厂(站)用直流系统---夏熙杰

342 380 437 220.0
2.408 2.198 2.020
2.586 2.472 2.408
2.489 2.117 2.472
0.588
342 380 437 230.0
2.214 2.327 2.182
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2.311 2.618 2.796
序号 1 2 3 4 5 6 项目 输出电压 标称输出电流 输出限流 稳压精度 稳流精度 纹波系数 指标 110V：90-160V/88-143V 220V：180V-320V/176-286V 5A/10A/20A/30A/40A/50A 0～105%额定输出电流 ≤±0.5% ≤±0.5% ≤±0.5%/≤±0.3%
2、直流系统的监测与控制
2、直流系统的监测与控制
直流电源监控系统，是整个直流系统的“大脑”，是直流电源控制、 监视及管理的总称。主要包括：微机监控装置和绝缘监控装置。
直流监控系统
微机监控装置 绝缘监控装置
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2、直流系统的监测与控制
2.1 集中监控器
常见的集中监控器主要有CPU单片机电路、隔离输入回路、隔离输出回路、 显示器与键盘、通信回路、工作电源等部分组成。为电力用高频开关直流电源成 套装置的主要部件，通过电话网、光纤、标准串行口或网络，可与后台的监控调 度中心计算机组成一个对直流系统的智能监控系统。 u 集中监控器对直流系统的充电机的运行状态、直流输出的电压电流、蓄 电池组的充放电电压电流、直流母线的电压电流、绝缘监测装置采集的系统 绝缘电阻和电压、交/直流配电装置等进行实时监控，故障时发出报警信号。 实现直流系统的“遥信”、“遥测”、“遥控”、“遥调”等功能。任一充 电模块故障时能自动将其关闭，其余模块重新均分负载。 u 对充电模块进行统一管理，对充电机的直流输出电压、直流输出电流限流 级别进行手动强制调节或自动调节；对充电机进行手动强制控制或自动控制充 电机的开/关机、均/浮充。 u 显示蓄电池电压和充、放电电流、环境温度，当出现过、欠压、浮充电流 过流时告警，手动定时均充电、自动充电等功能
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1、直流系统的原理及构成
1.4 高频开关电源模块工作原理
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1、直流系统的原理及构成
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1、直流系统的原理及构成
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1、直流系统的原理及构成
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1、直流系统的原理及构成
1.6 高频开关电源模块的常见型号
GZDW-3*240A/230（220V） GZDW-3*250A/115（110V）
直流输出电流整定值 (A)
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2、直流系统的监测与控制
2.3.5 稳压精度测试记录
直流系统名称:#1机220V 稳压精度测试 直流输出电压整定 值(V) 实测直流输出电压(V) 0.0A(0%Ie) 342 210.0 380 437 342 220.0 380 437 342 230.0 380 437 209.74 209.75 209.78 219.85 219.88 219.89 229.94 229.97 229.94 15.0A(50%Ie) 209.50 209.58 209.68 219.64 219.69 219.78 229.72 229.76 229.82 30.0A(100%Ie) 209.33 209.38 209.44 219.45 219.52 219.55 229.54 229.58 229.61 -0.199 -0.249 -0.321 充电机编号:1 模块编号:1
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1、直流系统的原理及构成
1.8 智能型模块特点
充电模块内置CPU，协调管理模块各项操作及保护，并以电气隔 离的数字通信方式接受上位机的控制。 其优点有： ① 设有光电隔离的数字通信接口具有电气隔离能力，可承受外界 2000V电压冲击。 ② 模块接受的指令是数字信号，只有在接到符合通信协议的指令时， 才执行相应的操作，任何干扰导致的非法指令均不接收,不会引起模块 误动作。 ③ 模块故障时，故障模块自动退出，不影响系统正常运行。 ④ 智能化模块能监测到集中监控器的工作，当集中监控器故障时，以 手动控制各个充电模块，实现均/浮充转换及均/浮充电压、电流的设 置。 ⑤ 智能化模块的监控采用分散控制方式。
厂家、系列不同技 术参数也有差别
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备注
连续可调 连续可调 根据型号 连续可调
1、直流系统的原理及构成
1.12 高频电源模块保护功能
序 号
1 2 3 4 5 6 7
项目
交流输入过压 保护 交流输入欠压 保护/报警 直流输出过压 保护 直流输出欠压 保护/报警 输出短路保护 过热保护 防雷保护
网源协调暨励磁技术研讨会
厂（站）用直流系统
夏熙杰 2018年7月
目 录
1
直流系统的原理及构成
2
直流系统的监测与控制
3
技术标准及安全要求
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1、直流系统的原理及构成
1.1 直流系统的原理图
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1、直流系统的原理及构成
1.2 直流系统的构成 直流系统通常由交流输入、充电装置、蓄电池组和蓄电 池巡检单元、监控装置、绝缘检测单元、母线调压装置（可 选）、直流馈电屏和相关的控制、测量、信号、保护、调节 单元、机电连接件等组成。其性能直接关系着设备系统安全、 可靠、稳定运行。
浮充电
自动均充图
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2、直流系统的监测与控制
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2、直流系统的监测与控制
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2、直流系统的监测与控制
2.3.2 稳压精度测试
考察在输入交流电压波动同时输出负载电流也在波动情况下， 模块的输出电压是否能稳定给定值上 （允许的波动范围内）
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ZZG23-30 220（220V） ZZG12B-20 110（110V）
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1、直流系统的原理及构成
1.7 高频开关电源配置原则
充电装置采用N+1（或N+2)个高频开关电源模块并联工作。模块数量 可按如下公式选择： N×In≥Ij+IC10 In —— 一台充电模块的额定电流 Ij —— 直流系统经常性负荷 IC 1 0 —— 蓄电池组恒流充电电流，阀控式铅酸电池为 0.1C10 例如：直流电源系统电压等级为220VDC，蓄电池容量为300Ah，经常 性负荷为5A（最大经常性负荷不超过7A）。 充电电流(0.1C10×300AH)+最大经常性负荷(约7A)=37A。选用20A电 源模块2台即可满足负荷需求(N=2),再加一个(或两个）备用模块共3 个（或4个）电源模块并联即可构成所需系统。
2、直流系统的监测与控制
2.3.3 纹波因数测试
考察在输入交流电压波动同时输出负载电流也在波动情况下， 模块的输出交流分量是否在允许的范围。 纹波因数测试可与稳压因数测试同步进行，并记录相应数据！
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2、直流系统的监测与控制
2.3.4 稳流精度测试记录
稳流精度测试 实测直流输出电流(A) 交流输入电压(V) 210.0V 342 6.0(20%Ie) 380 437 342 15.0(50%Ie) 380 437 342 30.0(100%Ie) 380 437 5.915 5.915 5.918 14.969 14.973 14.971 30.192 30.174 30.160 220.0V 5.915 5.914 5.919 14.968 14.972 14.970 30.192 30.173 30.156 230.0V 5.914 5.914 5.919 14.967 14.970 14.972 30.188 30.173 30.156 0.640 -0.219 -1.437 稳流精度最大值(%)
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1、直流系统的原理及构成
1.3 直流系统典型接线方式
一、一组充电机一组蓄电池单母线接线
二、两组充电机一组蓄电池单母分段接线
三、两组充电机两组蓄电池双母接线 四、三组充电机两组蓄电池双母接线
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1、直流系统的原理及构成
1.3.1 直流系统典型接线方式（一组充电机一组蓄电池单母线接线）
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1、直流系统的原理及构成
1.3.2 直流系统典型接线方式（两组充电机一组蓄电池单母分段接线）
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1、直流系统的原理及构成
1.3.3 直流系统典型接线方式（两组充电机两组蓄电池双母接线）
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1、直流系统的原理及构成
1.3.4 直流系统典型接线方式（三组充电机两组蓄电池双母接线）
指标 220V 110V
备注
电网正常自动恢复 厂家、型号不同 可调整设置 可调整设置 故障排除后自动恢复 温度正常后自动恢复
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460V±5/≥456V±3% 关机报警 300V±5/≤280V±3% 295V±5/260～ 320V 180～198V 输出限流 ≥75±5℃关机报警 雷击浪涌吸收电路 155V±5/130～ 160V 90～99V
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2、直流系统的监测与控制
“四遥”功能 u 1、“遥测”----测量直流系统的模拟量数据：如交流输入电压、电 池电压、电池充放电电流、合闸母线/控制母线电压、负载电流、 环境温度等； u 2、“遥信”----采集直流系统的数字量（开关量）信息：如避雷器 故障、直流馈电开关跳闸、电池熔断器故障等； u 3、“遥控”--- -控制充电模块开关机和蓄电池均/浮充转换； u 4、“遥调” ----调节充电模块输出电压和输出电流。
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2、直流系统的监测与控制
2.2 蓄电池的充电模式
浮充模式：在充电装置的直流输出段始终并接着蓄电池和负载，以恒压充电方式工 作。正常运行时，充电装置承担经常负荷，同时向蓄电池组补充充电，以补充蓄电 池的自放电，使蓄电池以满容量的状态处于备用。 均充模式：为补偿蓄电池在使用过程中产生的电压不均匀现象或事故放电后进行的 补充充电，限流恒压充电。有定时均充和自动均充两种模式 定时均充：以整定的充电电流进行稳流充电，当电压逐渐上升到均充电压整定 值时，自动转为稳压充电，当达到预设时间时转为浮充运行。均充时间可任意设定。 自动均充：当系统持续浮充运行超过设定的时间(如3~6个月)或者交流电源故 障，蓄电池放电超过十分钟时系统自动启动均充。以整定的充电电流进行稳流充电 ，当电压逐渐上升到均充电压整定值时，自动转为稳压充电，当充电电流小于一定 值（如0.01C10A）后延时一定时间 ，自动转为浮充运行。
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2、直流系统的监测与控制
电压 U 电流 A 均充电压 浮充电压
0.1CA 10
稳流充电
稳压充电
浮充电 定时到
定时均充图
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2、直流系统的监测与控制
电压 U 电流 A 均充电压 浮充电压
0.1CA 10
计时点0.01CA 10
稳流充电
稳压充电
延时到优 先转为浮 充状态
交流输入电压(V)
稳压精度最大值(%)
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2、直流系统的监测与控制
2.3.6 纹波因数测试记录
纹波因数测试 直流输出电压整 定值(V) 交流输入电压(V) 342 380 437 210.0 实测直流输出峰峰值(V) 0.0A(0%Ie) 15.0A(50%Ie) 30.0A(100%Ie) 2.198 2.182 2.359 1.907 2.295 2.359 2.214 2.133 2.489 纹波因数最大值 (%) 0.593
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1、直流系统的原理及构成
铅酸蓄电池的容量 1、容量定义：在标准温度（25℃）、放电电流（IN)、放 电终止电压（1.8V）的条件下所获得的电量（CN），蓄 电池容量单位为（Ah）。 2、容量计算：CN=IN×tN 其中：tN为放电到终止电压的时间，即放电率，单位为小 时（h）。铅酸蓄电池以10小时为正常放电率。 即：C10=I10×t10→I10=C10/t10=C10/10h=0.1C10
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1、直流系统的原理及构成
序号 1 2 3 4
项目 交流输入电压 交流输入频率 功率因素 效率
指标
AC380±20%/AC380V （－15%，＋25％）
备注
标称范围： （85%~120%）Un
50HZ±10% ≥0.92 ≥90%
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1、直流系统的原理及构成
1.11 高频电源模块输出特性