GZDW系列免维护微机控制直流屏使用说明书.doc
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1、前言尊敬的用户:感谢您选用本公司的产品,在使用前,请认真阅读本使用说明书,否则因使用不当或由于对本产品了解不够,致使烧毁设备或危及人身安全,造成不必要的损失或令人不愉快的事。在使用过程中,如出现质量问题,请通过我们的经销商或直接与本公司联系,并对本产品提出改进意见。 第一部分 智能免维护直流屏系统-02-19第二部分 智能高频开关电源模块-20-35第三部分 智能监控系统-36-49第一部分:智能免维护直流屏系统第一章 概述1.1 引言-21.2 系统特点-21.3 系统正常使用条件-21.4 型号说明-31.5 主要参数-31.6 外形结构-41.7 系统工作原理-4第二章系统功能单元2.1
2、 交流配电单元-62.2 整流单元-72.3 直流馈电单元-92.4 监控系统-122.5 智能电池管理-142.6 通讯电源单元(可选单元)-162.7 逆变单元(可选单元)-162.8 通讯规约-162.9 蓄电池组选择-16第三章 系统的包装、运输与保管3.1 系统调整-173.2 包装、运输及保管-173.3 随机文件-173.4 售后服务及订货需知-18第一章 概述1.1 引言GZDW系列免维护微机控制直流屏是我公司集多年开发和设备网上运行经验设计的高可靠产品,由高频开关电源模块、电力智能监控系统等组成。本产品适用于电力、石化、冶金、铁路等需要220V/110V直流电源控制的场合,广
3、泛适用于发电厂、水电站以及各类变电站、开闭所和用户变电站中,为断路器分合闸及二次回路中的仪器仪表、继电保护和故障照明提供直流电源。1.2 系统特点l 系统全模块化设计,简洁、直观,组屏方便,多台高频开关充电模块并联运行,N+1热备份; l 超宽的电压输入范围,电网适用性强,可用于环境相对恶劣的场所;l 充电模块可带电插拔,在线维护方便快捷;l 充电模块智能控制,输出电压、电流平滑调节;自主均流,稳定性好,均流精度高(输出电流最大不平衡度小于3%);l 系统设计采用IEC 国际电工委员会、UL、EN 等国际标准,可靠性与安全性有充分保障;l 监控系统采用触摸屏或大屏幕液晶汉字显示,人机界面友善、
4、操作直观方便;l 可通过监控模块进行系统各部分的参数设置,界面友好操作方便;l 开放式接口设计,具有强大的通讯功能,很方便实现与变电站RTU 装置或电厂计算机监控系统DCS 相连;l 三级集散式监控系统实现对电源系统的遥测、遥控、遥信、遥调、以及无人值守;l 蓄电池自动管理及保护,实时自动监测蓄电池的端电压、充放电电流并控制蓄电池的均充和浮充转换,设有电池过/欠压和充电过流声光告警及温度自动补偿功能;1.3 系统正常使用条件:l 室内使用,且通风良好;l 运行地点无导电微粒或爆炸危险介质,无腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽,无强电磁场干扰;l 交流电网电压波形为正弦波,电网电压幅值的持续波动范围
5、不超过额定值的20;l 交流电网频率波动范围不超过5;l 使用环境温度不低于-5,不高于45,在设备停用期间,环境温度允许范围:-25+50;l 使用环境的最大相对湿度不超过90RH(255时),且无凝露现象;l 安装地基无振动或冲击,垂直倾斜度不超过5%;l 海拔不超过2000m;* 注:使用条件与上述条件不相符时,请与制造商协商解决!1.4 型号说明:G Z D W - - / 直流电压电池容量 柜直流系统电力系统 C 充电柜微机控制 K 馈电柜主接线方式 CK 充馈电一体柜 D 电池柜 1.5 主要参数:额定输出直流电压48V、110V、220V蓄电池额定容量5-3000Ah事故后供电时
6、间1h常规负荷母线额定电流()5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、100、160、180、200、250、315、400、630、800、1000、1250、1600、2000直流设备中各电路的额定绝缘电压直流63及以上(48V系统);直流200V及以上(110V系统);直流300V及以上(220V系统);稳压精度0.5%稳流精度0.5% 典型值0.1%纹波系数0.05% 典型值0.01%动力负荷合闸时动力母线电压200V外壳防护等级不低于 IP30;效率90%;功率因数COS95%; 均流不平衡度充电模块间电流不均衡度3%16 外型结构: 系统由充电柜
7、、馈电柜和电池柜组成,系统容量不大于100AH 时,可采用充馈电一体柜系统,金属安装支架、各元器件接地点对直流设备总接地点之间电阻值不大于0.1.柜体外形基本尺寸:n 宽度尺寸B():800、1000、1200;n 高度尺寸H():2000、2200、2300;n 深度尺寸D():600、800、1000、1200;1.7 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(降压单元)、直流馈电单元(包括合闸分路、控制分路)、绝缘监测等几大部分组成。不同的接方式有不同的输出馈电,但基本原理是一致的,原理框图如图1-3-1 所示:充电模块充电模块充电模块充电模
8、块充电模块交流配电单元监控模块降压硅链控制回路合闸回路绝缘监测合闸输出控制输出I 路交流输入至远端监控II路图1-3-1 电力操作电源系统原理框图系统的基本工作原理如下: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、充电模块运行参数,分别由配电监控电路和模块监控电路采集处理,然后通过串行通讯口把处理后的信息上报给监控模块,
9、由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,监控模块还能对每个充电模块进行均/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。2. 交流输入停电或异常时交流输入停电或异常时,充电模块停止工作,由电池给负载供电。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。交流输入恢复正常以后充电模块对电池充电。系统工作时的能量流如图1-3-2 所示第二章系统功能单元2.1 交流配电单元2.1.1 交流配电的原理图2-1-1 交流配电原理图 图2-1-1 为交流配电单元的工作原理图,两路动力电源,通过交流配电单元
10、后,分别接空气开关QF1 、QF2 ,空气开关的额定电流为63A 或32A(根据模块的配置类型、数量及用户的级差配合要求进行选择).经空气开关后接入交流接触器,接触器通过机械联锁和电气互锁,防止两路动力电源同时输入,以保证交流供电的可靠运行。在交流线路上设有过压保护器(JINE-BH02可选配)和D 级避雷器,两级防雷装置可以有效地防止过电压的冲击,保障充电模块正常工作。防雷装置有告警节点输出,它与两路交流进线空开的故障告警信号,交流接触器的辅助接点信号以及两路交流输入的电压采样信号等通过输出接口与智能监控相连,由智能监控器发出各类相应的告警及指示信号。QFn(可选配)为交流空气开关,分别给各
11、个充电模块提供电源。2.1.2 防雷措施雷击分直击雷和感应雷两种,电路直接遭雷击时,电缆中流过很大电流,同时引起几千伏的过电压,直接加到线路装置和电源设备上,持续时间达若干微秒,这种雷的危害性最大;感应雷,通过雷云之间或雷云对地的放电,在附近的线缆或用电设备等导体上产生感应过电压,危害设备的安全.直流电源系统具有先进的防雷装置,所用防雷器件均为世界名牌产品,防雷线路亦严格按照国际电工委员会(IEC) 标准IEC1024、 IEC664 、IEC1312 及IEC61643 等进行设计与安装,在建筑物机房等其它防雷措施按有关标准规定完成后,该电源防雷系统可将雷电的危害降低至最小。本直流电源系统的
12、防雷,由避雷器(C 级、D 级)和过压保护器组成,用户可以在电源系统交流输入前1225 米线路中安装防雷装置C 级防雷器或D 级防雷器。安装在电源系统交流配电部分C 级防雷器的最大通流容量为40KA(D 级防雷器的最大通流容量为20KA),失效后可自动报警,它的工作状态显示窗口自动由绿变红,同时由监控模块输出告警信号;过压保护器盒面板上,任一绿色发光二极管熄灭时,表示已有故障,需及时排除。2.1.3 接地本电源系统的接地包括安全保护接地和防雷接地。系统安全保护接地点设在机柜底座后端,防雷接地点连接在交流配电单元的接地汇集排上,同时在每个模块后面板装有接地螺栓,确保模块安全保护地与机架可靠连接。
13、2.2 整流单元;l 由多个高频开关电源模块组成,模块并联运行,硬件自动均流,N+1冗余;l 模块智能化设计,无需缓冲网络,模块支持热插拨,扩容、维护方便;2.2.1 工作原理: 电力模块采用三相三线制(无相序要求)380VAC输入,输入范围宽;无中线电流损耗,具有软启动功能。三相交流输入采用先进的尖锋抑制器及EMI滤波,可以有效的抑制和吸收尖锋电压,保证模块后级电路的安全。由全桥整流电路将三相交流电整流为直流,再经无源PFC调整后大大提高了功率因数。经全桥PWM电路转换为高频交流,再经高频变压器隔离降压后高频整流输出。整流模块中的脉宽调制电路(PWM)及软开关谐振回路,可根据电网和负载的变化
14、,自动调节高频开关的脉冲宽度,使输出电压、电流在任何允许的情况下都能保持稳定。每台模块具有独立输出电压调节口,可调输出电压范围约170V-320V或90V-160V,及输出恒流调节口,模块本身具备多重保护功能,因此该系列模块可单机或多台并机自控独立安全运行,完成各种基本功能。该系列模块具有简便的主回路接线端口、并机端口及模拟量05V调节口,可并联组合工作,在监控器的监控下完成机架组合输出,并与上位机实现“四遥”功能。模块电气原理框图(图-1)2.2.2 功能说明l 过压保护功能为防止输出过电压对用电设备造成灾难性事故,模块内有过压保护电路。出现输出过压后,模块自动锁死,相应模块故障指示灯亮,故
15、障模块自动退出工作而不影响整个系统正常运行,过压保护点出厂时已定,额定输出220V宽范围机型设为280V2V,窄范围机型设为290V2V ,额定输出110V宽范围机型设为145V2V,窄范围机型设为150V2V,也可根据客户要求设定该参数。l 短路保护输出短路时,模块在瞬间把输出电压拉低为零,限制短路电流在限流点以下,此时模块输出功率很小,以达到保护模块的目的。模块长期在短路状态下,也不会损坏,排除故障后,模块可自动恢复工作。l 过温保护过温保护主要是保护大功率变流器件,在正常工作情况下,系统设计留有足够余量,在特殊环境下,模块检测散热器温度超过90时,自动关机保护,温度降低到80时,模块会自
16、动启动。l 过流保护由于模块输出功率的限制,输出电流不能无限增大。每个模块输出电流最大限制为额定输出电流以上0.5A,在此范围内,模块输出电流值连续可调。如果超负荷,模块会自动调低输出电压,而不会超过设定的输出限流点,以达到保护功率器件的目的,过流保护可自动恢复。l 模块并联保护每台模块内部均有并联保护电路,保证故障模块自动退出系统时,不影响其它模块和系统的正常工作。 l 电流调节功能在模块的前面板有输出电流调节电位器,在无监控集中控制时,可调节单台模块输出电流值,限流点可在0.2ImaxImax连续可调。在有监控时,限流值可由监控系统设定,电位器调节无效;l 电压调节功能在模块的前面板有输出
17、电压调节电位器,在无监控集中控制时,可调节单台模块输出电压值,(170V-320V或90V-160V)连续可调,在有监控时,输出电压由监控系统设定,电位器调节无效;2.2.3 模块特点n 交流宽带输入: 38025%;n 无级限流技术: 输出电流可根据负载电流和蓄电池容量,手动或系统监控自动调节;n 低差自主均流电路,无需外围电路,即可自行实现多模块的并联均流,更易于维护安装;n 高效自然冷却: 有效地保证了元器件运行的可靠性,寿命更长;.n 真正地实现N+1备份;n 较强的独立性: 即使脱离系统监控也可单独正常运行;n 优秀的前级识别脉宽保护电路: 加强了高频开关电源运行可靠性;n 一体化设
18、计,无需参数控制器;n 开环、闭环都能工作,非常灵活。* 模块使用及安装,请参阅相应的模块说明书!2.3 直流馈电单元2.3.1 直流馈电的原理直流馈电单元的基本工作原理,如图2-2-1 所示,它包括直流馈电部分,降压硅链(降压单元)、绝缘监测和闪光信号部分以及直流电压、电流检测部分。用户可根据需要,灵活选择在输出端子排上提供一路闪光信号输出及一路绝缘监测信号输出。图2-3-1直流馈电单元电气原理2.3.2. 直流馈电部分的特点l 各直流输出支路采用相应规格的直流断路器,保证在直流侧故障时各支路能可靠分断;l 各支路均配有分合指示灯,可以指示各开关状态;l 电压及电流信号的检测采用带隔离的器件
19、或电路保证了强弱电之间的可靠隔离提高了安全性;l 蓄电池支路熔丝及各支路断路器均可配有故障告警节点,在熔丝熔断及断路器脱扣时可产生告警信号;2.3.3. 直流馈电部分的监控系统采用线性光耦器件,分别对动力母线和控制母线的电压及蓄电池的电压进行检测;采用电流霍尔器件,检测充电机总电流和蓄电池的充电、放电流,并将检测信号送给智能监控。智能监控模块产生各类告警信号和控制信号并对整个系统进行管理,以上所有的检测全部采用隔离的方式,保证系统的安全性,以便防止意外事故发生。2.3.4. 闪光回路根据客户需求,系统可为用户提供一路闪光电源,其工作原理图如图2-3-4 所示。为了便于用户接线系统在输出端子排上
20、提供了一路闪光信号输出,闪光回路的实验按钮和闪光指示灯安装在前面板上,正常状态下,闪光指示灯常亮,按下实验按钮时闪光指示灯即开始闪动,表明闪光信号正常。图2-3-4闪光回路2.3.5. 绝缘监测系统采用绝缘监测继电器,监测母线对地的绝缘,其外部接线定义如图2-3-5 所示,继电器动作电流可根据具体应用情况设定(0.1mA4.8mA ),继电器主要由平衡电阻和检测电路组成,按下设定键调节整定电位器,调整到所需的继电器动作电流,当两侧直流母线对地电阻值相等时,没有电流流过检测电路,继电器不动作,当一侧绝缘电阻值下降时,有一平衡电流流过检测电路,此时检测电路将这一电流与设定电流值比较,大于设定值时便
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