直流电压，再通过功率变换器变换成高频脉冲电压，经高频变压器和整流滤波电路最后转换为稳定的直流输出电压。
因其采用脉冲宽度调制（PWM）电路来控制大功率开关器件（功率晶体管、MOS管、IGBT等）的导通和截止时间，故可以得到很高的稳压和稳流精度及很短的动态响应时间。
高频开关电源内部还应用了软开关技术和无源功率因数校正（PFC）技术，所以开机浪涌基本消除，功率因数大幅提高，是晶闸管、磁饱和类直流电源系统的更新换代产品。
3技术性能比较4供电可靠性比较1）晶闸管相控电源采用硅堆调压，响应速度慢，反应时间为几十ms，输入电压突变时在输出端会产生冲击，容易烧坏二次设备。
高频开关电源直流系统采用无级调压方式，响应速度快，输入电压突变时，模块在200μs内调整完成，过冲小于5％。
2）晶闸管相控电源采用硅堆调压，一般6～10V为一级降压，因而输出最少有3～5V的误差。
而高频开关电源直流系统采用无级调压方式，输出电压稳定，输出精度高；降压范围大，输入电压可到320V，可降压100V；当输入电压低到180V仍能够输出稳定的220V。
3）晶闸管相控。
智能高频开关电力直流操作电源系统在直流系统的应用
智能高频开关电力直流操作电源系统在直流系统的应用摘要：由于电力系统一般使用的是直流电源来操作继电保护装置，照明装置，信号装置，事故装置和自动装置等其他装置。
因此，变电站是否可以安全平稳的工作与直流电源所输出的质量息息相关。
所以说直流系统是变电站的核心组成部分，在变电站发挥着无可替代的作用。
本文针对智能高频开关电力直流操作电源系统在直流系统中的具体应用进行了简述，希望对变电站，所的安全稳定运行有所帮助。
关键字：高频开关；直流系统；直流操作1.智能高频开关电源系统的特点（1）采用独特的开关电源模块化设计，N + 1冗余。
（2）具备自然散热功能，使系统没有故障的间隔时间得到改善，可以用在环境比较恶劣的地方。
（3）充电模块可以带电插拔，更换维护起来更加方便。
（4）硬件设备使用的低差自主均流技术，模块间输出电流最大不平衡为5％以上。
（5）绝缘监测装置具备可靠的防雷和电气绝缘措施，可实时监控系统的绝缘性能，在保障系统运行稳定的同时，使工作人员的安全也得到保障。
（6）监控模块采用的是大屏幕液晶显示屏来显示，数据清晰度得到增强，同时还具备声光报警功能。
（7）对系统的参数进行设定可以通过监控模块来完成。
（8）可以稳定的调节输出电压和电流，同时可以自动完成电池温度的补偿工作。
（9）具备多个扩展端口，可轻松完成电池检测设备、绝缘检测设备等多个外部设备之间的连接。
（10）结合最新的电力电子技术和计算机网络技术，使电力系统可以通过远程调节信号传输，完成设备操作。
（11）蓄电池可以实现自动控制和保护功能，并对电池端的电压实行自动监测，另外电池在出现充电过流或欠压时，系统会自动发出警告。
2.智能高频开关电源结构组成以及作用2.1结构组成智能高频开关电源组成部分有整流模块，直流馈电，监控模块，交流配电，绝缘检测和监控模块等。
2.2作用交流配电可以为系统提供三相交流电源，还可以对三相电压、电流以及接触器状态进行监控，从而对交流输入量做出精准判断，判断交流输入量是不是符合系统需求，如果输入过程中出现过压、欠压或不平衡的状况，系统则会自动切换电源。
高频开关电源工作原理
高频开关电源工作原理高频开关电源是一种高效、稳定、可靠的电源，正在被广泛应用于各种电子设备中。
它的工作原理是将交流电压转换为高频脉冲信号后，在经过滤波、调整和反馈等电路处理之后，输出直流电压，从而为各种电子设备提供稳定的电力支持。
一、高频开关电源的基本构造高频开关电源的基本构造包括变压器、开关管、滤波电容、调整电路和反馈电路等五个部分。
1.变压器：变压器是高频开关电源的核心部件，它能够将输入的交流电压转换为高频脉冲信号，输出到开关管上。
因此，变压器的质量和性能是影响高频开关电源输出效果的关键因素之一。
2.开关管：高频开关电源采用晶体管或MOS管作为开关管，通过控制其导通和截止时间来实现电流的开断和转换。
由于开关管的开关频率很高，达到几十千赫，因此它的响应速度、频响特性和损耗情况对高频开关电源的性能有很大的影响。
3.滤波电容：滤波电容用于过滤高频干扰和跨越电压，将输出脉冲信号转换为直流电压。
它的作用是保证高频开关电源的输出稳定性和纹波电压小，也就是电源的纹波系数小。
4.调整电路：调整电路用于调整输出电压或电流，使高频开关电源能够满足不同的电子设备工作要求。
调整电路采用稳压器进行调整，可以通过电压分压器、电流限制器等方式实现输出电压或电流的稳定控制。
5.反馈电路：反馈电路也是高频开关电源关键部分之一，它通过检测输出电压或电流大小并输出反馈信号，控制开关管的工作状态，从而实现高频开关电源的自动稳压、限流和保护等功能。
二、高频开关电源的工作原理高频开关电源的工作原理可以分为三个步骤：输入、转换和输出。
1.输入阶段：高频开关电源的输入电源是交流电源，经过整流电路转换为直流电压，输入到变压器端口。
2.转换阶段：通过变压器将输入的电压转换为高频脉冲信号，输出到开关管上。
当开关管闭合时，电流会通过变压器和地线形成电磁场，从而将变压器中的能量存储在磁场中；当开关管断开时，电磁场就会将这些能量释放出来，形成一个脉冲信号输出到滤波电容上。
智能高频开关电力操作直流电源系统
1.系统概述PZ61智能高频开关电力操作直流电源系统是许继电源公司集多年开发电力电子产品和成套电源设备网上运行经验设计生产的高可靠性产品。
系统由交流配电单元、高频整流模块、绝缘监测模块、电池巡检模块、直流馈电单元和集中监控模块等部分组成。
主要应用在发电厂、水电站及各类变电站中，为控制、信号、测量、继电保护和自动化装置等控制负荷，断路器电磁合闸、直流电动机、交流不停电电源、事故照明等动力负荷提供直流电源。
2.型号定义2.1高频开关电力操作直流电源系统的型号定义如下：PZ 61／□ - □ - □／□系统标称电压配套电池容量系统配置方案配套电池型号产品系列号直流电源屏2.1.1系统标称电压为220V或110V。
2.1.2配套电池容量为40～3000Ah(C10)。
2.1.3系统配置方案用阿拉伯数字表示如下：111---代表该系统配置为1组蓄电池、1组整流器、单母线接线；112---代表该系统配置为1组蓄电池、1组整流器、单母线分段接线；121---代表该系统配置为1组蓄电池、2组整流器、单母线接线；122---代表该系统配置为1组蓄电池、2组整流器、单母线分段接线；222---代表该系统配置为2组蓄电池、2组整流器、两段单母线接线；232---代表该系统配置为2组蓄电池、3组整流器、两段单母线接线。
系统配置方案代号后缀字母A、B、C……代表该系统配置方案不同的接线方式。
2.1.4配套电池型号为电池生产厂家提供的蓄电池型号。
2.2高频开关整流模块的型号定义如下：ZZG □ - □ □额定输出电压额定输出电流产品系列号高频整流器2.2.1模块额定输出电压为220V或110V。
2.2.2模块额定电流为5A、10A、20A、30A、40A、50A。
2.2.3产品系列号用阿拉伯数字表示如下：11--代表该模块为单相交流电源输入，防尘风冷结构；12—代表该模块为三相交流电源输入，自然冷却结构；13--代表该模块为三相交流电源输入，防尘风冷结构。
高频开关电源系统原理及维护
高频开关电源系统原理及维护
我厂350MW超临界供热机组的直流电源由高频开关电源模块、蓄电池等设备组成，智能高频开关电源系统具有体积小、重量轻、效率高、纹波系数小、动态响应快、控制精度高、模块可叠加输出、N+1冗余等特点，而在发电厂、变电站逐步取代了传统的硅整流型直流操作电源得到了广泛的使用。
但调试期间，我厂#2机组的直流电源模块两次发生了充电电流波动的缺陷，原因为#2机组高频开关电源模块近邻热风口，温度高引起调节特性变化。
直流系统设备维护的好坏，不仅关系到智能高频开关电源系统的可靠性和寿命，而且直接涉及到机组的控制和保护系统能否正常运行。
可见，维护和使用好智能高频开关电源系统是非常重要的。
2 高频开关电源的结构和工作原理：
2.1高频开关电源的结构
2.1.1主电路
2.1.1.1输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本。
智能型高频开关电力直流电源系统应用
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。
变电所直流系统采用高频开关电源的探讨 江丽平
变电所直流系统采用高频开关电源的探讨江丽平摘要：智能高频开关电源系统比较稳定，对性能有严格的要求，为了对精准度和可靠性进行评估，要从实际情况入手，以实现自动化控制作为基础，对直流系统进行评估，按照变电流程要求进行，进而提升工作效率，达到理想的应用优势。
智能高频开关电源逐步取代相控电源或磁饱和式电源已是大势所趋，同时也为变电站实现自动化奠定了基础，基于此，本文就针对变电所直流系统采用高频开关电源进行具体的分析。
关键词：变电所；直流系统；高频开关电源1高频开关电源应用必要性根据电厂管理职责要求，在实践过程中需要对各类电源设备进行了解，采用相控电源或者磁饱和式电源进行管理。
根据直流发电机以及充电装置的具体要求，受到工艺水平和性质的影响，需要对低技术指标进行了解，以基层维护保养作为基础，提前对变压器或者可控制参数进行掌握。
由于电源系统存在不足之处，包括电压不稳定、电压过大或者控制特性不佳等，不便于进行控制和管理。
充电设备和蓄电池并联运行，如果电源系数比较大，则会存在浮动大的现象，导致蓄电池脉动充电或者放电，对昂贵的电池组不利，导致蓄电池过早损坏。
除了很多技术指标存在缺陷之外，也直接对蓄电池单组产生影响，效率比较低。
智能高频开关单元的有效应用能满足电力系统应用要求，重量轻，体积小，动态运作效率比较快。
针对电源以及制造工艺类型的具体要求，需要提前对开关电源功能进行调整，满足应用要求[1]。
2高频开关电源在变电站直流系统中的应用在变电站系统分析阶段，需要提前对系统功能进行掌握，以直流系统作为基础，要做好线路分析和布控工作，以设备调整方式为例，如果存在不合理的布控或者控制难度大的现象，则会导致直流控制系统难度比较大。
在信号以及电路分析阶段必须对设备出现位置进行调整，使其适应变电系统流程要求。
在安装和改造阶段，布线的控制起到突出作用，要按照运行要求进行。
2.1实现改造评估和控制改造后的直流系统设备经过多年的运行和发展后，对技术指标有了更高的要求，需要提前对各项参数进行调整和分析，保证操作方便、直观、此外在自动化控制和管理过程中，涉及到的养护工作比较多，设备保护功能齐全，要及时反映出故障类型，对电池进行自动化管理，如果存在管理维护不到位或者运行不稳定的现象，则直接影响正常供电，因此要提前对系统功能进行评估，掌握功能框架，保证其运行的稳定和可靠。
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交流电源 蓄电池
充电模块
单路输入（双路可选）
50AH、65AH、100AH/12V 18 只或 100AH、2V/108 只
10A×3（立式模块）
监控装置
控制母线 调压方式
控制回路
卧式多功能监控装置。 板式调压硅链 8 路 （含报警/闪光可选）
当蓄电池回路的充电电流达到 0.1C10A时，充电装置自动转入对电池的恒流——恒流限压 充电工作方式，在第一阶段以 0.1C10A的定量限流方式进行充电，当电池端电压达到设定的均 衡充电电压时，自动转入第二阶段恒压——恒压限流充电，恒压充电电压按单体电池电压 2.35V×N设定。 2、恒压充电（均充）工作方式：
10A 触摸屏
3 第三系列充电机
60A
卧式
4~6× 10A
液晶屏 触摸屏
4 第四系列充电机 80~100A 卧式 4~5× 触摸屏 20A 触摸屏
5 第五系列充电机 120A
液晶屏 卧式 6×20A
触摸屏
6
第六系列充电机 120A~260
卧式
液晶屏 n×20A
A
触摸屏
卧式 卧式 卧式 卧式 卧式 卧式
50Hz±10%；
输入过压告警： 437±5V；
输入欠压告警： 323±5V；
电网调整率：
0.1%；
输出电流稳定范围： 0—100%；
-3-
九洲电气直流产品用户选型方案
输出电压稳定范围： 180—300V(220V 系统) 80—150V（110V 系统）；
稳压精度：
≤±0.2%；
稳流精度：
≤±0.2%；
五、使用条件
海拔高度：不超过 2000m； 环境温度：-10℃≤T≤40℃； 环境湿度：不超过 90％PH（无凝露）； 大气压力：86~106KPa； 使用环境：没有导电及易爆尘埃，没有腐蚀及破坏绝缘的气体的场所； 使用地点：无强烈震动和冲击。
六、技术指标
输入电压范围： 380V±15%；
电网频率：
2、高可靠电源模块
智能化高频开关电源模块，采用了无源 PFC 技术和先进的脉宽调制控制技术（PWM），使 得模块效率进一步提高，谐波减小。模块采用三相三线制 380VAC 平衡输入方式，不存在中线 电流损耗。模块交流输入经过尖峰抑制电路和 EMI 吸收电路，经全桥整流滤波电路将三相交 流电压整流为脉动的直流电压，由高频脉宽调制变换器将脉动的直流电压变换成高频方波电 压，再由输出整流滤波电路，得到稳定的输出电压和电流，在电网电压和负载发生变化时反 馈调整电路控制脉宽调制电路，调节脉宽的宽度，使得输出电压和电流保持稳定。高频电源 模块冗余备份运行，均流度高，可工作与有微机监控器和无微机监控器两种模式，成熟的技 术和工艺，运行安全可靠。
合闸回路
4 路（报警可选）
适用环境 35KV 变电站、中（小）型开闭所
外形尺寸
2260×800×600(mm) 2360×800×600(mm)
2360×800×550(mm) 开关选择 GM32/GM100/5SX5/C32H
-7-
九洲电气直流产品用户选型方案
注：如果您有特殊要求我们可根据您的需要设计制作。
采用人工智能及模糊控制的方法，通过监测电源系统的工作状态和运行参数，显示于触摸液
晶显示屏上（也可以是非触摸屏液晶显示器），画面丰富、显示直观。
可接受人工输入的数据或工作参数和指令，控制电源系统工作在设定的状态下。并可通
过 RS-232 或 RS-485 通讯接口向远程控制终端传送数据信息。 集充电管理监控自动化、母线接地及支路接地巡检、电池电压巡检等多种功能于一体，
3、安全可靠接地巡检
智能接地巡检仪，是以单片机为核心的工业智能检测仪器，采用直流检测法，利用平衡 电桥与不平衡电桥，检测母线对地的绝缘电阻。不向直流系统输入信号，不受直流馈线对地 电容影响。支路对地的绝缘电阻的检测使用电流差值计算，准确计算出各支路的正、负端接 地阻抗，当检测到接地阻值小于设定阻，设备给出报警信号。
四、计算机通讯
1、信号采集
-2-
九洲电气直流产品用户选型方案
1.1 模拟量采集：充电机电压、充电机电流、控母电压、控母电流、蓄电池电压、蓄电池 电流（1、2）、交流 A 相电压、B 相电压、C 相电压,交流 A 相电流、B 相电流、C 相电流等 13 路模拟量采集通道。
1.2 开关量采集：（工作状态）工作/停止、充电/放电、主充、均充、浮充状态。 9 路开关量采集通道：模块故障、母线接地、馈线开关报警、蓄电池熔断器断、避雷器报 警、蓄电池电压低、三路备用 1.3 开关量输出（2 组干接点）：12 路开关量输出通道：模块故障、母线接地、馈线开关 报警、蓄电池熔断器断、避雷器报警、合母电压超限、控母电压超限、输出电流超限、交流 故障、蓄电池电压低、二路备用。 1.3 电度量采集：可选的 2 路电度量采集通道。 1.4 温度量采集：可选的 1 路温度量采集通道。 2、通讯方式选择 JZ-MC)-Ⅳ型智能监控装置具有 RS-232 或 RS-485 通讯接口与上位机通信，用户可根据现 场实际情况来选择通讯接口。出厂默认设置为 CDT 规约（推荐）。同时，还可提供 MODELBUS 规约、103 规约等。 3、系统通讯报文格式 本系统采用异步串行通讯，数据为八位，停止位一位，无奇偶校验位。波特率可根据用 户要求在 600-4800 之间选择。波特率的值是在参数设定界面由用户输入的，输入时要键入有 效波特率值，波特率的出厂设置值为 1200。
0~99KΩ
-4-
九洲电气直流产品用户选型方案
接地电阻分辨率 母线电压误差： 母线接地电阻误差： 支路接地电阻误差： 检测路数： 运行方式： 最大功耗： 测试母线段数： 电池输入：电压测量范围： 电流测量范围： 温度测量范围： 误差： 巡检周期： 检测只数： 运行方式： 最大功耗： 3、监控配置 防护等级： 操作方式： 通讯接口：
40A~60A 充电机选型方案
按钮 指示灯 指示灯 指示灯 互投转换开关
PowerLeaderTM2000智能监控装置
项序 工作 停止 主充 均充 浮充 设定 手动打印 自动打印 故障 电源
工作 停止
设定
手动 打印
浮充
均充
自动 打印
印标题 打印
-1-
九洲电气直流产品用户选型方案
口与周边设备或远程监控中心联机组网，实现远程监控，通用性强。
5、完善的充电模式
可根据蓄电池容量连续设定限流点，根据电池品种设定主充电流、均充、浮充电压，可 对电池进行容测试，主、均、浮充自动转换，根据电池放电情况及交流供电情况自动选择 充电曲线。 6、齐全的保护
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九洲电气直流产品用户选型方案
30A 充电机选型方案
按钮 指示灯 指示灯 指示灯
互投转换开关
调压转换开关
PowerLeaderTM2000智能监控装置
项序 工作 停止 主充 均充 浮充 设定 手动打印 自动打印 故障 电源
工作 停止
浮充
设定 均充
手动 打印
自动 打印
印标题 打印
复位
单层立式模块，充电、馈线一体柜， 平面布置
交流电压过高、过低保护,缺相保护,雷电保护,输出过压、欠压保护,限流过流保护、温 度过高保护、蓄电池过放保护。
三、充电管理 以阀控式密封铅酸电池为例：
根据对蓄电池的充电取样信息，智能监控装置可按预定的管理程序自动完成充电方式 的选择及转换，并可对蓄电池进行充电的动态管理，使蓄电池始终处于满容量状态下运行。 1、恒流充电（主充）工作方式：
纹波系数：
≤±0.1%
均流不平衡度： ≤3%
功率因数：
≥0.92；
效率：
≥92%；
噪声：
50dB；
可靠性指标：
MTBF100000hr；
七、系统扩展方案
配置为 50A 以上充电机、300AH 以上蓄电池的系统，根据其使用场所和用户的不同要求， 可做成不同的配置方式：一充一馈、一充二馈、一充多馈、二充二联多馈、三充二联(或四联) 多馈等情况。接线方式可分成单母线、单母线分段、小系统的联络（分段）开关可配置在馈 线柜内；大系统的联络（分段）开关，可配置为单独的联络柜。系统参考方案:120A 以上充电 机配置图。
二、系统特点 1、功能齐全
两路交流接入单元，能实现两路交流电源的手动、自动切换,交流两路电源输入可主从备 用（可选）。输入的交流电经高频电源模块转换成直流电，该直流同时给负载供电和蓄电池组 供电。智能监控装置控制整个系统，实现故障告警、显示、键盘操作、电池充电管理、远程 通信等功能。系统集成了交流配电、直流配电、高频电源模块、智能接地巡检单元、智能电 池巡检单元和智能监控单元。采用标准通讯协议，全兼容微机监控，实现数字化远程管理。
达到高度集成化。
还可实现开关状态显示，各种故障报警功能。输出报警干接点。
2、多功能监控装置的技术指标
电源电压：220V±10% (AC or DC)
电网频率：50Hz±10%
控制输出电压 Uo：-6.5V～+6.5V，0V～5V
直流输入：0V～5V 或 0～100mA，8 路（其中 2 路备用）
接地输入：接地电阻报警范围
智能接地巡检仪具有电压检测功能，当母线的电压超出设定范围时，会进行母线欠压和 母线超压报警指示。同时本设备能储存 180 条报警纪录。并可通过 RS-232、RS-485 通讯接口 向远程控制终端传送信息，可保证电力系统安全运行。
4、智能化监控
微机监控装置能自动采集交流、直流、电源模块的参数和工作状态，通过 RS232 口或 RS485
IP20 触摸屏/键盘操作 RS-232, RS-485
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九洲电气直流产品用户选型方案