直流屏

GZP系列直流电源系统主要由智能高频开关电源模块、中yang监控单元、面维护蓄电池和馈电回路等构成，具有重量轻、体积小、效率高、智能化程度高、操作维护方便、可靠性高等诸多优点。是传统直流电源成套装置的理想换代产品。

GZP系列产品主要应用于电力系统中小型发电厂、水电站、各类变电站，开闭所和其他使用直流设备的用户(如石化、矿山、铁路、通讯、建材、冶金、高层建筑等)中。是保证电网及发电厂安全运行的重要设备，为各类断路器(电磁操动式，弹簧储能式)提供分、合闸电源，以及给二次回路中的仪表、控制回路，继电保护和事故照明等各类高低压设备用电提供直流电源。特别是在故障发生时，它是整个变电站内部各种控制装置，保护装置的备用电源，在整个变电、配电自动化系统中起着十分重要的作用。

适用于：1.发电厂和水电站以及10KV—500KV电压等级变电站及开闭所;

2.铁道、石油化工等采用直流电源设备的场所及用户变电所;

与传统的相控电源先比，高频开关电源具有稳压稳流精度高、体积小、重量轻、效率高、输出纹波及谐波失真小，自动化程度高及高可靠性等优点。

系统特点

1.两路交流输入，能自动实现切换，可靠性高，系统运行稳定。

2.采用开关电源技术，输出纹波大大减小，有效的延长了电池的使用寿命。

3.充电机与控制整流器采用相互独立的方式，故障时充电机与控制整流器可以相互替换。

4.采用高品质、高性能的监控单元，能可靠的进行数据采集和信号处理等。

5.高频开关电源采用N+1热备份，使得任意一个模块退出运行，保证了整个系统的可靠性，可方便地满足各种系统的要求。

6.当控制系统故障退出时，充电及整流模块能正常工作，确保供电系统能正常工作。

7.通过监控系统实现蓄电池均充/浮充的自动转换。

8.严格按照蓄电池充电曲线对蓄电池进行充电，避免过充和欠充现象，能有效延长电池的使用寿命。

9.可根据环境温度及时调整充电电压，使电池保持在理想充电状态。

10.以特制的二极管整流模块替代传统硅链，确保降压单元的高可靠性。

11.人机界面全中文显示，界面友好，直观形象，操作简便。

12.人机界面具有参数设置，状态查询，开关机控制等功能。

13.开放式接口设计，具有强大的通讯功能，可通过微机通讯接口实现“遥信、遥测、遥控、遥调”功能，可根据用户需要传递相应的实时数据和告警信息。

14.可靠的防雷和电气绝缘措施，选配的绝缘监测装置能够实时监测系统绝缘情况，确保系统和人身安全。

15.系统设计采用IEC，UL等标准，可靠性与安全性有充分保证。

结构特点

1.柜体材料采用冷轧钢板(厚2.0)。框架结构件均由数控机床加工而成。机柜外形尺寸2260*800*600或2360*800*650.也可根据用户实际要求尺寸制定。柜前配有前门，柜后配左右双开门，便于维护人员在柜前、后操作保养。

2.柜体采用焊接结构，整体性好，有足够的机械强度和刚度及抗震性能，并具有通风设计，保障柜内的散热良好。

3.采用欧洲标准，模数化设计，防护等级达到IP20—IP40.

4.柜体表面采用静电喷塑工艺涂层，抗冲击、抗腐蚀能力强。

5.内部电气原件安装紧固件次采用镀彩锌处理，汇流排采用镀铬处理，电池托盘采用加强型镀锌托盘，可满足多种电池的要求。

工艺特点

1.交、直流、强电与弱电分开布线，通过对系统的功能分区，对系统分块布线后进行总成。

2.对电线电缆的压接采用冷压带预绝缘技术和母排套热缩套管技术，保证了电气间的绝缘性能。各馈线输出均采用独立的、底座封闭的阻燃型端子，连接可靠，端子上加以编号，一目了然。

3.各电路板表面均涂有绝缘层，能在气候恶劣，晨雾严重的环境下可靠运行。

环境条件

安装地点：室内安装(也可装于箱变)

环境温度：-15度—45度，大日温差≤35度

相对湿度：日平均湿度不大于90%，月平均湿度不大于85%

海拔高度：安装地海拔高度不高于3000米

污染等级：≤3级，环境中无导电微粒，易爆尘埃

周围空气：无引起火灾，无腐蚀金属和破坏绝缘的气体，有良好的空气流动和散热条件

安装场所：应无剧烈震动和冲击，地震烈度不超过8度，装置的垂直倾斜度不超过5%

系统性能参数

输入参数

输出参数

保护参数

绝缘特性

智能高频开关直流电源系统工作原理

1.交流输入正常时

系统交流输入正常时，两路交流输入经过交流切换装置选择其中一路输入，并通过交流配电单元给各个充电模块供电，充电模块将输入三相交流电转换为220V或110V直流，经隔离二极管隔离后输出，一方面给电池充电，另一方面给合闸负载充电。此外，合闸母线还通过调压装置与控制模块构成备份系统提供控制母线电源。

系统中的监控部分对系统进行管理和控制，信号通过配电监控分散采集处理后，再由监控模块统一管理，在显示屏上提供人机操作界面，还可以接入到远程监控系统。系统还可以配置绝缘监测仪或绝缘监测继电器，监测母线绝缘情况。

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，由电池供电。监控模块监测电池电压，放电时间，当电池放电到程度时，监控模块告警。

交流输入恢复正常以后，充电模块对电池进行充电。

系统主要部件介绍

智能高频开关直流电源系统一般由以下几部分组成：交流配电部分、充电模块(高频开关电源)、监控单元和人机界面、降压单元、直流馈电部分、监测单元、电池单元等。

一、高频开关电源模块

充电模块工作原理如图所示：

我公司采用的高频模块由三相380V交流电首先经过尖峰抑制和EMI电路，再经过工频整流后变成脉动的直流，在滤波电容和电感组成的PFC滤波电路的作用下，输出约520V左右的直流电电压。电感同时具有无源功率因数校正的作用，使模块的功率因数达到0.92.主开关DC/AC电路将520V左右的直流电转换为20KHz的高频脉冲电压在变压器的次级输出。DC/AC变换采用移相谐振高频软开关技术。变压器输出的高频脉冲经过高频整流、LC滤波和EMI滤波，变为220/110V的直流电压。

PWM控制电路采用电压电流双环控制，以方便实现对输出电压的调整和输出电流的限制，即使在短路情况下，回缩电路起作用，不会损坏模块，提高模块工作的可靠性。同时将交流输入采样得到的前馈信号送入PWM控制电路，提高工作的稳定性。另一方面，为了实现模块输出的遥调，计算机输出的数字信号经D/A变换后送入PWM控制路对输出电压进行调整，监控电路监测到模块异常时，使模块停止输出，有效保护模块。

模块面板上有控制开关、状态指示灯和数码管显示，它们是充电模块与人交流的窗口，显示充电模块的输出电压或电流值，指示均浮充状态和各种保护告警状态。通过控制开关来设置，控制充电模块的工作方式和地址，调整其输出电压。

主要特点

1.模块采用的移相谐振高频软开关电源技术，模块效率大于94%，采用无源PFC技术，功率因数大于0.92.

2.模块具有输入过/欠压保护，输出过压保护/欠压告警，短路回缩，缺相保护，过温保护，原边过流保护等多种保护功能。

3.热插拔设计，插针选用高品质插针，并有长短针，方便了系统维护。

4.具备电磁兼容和安全措施，抗干扰能力强，符合IEC相关标准。与传统相控电源比较，输出纹波大大减小。

5.模块间采用低差自主均流技术，多个充电模块并机运行时，具有理想的均流性能。

6.模块直流输出采用无级限流方式，可根据负载电流的大小和电池容量，由系统控制模块选择限流点，稳流精度≤+0.5%，模块内设置了短路回缩特性，即使模块处于长期短路状态也不致损坏。

7.模块内置CPU，可显示电压电流并故障告警，离开监控仍可独立正常工作。

8.充电模块内部监控板在监视控制模块运行情况的同时，还与系统监控模块通信，使充电模块具有遥控、遥测、遥信、遥调功能。

二、监控单元

1.可编程控制器和1/0转换综合控制器

可编程控制器PLC和1/0转换综合控制器，作为电源设备的监控器，实现系统的综合控制，电池充放电管理，电池巡检，母线调压等功能。并具有参数设定，数据采集，操作命令设置，报警，联网及远程四遥等功能(典型配置：RS485通讯接口，MODBUS通讯协议)。

综合测量模块

PLC监控模块

1.电力操作电源监控器

我公司应客户要求,采用高速增强型单片机和高精度A/D、D/A转换器件,研制成功的新型、高性能电力操作电源监控器，通过它可以方便实现与我公司电源模块及各种类型直流系统扩展模块的衔接，其触摸屏操作方式，方便了用户操作。

电源监控器采用集散控制方式，便于用户定制特定系统，节省系统成本，同时提高系统工作的稳定性、可靠性。本系统研发过程中充分考虑系统的多样性、安全性和功能的完备性，较好的满足了大、中型直流系统的监控需要。系统内嵌蓄电池智能管理曲线，按照用户的定制对蓄电池的充电过程实现智能化管理与控制。为满足不同用户的需要，在硬件方面用户可以通过跳线选择RS232或RS485通信方式;软件方面用户可以选择MODBUS通信协议或CDT通信协议，实现“四遥”功能。

2.人机界面

A:触摸屏型的人机界面：配合监控单元完成系统各项控制，所有的工作状态和运行数据通过触摸屏显示，所有的系统参数设定，充电模块和整流模块的电压及电流调整与监控、电池巡检、对地电压的测量，电池充放电曲线等均通过触摸屏各画面进行，并采用按钮、指示灯、仪表、数据、状态图、曲线等多种模拟图形显示直流屏运行全过程。触摸屏液晶屏幕是汉字导向，具有良好的人机界面，通过液晶屏幕可以实现各个画面的转换。

B:大屏幕液晶显示器：汉字界面，人机化键盘，大屏幕液晶显示，操作方便，开放式的借口设计及标准的通讯，功能强大的后台调试配置软件，可提高调试效率。

3.监控的主要特点

1.功能强大：自带交流输入监测功能，自带母线电压，母线电流及母线对地绝缘电阻监测功能，可选配开关量输入、开关量输出模块。可选配电池巡检模块和绝缘监测模块，实现对电池组和支路绝缘的监测。

2.人机界面友好：采用全中文240*64蓝色大屏幕液晶显示，双列按键或触摸屏显示，操作简单明了。

3.记录功能强大：可记录200条历史故障及每天48条的运行状态记录，断电数据不丢失。

4.多种告警功能：可通过告警参数设置实现多种告警功能。

5.系统配置灵活：用户可通过监控器的人机界面设置充电模块类型、霍尔采样量程、末端电池等。

6.可与我公司智能型电力充电模块及模拟充电模块组成各种直流充电系统。

7.监控系统采用模块式结构设计，每部分承担相对独立的工作，某一部分出现故障，不影响其他部分的工作，一方面提高了系统的可靠性，同时便于维护管理，使维修工作变得简单、快捷。

8.通信功能强大，可通过主监控器选择CDT和MODBUS两种通信协议与上位机通讯，具有RS-485和RS-232两种通讯接口。

9.三级集散式监控：

整机采用分布式监控系统，所有模拟量和开关量在底层处理后，通过数字通讯传送到监控单元，抗干扰能力强。同时这种工作方式使系统扩容方便，可根据用户的需求配置相应的充电柜和馈电柜数量。

10.完善的监控功能

遥控(远端限制)：控制模块的开/关机，均浮充转换，限流调节。

遥测：交流输入电压，充电模块的输出电压、电流;电池电压电流，动力控制母线电压、电流等。

遥调：(远端限制)调节。充电模块的输出电压、电流、电池电压电池充电电流等。

遥信：充电模块通信及故障告警。交直流配电监控通信及故障告警，绝缘监测仪通信及故障告警等。

11.方便的参数的设置：

下级设备的种类和数量，电池充电参数，各种电压或电流保护告警点等都可以设置。

12.具有温度补偿功能，能够判断电池温度异常并告警，具有电池单体压差告警功能，提供完善的电池保护功能。

13.能提供多对干接点输出(一个监控模块本身故障)。

14.强化菜单显示功能，中/英文菜单可设置，110V/220V可设置，支路显示方式可设置。

15.除历史告警外还增加监控重要操作日志记录和电池单体电压记录，帮助时候追溯事故原因。

16.操作或设置的自动纠错设计，防止操作及设置错误。

17.符合电磁兼容和安规标准。

三、直流馈电部分

将直流输出电源分配到每一路输出。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。电压及电流信号的检测采用带隔离的器件或电路，保证了强弱电之间的可靠隔离。闪光单元为选配元件，当控制开关与断路器位置不对应时，闪光母线接入负荷，闪光指示灯即开始闪动。

四、降压单元

我公司生产的调压装置，以特制的整流模块替代传统硅链，保证降压元件的正常及高可靠性。相比于其他形式的控制母线电压调节方式，具有安全、可靠，抗电流冲击性好。同时具有自动或手动方式调节降压值。并具有电压输入范围宽，输出电流大，输出电压精度高，可进行监控等优点，确保母线电压稳定地保持在用户要求的范围内。

五、开关量监控单元 功能特点

开关量检测可提供常开或常闭接点输入，且所有测量智能选用一种输入方式。

通过RS485串行接口将检测的信息传送给主监控，作为监控管理电源系统和处理故障告警的依据;

提供7路继电器输出，其中6路可由用户自己设置输出内容，可作为硅链故障分类接点输出;

提供40路开关量检测。检测内容已分类定义，也可以按用户要求定义;

六、绝缘检测单元 功能特点

提供30路分路绝缘电阻检测功能，测量正负母线对地电阻;通过RS485串行接口将检测的信息传送给主监控，作为主监控管理电源系统和处理故障告警的依据;检测母线(合母、控母)对地电压;设置合母监测路数(5路、10路、15路可选);由主监控通过RS485设置接地电阻报警值。

七、电池巡检单元 功能特点

提供10节、19节、24节、55节单体电池检测;可测量任意规格电池，或者多节电池串连测量;通过RS485串行接口将检测的信息传送给主监控，作为主监控管理电源系统和处理故障告警的依据。

七、电池单元

蓄电池采用铅酸免维护蓄电池，额定电压220V系统;若电池单体电压为2V，选用104只或108只;若电池单体电压为6V，选用36只; 若电池单体电压为12V，选用18只;额定电压110V系统：单体电压为2V，选用52只或54只;若电池单体电压为6V，选用18只;若电池单体电压为12V，选用9只。

电池组容量的计算：根据铅酸免维护蓄电池的放电特性(参照各电池生产厂家的说明书)，选择使用的电池容量可定为事故容量的2—3倍。电池组冲击(瞬间)电流的计算：电池组提供的冲击(瞬间)电流一般为免维护电池额定容量的3倍。

可选配电池监测仪，支持单体电池电压监测和告警。可以设置告警限，适应不同电池厂家的及不同的使用环境等条件。单个监测仪可监测两组独立的电池，并可对两组电池参数进行分别设置。

可选配温度传感器，对电池的均浮充电压进行温度补偿。温度传感器将温度信号转换为电信号，温度变送器将此信号放大调理后，输出标准的测量信号。可在监控模块中对温度补偿中心点、温度补偿系数进行设置。监控模块会根据电池柜(房)内的温度自动对均/浮充电压进行调节。