智能高频开关电等力操作电源系统.doc
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1、GZDW智能高频开关电力操作电源系统技术手册长沙艾德迅电气有限公司手册导读本手册的定位读者详细介绍了GZDW系列智能高频开关电力操作电源系统的基本原理、功能、性能和特点、结构与接口,并给出了相关的图表。本手册的主要用途:1. 产品技术推广和制作标书技术条款2. 设备选型参考3. 指导工程设计单位完成电力机房电源工程设计4. 用户的参考资料工程设计选型人员电力操作电源用户技术推广和投标人员内容介绍第一章 概述电力操作电源的应用、特点、种类、命名原则和配置列表、技术参数、系统组成清单。按机柜组成和模块分类,电力操作电源有四类:标准一体柜系统,小型一体柜系统,分屏柜系统I和分屏柜系统II。第二章 标
2、准一体柜系统标准一体柜的结构及配电、馈电原理。系统的特点和性能指标。第三章 小型一体柜系统小型一体柜的结构及配电、馈电原理。系统的特点和性能指标。第四章 分屏柜系统分屏柜系统由充电柜和馈电柜组成。本章分别介绍充电柜I和II,以及标准馈电柜的结构、工作原理、特点和技术指标。第五章 充电模块本章介绍EDS充电模块的特点、工作原理、关键技术、技术指标、外形尺寸和安装形式。第六章 监控系统电力操作电源监控系统的构成、特点,分级监控原理,智能电池管理过程。第七章 系统通用组件介绍降压硅链单元以及分级防雷措施和系统接地。第八章 壁挂系统介绍壁挂系统的功能、特点、技术指标附录I GZDW接线方案电力操作电源
3、8类接线方案的图示说明。标记和符号约定产品上的标记 在高压存在的地方有此标记。 在机柜底框架保护接地端上有此标记牌。手册中标记A 注意 注意字句指可能造成设备损坏的状况或做法目 录第一章 概述11.1引言21.2系统特点21.3系统工作原理21.4系统组成形式41.4.1标准一体柜系统51.4.2小型一体柜系统61.4.3分屏柜系统I71.4.4分屏柜系统II81.5系统型号定义81.6电源系统组成清单9第二章 标准一体柜系统122.1系统特点132.2交流配电单元的工作原理错误!未定义书签。142.3直流馈电单元的工作原理及结构142.4系统性能指标14第三章 小型一体柜系统193.1系统特
4、点203.2交流配电单元的工作原理213.3直流馈电单元的工作原理213.4系统主要性能指标22第四章 分屏柜系统254.1分屏柜系统264.1.1系统特点264.1.2充电柜的原理及使用说明274.1.3馈电柜的工作原理及使用说明274.1.4馈电柜的内部结构364.1.5系统主要性能指标37第五章 充电模块405.1产品系列415.1.1特点415.2工作原理425.2.1全程软开关425.2.2均流技术435.3技术指标445.4机械参数及外形465.5操作说明51第六章 监控系统556.1性能和特点566.2功能介绍576.2.1监控主机576.2.2监控底层模块596.2.3使用环境
5、656.3工作原理716.3.1充电模块的监控716.3.2配电监控666.3.3电力系统监控模块676.4智能电池管理716.4.1原理716.4.2电池工作过程自动管理726.4.3电池管理的其它功能73第七章 系统通用组件757.1降压硅链单元767.1.1功能及特点767.1.2工作原理767.1.3技术指标787.2防雷措施787.3接地79第八章 壁挂电源直流系统758.1功能特点818.2技术指标818.3型号定义及配置828.3.1配置说明828.3.2型号定义838.4电气原理图及安装结构838.4.1电气原理图838.4.2安装结构83附录I GZDW接线方案864智能高频
6、开关电力操作电源系统 技术手册 第一章 概述第一章 概述在概述部分介绍了GZDW电力操作电源的1. 应用2. 系统特点3. 系统基本工作原理4. 系统的组成及外形。GZDW电力操作电源有四种系统:标准一体柜系统,小型一体柜系统,分屏柜系统I,分屏柜系统II。5. 系列型号定义和电源配置列表6. 电源组成清单1.1引言GZDW系列智能高频开关电力操作电源系统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。有标准一体柜系统、小型一体柜系统、分屏柜系统I和分屏柜系统II四种类型。主要应用在发电厂、水电站以及各类变电站、开闭所和用户变中,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
7、明提供直流电源。1.2系统特点 采用开关电源特有的模块化设计,N+1热备份。 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。 充电模块可带电插拔,在线维护,方便快捷。 采用我公司专利,具有国际领先水平的“谐振电压型双环控制的谐振开关电源”全程软开关技术,转换效率高,电磁干扰小。 硬件低差自主均流技术,模块间输出电流最大不平衡度小于3%。 系统设计采用IEC(国际电工委员会)、UL等国际标准,可靠性与安全性有充分保障。 监控模块采用大屏幕液晶汉字显示,声光告警。 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。 具备平滑调节输出电压和电流,蓄电池自动温度补偿等先进功能。
8、 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。 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。 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,设有电池过/欠压和充电过流声光告警。1.3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。不同的接线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。图1-3-1 电力操作电源系统原理框图系统的基
9、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,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
10、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。图1-3-2 系统能量流动图1.4系统组成形式GZDW系列标准电力操作电源系统,根据用户的使用要求,可提供四种不同的系统组成形式,它们是:标准一体柜系统:充电、馈电合并在一个机柜里,一般可配6个充电模块,充电模块可选用通合公司任意电力模块。主要用于110KV及以下变电站,开闭所和用户变中。小型一体柜系统:充电、馈电
11、合并在一个机柜里,一般可配3个充电模块,充电模块可选用通合公司任意电力模块。主要用于35KV及以下变电站和各类小型用户变。分屏柜系统I:充电柜、馈电柜分开,充电模块可选用通合公司任意电力模块。可通过多个充电柜、多个馈电柜并联组成大型直流电源系统,主要用于中小型发电厂、水电站和各类变电站。分屏柜系统II:充电柜、馈电柜分开,充电模块可选用通合公司任意电力模块,可通过多个充电柜、多个馈电柜并联组成大型直流电源系统,主要用于发电厂、水电站和各类变电站。1.4.1标准一体柜系统如图1-4-1,标准一体柜系统由充电模块,一个监控模块,配套监控底层模块,一个降压硅链单元(可选),一个交流配电单元和一个直流
12、馈电单元组成,充馈电柜和电池柜独立分离。充电模块可选用通合公司任意电力模块。图1-4-1 标准一体柜1.4.2小型一体柜系统如图1-4-2,小型一体柜系统一般由3个充电模块,一个监控模块,配套监控底层单元,一个降压硅链单元(可选),一个交流配电单元和一个直流馈电单元组成,充电柜和电池柜使用一面柜体。充电模块可选用通合公司EDS230D05ZZ-3和EDS230D10ZZ-3类型模块。 图1-4-2 小型一体柜1.4.3分屏柜系统I如图1-4-3,分屏柜系统I由一台充电柜和一台馈电柜组成,并且可以由多台充电柜和多台馈电柜并联组成;充电柜包括交流配电,6个充电模块,一个监控模块、一个降压硅链单元(
13、可选)和一路电池接口,充电模块可选用通合公司任意电力模块,由于分屏柜一般用于容量较大的电源系统,因此推荐选用EDS230D20ZZ-3、EDS230D30NZ-3、 EDS230D40NZ-3和EDS110D40ZZ-3充电模块;馈电柜由配电监控单元、切换单元、绝缘监测模块(可选)和直流馈出单元组成。 图1-4-3 分屏柜系统1.4.4分屏柜系统II如图1-4-4,分屏柜系统II由多台充电柜和多台馈电柜并联组成;根据电池充电柜包括交流配电,充电模块,监控模块、配套监控底层、降压硅链单元(可选)和电池接口,馈电柜由切换单元、电池巡检,绝缘监测模块(可选)和直流馈出单元组成。图1-4-4 分屏柜系
14、统例图1.5系统型号定义GZDW系列标准电力操作电源系统型号定义如图1-5-1所示。图1-5-1 电源操作电源系统型号定义充电模块型号定义如图1-5-2所示。图1-5-2 充电模块型号定义具体的接线方案参见附录I。1.6电源系统组成清单标准一体柜系统的组成清单组件数量备注一体机柜1台标准型电池柜一台据系统实际情况监控模块1台充电模块6台(选配)任意类型电力操作电源模块降压单元1台(选配)可选配裸链交流配电单元1台直流馈电单元1台安装附件1套用户手册3本备注:标准一体柜系统也可根据用户需要,配置绝缘监测模块、电池巡检模块。小型一体柜系统的组成清单组件数量备注一体机柜1台小型化监控模块1台充电模块
15、3台(选配)任意类型电力操作电源模块降压单元1台(选配)可选配裸链交流配电单元1台直流馈电单元1台安装附件1套用户手册3本备注:小型一体柜系统也可根据用户需要,配置绝缘监测模块、电池监测模块。分屏柜系统I的组成清单组件数量备注充电柜充电机柜1台监控模块1台充电模块6台(选配)任意类型电力操作电源模块降压单元1台(选配)可选配裸链馈电柜馈电机柜1台电池巡检模块2台据系统实际情况绝缘监测模块1台(选配)切换单元1台直流馈出单元2台(选配)电池柜2台据系统实际情况安装附件1套用户手册3本备注:可根据用户需要,配置绝缘监测模块、电池监测模块。分屏柜系统II的组成清单组件数量备注充电柜充电机柜1台监控模
16、块1台充电模块6台(选配)任意类型电力操作电源模块降压单元1台(选配)馈电柜馈电机柜1台电池巡检模块单元4台据系统实际情况绝缘监测模块1台(选配)切换单元1台直流馈出单元2台(选配)电池柜4台据系统实际情况安装附件1套用户手册3本备注:可根据用户需要,配置绝缘监测模块、电池监测模块。55智能高频开关电力操作电源系统 技术手册 第二章 标准一体柜第二章 标准一体柜系统本章从两个方面介绍标准一体柜系统:系统和机柜。从系统的角度,介绍了1. 系统特点2. 系统性能指标从机柜组成和结构,介绍了1. 交流配电单元的原理和结构2. 直流配电单元的原理和结构3. 机柜的内部结构2.1系统特点标准一体柜系统由
17、6个充电模块,一个监控模块,配套底层模块,一个降压硅链单元(可选),一个绝缘监测模块,一个交流配电单元和一个直流馈电单元组成,外形如图1-4-1所示。其特点如下: 一体化设计,充电、馈电合并在一个机柜里。 采用自然冷却的智能高频开关充电模块,充电模块可选用艾德迅电气任意充电模块,单机柜最多可配6个充电模块。 提供两路交流输入接口,可完成两路交流输入的主备自动切换和互锁。 提供一路电池接口,根据不同需求配置不同的直流馈电插箱,可灵活选择。 可提供31、33、35等3种接线方案(见附录I:GZDW接线方案)。31:单电池组,单母线不分段,无降压装置,单组充电模块单一电压输出。33:单电池组,单母线
18、不分段,带降压装置,单组充电模块单一电压输出。35:单电池组,单母线不分段,带降压装置,充电模块分两组不同电压输出。 综合测量模块模块自带母线绝缘监测,也可选用绝缘监测模块对母线及各支路的绝缘状况进行监测。 柜内安装C、D两级防雷组件,C级防雷通流容量可达40KA,D级防雷通流容量可达8KA。 系统具备完善的监控功能,由监控模块、监控底层、充电模块内置监控等构成分级集散式控制系统,对电源系统进行全面的管理和控制,并具备“四遥”功能,可方便地实现无人值守。2.2交流配电单元的工作原理交流电源输入分为手动控制和自动切换控制两种输入方式。两路输入时基本上都是采用自动切换方式,使用通合公司生产的ZHC
19、L-3并辅以部分元器件就可以组成自动切换电路,实现系统两路交流电源的自动切换输入和监测。如图2-1所示。两路输入也可以采用手动控制切换输入。此时需要增加一个切换控制开关,即在交流接触器的线圈回路中通过切换开关直接引入交流信号,以实现自动/手动控制。值得注意的是,不推荐用户在使用时长时间置于手动位置。一路输入时全部采用手动控制方式。图2-1交流自动切换原理示意图2.3直流馈电单元的工作原理交流电源通过交流输入开关向充电模块供电,充电模块输出与蓄电池并联形成充电母线。原理框图见图2-2 图 2-2 直流充电母线直流馈出母线直流馈出母线有单母线和单母线分段两种形式,具体的系统方案分类见1.3节所述。
20、每段母线的基本形式如图 2-3 所示,具体设计和生产需要依据实际的技术要求进行详细设计。图 2-3 直流馈出母线2.5系统性能指标输入参数三相四线制交流输入电压380VAC15%频率4555Hz输出参数不同配置的直流馈电插箱可灵活选择动力分路100A,6路20A,8路100A,4路20A,6路100A,6路20A,10路50A,10路20A,10路控制分路直流额定电压220VDC110VDC浮充电压198260VDC99130VDC均充电压220286VDC110143VDC纹波系数0.05%(典型值0.01%)稳压精度0.5%(典型值0.1%)稳流精度0.5%均流特点充电模块间电流不均衡度3
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