PZ61-2000高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng)技術(shù)說(shuō)明書(shū)

1、PZ61-2000高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng) 技術(shù)說(shuō)明PZ61-2000高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng)技術(shù)說(shuō)明書(shū)V2.0-許繼電源有限公司2008年12月1. 直流操作電源的發(fā)展歷程發(fā)電廠和變電站中，為控制、信號(hào)、保護(hù)和自動(dòng)裝置（統(tǒng)稱為控制負(fù)荷），以及斷路器電磁合閘、直流電動(dòng)機(jī)、交流不停電電源、事故照明（統(tǒng)稱為動(dòng)力負(fù)荷）等供電的直流電源系統(tǒng)，通稱為直流操作電源。1.1 直流操作電源的歷史根據(jù)構(gòu)成方式的不同，在發(fā)電廠和變電站中應(yīng)用的有以下幾種直流操作電源：電容儲(chǔ)能式直流操作電源：是一種用交流廠（站）用電源經(jīng)隔離整流后，取得直流電為控制負(fù)荷供電的電源系統(tǒng)。正常運(yùn)行時(shí)，它給與保護(hù)電源并接的足夠大容量的電容器

2、組充電，使其處于荷電狀態(tài)；當(dāng)電站發(fā)生事故時(shí)，電容器組繼續(xù)向繼電保護(hù)裝置和斷路器跳閘回路供電，保證繼電保護(hù)裝置可靠動(dòng)作，斷路器可靠跳閘。這是一種簡(jiǎn)易的直流操作電源，一般只是在規(guī)模小、不很重要的電站使用。復(fù)式整流式直流操作電源：是一種用交流廠（站）用電源、電壓互感器和電流互感器經(jīng)整流后，取得直流電為控制負(fù)荷供電的電源系統(tǒng)，在其設(shè)計(jì)上，要在各種故障情況下都能保證繼電保護(hù)裝置可靠動(dòng)作、斷路器可靠跳閘。這也是一種簡(jiǎn)易的直流操作電源，一般只是在規(guī)模小、不很重要的電站使用。蓄電池組直流操作電源：由蓄電池組和充電裝置構(gòu)成。正常運(yùn)行時(shí)，由充電裝置為控制負(fù)荷供電，同時(shí)給蓄電池組充電，使其處于滿容量荷電狀態(tài)；當(dāng)電站

3、發(fā)生事故時(shí)，由蓄電池組繼續(xù)向直流控制和動(dòng)力負(fù)荷供電。這是一種在各種正常和事故情況下都能保證可靠供電的電源系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于各種類型的發(fā)電廠和變電站中。以上電容儲(chǔ)能式和復(fù)式整流式直流操作電源系統(tǒng)，在六、七十年代有較多的應(yīng)用，八十年代以后，由于小型鎘鎳堿性蓄電池和閥控式鉛酸蓄電池的應(yīng)用，這種操作電源在發(fā)電廠和變電站中已不再采用。而蓄電池組直流操作電源系統(tǒng)，其應(yīng)用歷史悠久，而且極為廣泛?，F(xiàn)代意義上的直流操作電源系統(tǒng)就是這種由蓄電池組和充電裝置構(gòu)成的直流不停電電源系統(tǒng)，通常簡(jiǎn)稱為直流操作電源系統(tǒng)或直流系統(tǒng)。1.2 直流操作電源的設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展在1955年以前，國(guó)內(nèi)發(fā)電廠和變電站的建設(shè)規(guī)模較小，其直流操作電

4、源系統(tǒng)大多采用110V、單母線和不帶端電池的蓄電池組。1956年以后，發(fā)電廠和變電站的建設(shè)規(guī)模增大。這是引進(jìn)了當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)技術(shù)，在所有新建和擴(kuò)建的發(fā)電廠和變電站中，都采用了220V、帶端電池的蓄電池組，并根據(jù)工程規(guī)模的大小，采用單母線或雙母線接線。這個(gè)時(shí)間的設(shè)計(jì)，是充分利用了蓄電池的容量和具有較小的電壓波動(dòng)范圍，但代價(jià)是采用了較復(fù)雜的接線。1984年以后，隨著歐美設(shè)計(jì)技術(shù)的引進(jìn)，以及發(fā)電廠和變電站建設(shè)規(guī)模的不斷增大，在直流操作電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，又開(kāi)始普遍采用單母線接線和不帶端電池的蓄電池組，對(duì)于控制負(fù)荷則推行采用110V電壓，而動(dòng)力負(fù)荷則采用220V電壓。這一期間設(shè)計(jì)的主導(dǎo)思想，則是以適當(dāng)加

5、大蓄電池的容量，允許電壓有較大的波動(dòng)范圍為代價(jià)，達(dá)到簡(jiǎn)化接線、提高可靠性的目的。六十年代以前，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的發(fā)電廠采用主控制室方式。在容量較小的發(fā)電廠中，裝設(shè)一組蓄電池組構(gòu)成的直流操作電源系統(tǒng)；在較大容量的發(fā)電廠中，則裝設(shè)由兩組蓄電池構(gòu)成的直流操作系統(tǒng)；其接線采用單母線或雙母線，但對(duì)于容量較大的發(fā)電廠，則廣泛采用雙母線接線。七十年代以后，單元制發(fā)電廠隨著機(jī)組容量的增大而普及。在單元制發(fā)電廠中，直流操作電源系統(tǒng)按單元配置。七十年代到八十年代初期，一般是一個(gè)單元配置一套由一組蓄電池組構(gòu)成的控制、動(dòng)力混合供電的220V操作電源。從八十年代后期開(kāi)始，對(duì)于200MW以上的大機(jī)組電廠，則每一單元配置兩套直流操

6、作電源：一套220V由一組蓄電池構(gòu)成，專供動(dòng)力負(fù)荷；另一套110V由兩組蓄電池構(gòu)成，專供控制負(fù)荷。同時(shí)，在一些輔助車間，如水泵房、輸煤控制樓等處，開(kāi)始應(yīng)用由小容量的蓄電池組構(gòu)成的操作電源系統(tǒng)。對(duì)于220KV及以下電壓等級(jí)的變電站，一般裝設(shè)由一組蓄電池組構(gòu)成的直流操作電源；對(duì)于容量較大和500KV以上的大型變電站，則裝設(shè)由兩組蓄電池組構(gòu)成的直流操作電源；對(duì)于220KV的變電站，2002年國(guó)家電力公司要求全部裝設(shè)兩組蓄電池組。這一發(fā)展過(guò)程表明，隨著大機(jī)組、超高壓工程的發(fā)展，人們更加關(guān)注的是直流操作電源的可靠性，并為此提高適當(dāng)提高電池組的容量和增加數(shù)量，普遍采用單母線接線方式，提高了工程造價(jià)。1.3

7、 直流操作電源的設(shè)備技術(shù)發(fā)展在直流操作電源系統(tǒng)中，主要的設(shè)備有蓄電池組、充電裝置、絕緣監(jiān)測(cè)裝置以及控制保護(hù)等設(shè)備。隨著制造技術(shù)的發(fā)展，幾十年來(lái)也發(fā)生了很大的變化。蓄電池組型式，在七十年代以前發(fā)電廠和變電站中應(yīng)用的都是開(kāi)啟式鉛酸蓄電池，使用的容量逐漸增加，單組額定容量達(dá)到了14001600Ah。七十年代以后，開(kāi)始應(yīng)用半封閉的固定防酸式鉛酸蓄電池，并逐步得到普遍采用。到八十年代中期以后，鎘鎳堿性蓄電池以其放電倍率高、耐過(guò)充和過(guò)放的優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)始在變電站中得到應(yīng)用，但由于價(jià)格較高，一般使用的都是額定容量在100Ah以內(nèi)的，限制了其應(yīng)用的范圍。九十年代發(fā)展起來(lái)的閥控式鉛酸蓄電池，以其全密封、少維護(hù)、不污染

8、環(huán)境、可靠性較高、安裝方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，在九十年代中期以后等到普遍的采用?；仡櫺铍姵氐淖兓芍铍姵卦谙蚓S護(hù)工作量小、無(wú)污染、安裝方便、可靠性提高的方向發(fā)展。雖然提高蓄電池的壽命是一重要課題，但在提高壽命方面國(guó)內(nèi)的技術(shù)進(jìn)展不大，一般的閥控式鉛酸蓄電池在510年之間，低的只有35年；目前國(guó)外的技術(shù)一般可以做到1015年，高的達(dá)到1820年。而且，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的惡性競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，使許多蓄電池制造廠不愿在設(shè)計(jì)壽命上投資，提高制造成本。需要說(shuō)明是，蓄電池的使用壽命，在很大程度上要依靠正確的運(yùn)行和維護(hù)。對(duì)于充電裝置，在七十年代以前，主要是用電動(dòng)直流發(fā)電機(jī)組作充電器；七十年代開(kāi)始應(yīng)用整流裝置，并逐漸取代了電動(dòng)

9、發(fā)電機(jī)組，得到普遍的應(yīng)用。八十年代以前，考慮到經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行的穩(wěn)定性，對(duì)充電和浮充電整流裝置采用不同的容量設(shè)計(jì)。1984年以后，對(duì)充電和浮充電整流裝置開(kāi)始采用相同的容量設(shè)計(jì)，使之更有利于互為備用，并且這種作法被普遍接受。充電裝置的配置方式是：一組蓄電池的直流操作電源系統(tǒng)配置兩組充電裝置，兩組蓄電池的直流操作電源系統(tǒng)配置三組充電裝置。1995年以后，隨著高頻開(kāi)關(guān)型整流裝置的普及，考慮到整流模塊的N+1(2)冗余配置和較短的修復(fù)時(shí)間，大量采用一組蓄電池配置一組充電裝置的方式。作為充電器的整流裝置，多年來(lái)在不斷的發(fā)展改進(jìn)，七十年代是分立元件控制的晶閘管整流裝置，可靠性和穩(wěn)定性較差，技術(shù)指標(biāo)偏低。八十年

10、代發(fā)展為集成電路控制的晶閘管整流裝置，可靠性和穩(wěn)定性以及技術(shù)指標(biāo)得到較大的提高，這一時(shí)期的晶閘管整流控制技術(shù)也日臻成熟，并具備簡(jiǎn)單的充電、浮充電和均衡充電自動(dòng)轉(zhuǎn)換控制功能。進(jìn)入九十年代以后，隨著微機(jī)控制技術(shù)的普及，集成電路控制型晶閘管整流裝置逐漸被微機(jī)控制型晶閘管整流裝置取代，使整流裝置的穩(wěn)流和穩(wěn)壓調(diào)節(jié)精度得到較大的提高，并且自動(dòng)化水平的提高可以實(shí)現(xiàn)電源的“四遙”，為實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班創(chuàng)造了條件。1996年以后，隨著高電壓、大功率開(kāi)關(guān)器件和高頻變換控制技術(shù)的成熟，高頻開(kāi)關(guān)整流裝置以其模塊化結(jié)構(gòu)、N+1(2)并聯(lián)冗余配置、維護(hù)簡(jiǎn)單快捷、技術(shù)指標(biāo)和自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)，得到迅速的推廣和普及。目前，這種高頻

11、開(kāi)關(guān)型整流裝置已成為市場(chǎng)的主角，未來(lái)幾年不會(huì)有新的整流裝置替代。絕緣監(jiān)測(cè)裝置是直流操作電源系統(tǒng)不可缺少的組成部分，用于在線監(jiān)測(cè)直流系統(tǒng)的正負(fù)極對(duì)地的絕緣水平。在八十年代以前，一直是采用蘇聯(lián)技術(shù)設(shè)計(jì)的、以電橋切換原理構(gòu)成的絕緣檢查裝置，用繼電器、電壓表和切換開(kāi)關(guān)構(gòu)成，具有發(fā)現(xiàn)接地故障、測(cè)量直流正負(fù)極對(duì)地絕緣電阻和確定接地極的功能。八十年代，在此原理技術(shù)上，國(guó)內(nèi)制造了用集成電路構(gòu)成的絕緣監(jiān)測(cè)裝置，并把母線電壓監(jiān)視功能與之合并在一起，提高了裝置的靈敏度和易操作性。上述的絕緣監(jiān)測(cè)裝置，在直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，只能確定哪一極接地，而不能確定哪一條供電支路接地，在運(yùn)行維護(hù)中查找接地點(diǎn)非常麻煩，并且存在監(jiān)

12、測(cè)死區(qū)。針對(duì)這種情況，國(guó)內(nèi)在九十年代以后，采用微機(jī)控制技術(shù)，開(kāi)發(fā)制造了具有支路巡檢功能的絕緣監(jiān)測(cè)裝置。其不但能夠準(zhǔn)確的測(cè)量直流系統(tǒng)正負(fù)極的接地電阻，同時(shí)還可以確定接地支路的位置。當(dāng)前這種具有支路巡檢功能絕緣監(jiān)測(cè)裝置得到普遍的應(yīng)用，技術(shù)的發(fā)展圍繞支路巡檢功能展開(kāi)，早期全部采用低頻疊加原理，目前以直流漏電流原理為主，兩種原理各有優(yōu)缺點(diǎn)。蓄電池組、充電裝置和直流饋電回路，多年來(lái)一直用熔斷器作短路保護(hù)，用隔離開(kāi)關(guān)作回路操作，直到現(xiàn)在仍在普遍使用。進(jìn)入九十年代以來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展，這些老式的保護(hù)和操作設(shè)備逐漸被具有高分?jǐn)嗄芰头雷o(hù)等級(jí)的新型設(shè)備替代。到1996年以后，開(kāi)始用帶熱磁脫扣器的直流自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)

13、，兼作保護(hù)和操作設(shè)備，為直流屏的小型化設(shè)計(jì)創(chuàng)造了條件。目前，這種直流專用空氣開(kāi)關(guān)在直流系統(tǒng)中已普遍的應(yīng)用，并開(kāi)發(fā)出具有三段式選擇性保護(hù)功能的直流空氣開(kāi)關(guān)產(chǎn)品。2. PZ61-2000高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng)的構(gòu)成原理2.1 直流系統(tǒng)的構(gòu)成PZ61-2000高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng)是由交流配電單元、高頻整流模塊、蓄電池組、硅堆降壓?jiǎn)卧⒔^緣監(jiān)測(cè)裝置、電池巡檢裝置、配電監(jiān)測(cè)單元和集中監(jiān)控裝置等部分組成。系統(tǒng)構(gòu)成原理接線如圖2-1所示。圖2-1 高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng)構(gòu)成原理接線圖2.2 直流系統(tǒng)的工作原理2.2.1 交流正常工作狀態(tài)：系統(tǒng)的交流輸入正常供電時(shí)，通過(guò)交流配電單元給各個(gè)整流模塊供電。

14、高頻整流模塊將交流電變換為直流電，然后經(jīng)保護(hù)電器(熔斷器或斷路器)輸出，一方面給蓄電池組充電，另一方面經(jīng)直流配電饋電單元給直流負(fù)載提供正常工作電源。交流配電單元：將交流輸入電源分配給各個(gè)整流模塊，并裝設(shè)C級(jí)和D級(jí)防雷模塊，能有效吸收電網(wǎng)浪涌電壓，將雷電感應(yīng)和線路操作產(chǎn)生的過(guò)電壓危害降至最小，保障整流模塊安全工作。對(duì)具備兩路交流輸入電源的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)兩路電源的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。高頻整流模塊：將交流輸入電源變換為直流電輸出，正常受監(jiān)控裝置的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池組的恒壓限流充電和自動(dòng)均充浮充轉(zhuǎn)換等操作。當(dāng)集中監(jiān)控裝置故障退出時(shí)，充電模塊自動(dòng)進(jìn)入安全模式，按預(yù)設(shè)的浮充電壓值繼續(xù)運(yùn)行。硅堆降壓?jiǎn)卧焊鶕?jù)蓄電池組輸

15、出電壓的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)串入降壓硅堆的數(shù)量，使直流控制母線的電壓穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)。當(dāng)提高蓄電池的容量，減少整組串聯(lián)的個(gè)數(shù)時(shí)，可以取消硅堆降壓?jiǎn)卧?，達(dá)到簡(jiǎn)化系統(tǒng)接線、提高可靠性的目的。絕緣監(jiān)測(cè)裝置：實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)直流母線的正負(fù)極對(duì)地的絕緣水平，當(dāng)接地電阻下降到設(shè)定的告警電阻值時(shí)，發(fā)出接地告警信號(hào)。對(duì)于帶支路巡檢功能的絕緣監(jiān)測(cè)裝置，還可以定位接地故障點(diǎn)發(fā)生在哪一條饋電支路中。電池巡檢裝置：實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)蓄電池組的單節(jié)電壓和內(nèi)阻，當(dāng)單體電池出現(xiàn)開(kāi)路時(shí)，發(fā)出單體異常告警信號(hào)。通過(guò)該裝置可以使維護(hù)人員隨時(shí)了解蓄電池組的運(yùn)行狀況，提高蓄電池運(yùn)行管理的自動(dòng)化水平。配電監(jiān)測(cè)單元：采用數(shù)字變送測(cè)量?jī)x表實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)中的

16、交流配電回路，充電裝置、蓄電池組和直流配電回路的運(yùn)行參數(shù)（模擬量）；采用開(kāi)入模塊采集各配電回路設(shè)備的狀態(tài)和告警觸點(diǎn)信號(hào)（開(kāi)關(guān)量）。數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控裝置進(jìn)行顯示、告警等處理。電源監(jiān)控模塊：采用集散方式對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。通過(guò)RS485串口分別與系統(tǒng)各配電回路的智能設(shè)備（高頻整流模塊、絕緣監(jiān)測(cè)裝置、電池巡檢裝置、數(shù)字變送儀表和開(kāi)關(guān)量采集模塊）連接，接收處理上傳信息，通過(guò)LCD實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)中各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)、告警信息等內(nèi)容，系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)可通過(guò)LCD進(jìn)行設(shè)置和維護(hù)。同時(shí)監(jiān)控模塊可通過(guò)RS485串口、光纖或以太網(wǎng)接入電站自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，滿足“四遙”和無(wú)人值守的要

17、求。此外，監(jiān)控裝置具備完善的智能電池管理功能，它能對(duì)電池的端電壓、充放電電流、電池房環(huán)境溫度等參數(shù)作實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測(cè)，可準(zhǔn)確地根據(jù)電池的充放電情況估算電池容量的變化，還能在電池放電后按用戶事先設(shè)置的條件和運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)整流器的輸出電流和電壓，自動(dòng)完成電池的限流充電和均浮充轉(zhuǎn)換，并可以自動(dòng)完成電池的定時(shí)均充維護(hù)和均浮充電壓溫度補(bǔ)償工作，實(shí)現(xiàn)了全智能化，不需要任何人工干預(yù)，保證蓄電池組能正常工作，最大限度地延長(zhǎng)電池的使用壽命。2.2.2 交流失電工作狀態(tài)：系統(tǒng)交流輸入故障停電時(shí)，充電模塊停止工作，由蓄電池組不間斷地給直流負(fù)載供電。微機(jī)監(jiān)控裝置時(shí)實(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池組的放電電壓和電流，當(dāng)電池放電至設(shè)定的終

18、止電壓時(shí)，監(jiān)控裝置告警。2.2.3 系統(tǒng)工作能量流向：系統(tǒng)工作時(shí)的能量流向如圖2-2所示。圖2-2 系統(tǒng)工作能量流向圖3 PZ61-2000高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng)的配置接線3.1 高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng)的型號(hào)規(guī)格定義PZ 61 直流系統(tǒng)標(biāo)稱電壓 充電裝置配置電流 系統(tǒng)配置方案代號(hào) 配套電池類型容量 成套產(chǎn)品系列號(hào) 直流電源屏（柜）3.1.1 直流系統(tǒng)標(biāo)稱電壓：220V，110V，48V，24V。3.1.2 充電裝置配置電流：為滿配置并聯(lián)整流模塊的額定電流之和。220V整流模塊額定電流：5A、10A、20A、30A、40A；110V整流模塊額定電流：10A、20A、30A、40A、50A。3

19、.1.3 系統(tǒng)配置方案代號(hào)用三位數(shù)定義如下：111-系統(tǒng)配置方案為1組蓄電池、1組整流器、單母線接線；112-系統(tǒng)配置方案為1組蓄電池、1組整流器、單母線分段接線；121-系統(tǒng)配置方案為1組蓄電池、2組整流器、單母線接線；122-系統(tǒng)配置方案為1組蓄電池、2組整流器、單母線分段接線；222-系統(tǒng)配置方案為2組蓄電池、2組整流器、兩段單母線接線；232-系統(tǒng)配置方案為2組蓄電池、3組整流器、兩段單母線接線。3.1.4 配套電池類型用字母表示，其中K代表閥控式鉛酸蓄電池，F(xiàn)代表防酸式鉛酸蓄電池，Z代表中倍率鎘鎳蓄電池，G代表高倍率鎘鎳蓄電池。3.2 高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng)的典型接線方案3.2.1

20、 直流操作電源系統(tǒng)的各種配置方案可以派生出多個(gè)典型的接線方式，分別在配置方案代號(hào)后綴字母A、B、C等加以區(qū)分。3.2.2 對(duì)于220KV及以上的變電站和200MW以上的大機(jī)組發(fā)電廠，根據(jù)用電負(fù)荷和設(shè)備的布置情況，普遍采用設(shè)置直流分電屏的輻射供電網(wǎng)絡(luò)。3.2.3 各種典型接線方案的單線圖和特點(diǎn)說(shuō)明參見(jiàn)附錄。4 PZ61-2000高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)4.1 工作環(huán)境條件工作環(huán)境是保證直流系統(tǒng)正常運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量的首要條件。4.1.1 環(huán)境溫度：540，24h內(nèi)平均溫度不高于35。4.1.2 相對(duì)濕度：a) 在環(huán)境溫度為40時(shí)，空氣的平均最大相對(duì)濕度不超過(guò)50。b) 最濕月空氣的平均最大

21、相對(duì)濕度不超過(guò)90（20±5）。4.1.3 海拔高度：設(shè)備安裝地點(diǎn)的海拔高度應(yīng)在2000米以下。4.1.4 大氣壓力：80kPa110kPa。4.1.5 安裝位置：垂直安裝，任一方向不超過(guò)5°。4.1.6 使用場(chǎng)所：設(shè)備安裝地點(diǎn)應(yīng)無(wú)強(qiáng)烈振動(dòng)和沖擊，無(wú)腐蝕金屬和破壞絕緣的有害氣體，無(wú)導(dǎo)電塵埃和引發(fā)火災(zāi)及爆炸的危險(xiǎn)介質(zhì)，無(wú)強(qiáng)電磁場(chǎng)和高頻電磁干擾。4.2 基本技術(shù)參數(shù)4.2.1 交流輸入電源：a) 工作電壓：380/220V±20。b) 工作頻率：50Hz±5。4.2.2 直流輸出電壓：a) 系統(tǒng)標(biāo)稱電壓：220V；110V。b) 專供控制負(fù)荷的直流母線電壓為

22、系統(tǒng)標(biāo)稱電壓值的85110。c) 專供動(dòng)力負(fù)荷的直流母線電壓為系統(tǒng)標(biāo)稱電壓值的87.5112.5。d) 控制與動(dòng)力合并供電的直流母線電壓為系統(tǒng)標(biāo)稱電壓值的87.5110。e) 設(shè)置硅堆降壓裝置，控制負(fù)荷與動(dòng)力負(fù)荷混合供電的直流系統(tǒng)： 控制負(fù)荷直流母線電壓為系統(tǒng)標(biāo)稱電壓值的87.5110； 動(dòng)力負(fù)荷直流母線電壓為系統(tǒng)標(biāo)稱電壓值的87.5115。4.2.3 直流輸出電流： a) 充電裝置額定電流：10A、20A、30A、40A、50A、60A、80A、100A、120A、160A、200A、250A、300A、400A、500A、600A、800A。b) 硅降壓裝置額定電流：20A、40A、60A

23、、100A、200A、400A、600A。c) 直流主母線額定電流：400A、500A、630A、800A、1250A、1600A。4.3 技術(shù)性能指標(biāo)4.3.1 絕緣電阻用開(kāi)路電壓為表4-1規(guī)定電壓的絕緣測(cè)試儀器測(cè)量電源系統(tǒng)有關(guān)部位的絕緣電阻，應(yīng)符合以下要求：a) 各獨(dú)立帶電電路（交流輸入端子、直流配電母線）與地（金屬框架）之間的絕緣電阻應(yīng)不小于10M。b) 無(wú)電氣聯(lián)系的各帶電電路（交流輸入與直流輸出）之間的絕緣電阻應(yīng)不小于10M。4.3.2 介質(zhì)強(qiáng)度用耐壓儀在下列部位施加頻率為50±5Hz、表4-1規(guī)定的正弦波試驗(yàn)電壓（采用直流電時(shí)，試驗(yàn)電壓為交流電壓有效值的1.4倍），歷時(shí)1m

24、in不應(yīng)出現(xiàn)絕緣擊穿或閃烙的現(xiàn)象。a) 各獨(dú)立帶電電路（交流輸入端子、直流配電母線）與地（金屬框架）之間。b) 無(wú)電氣聯(lián)系的各帶電電路（交流輸入與直流輸出）之間。表4-1：絕緣試驗(yàn)的電壓等級(jí) （V）額定絕緣電壓Un絕緣電阻測(cè)試儀電壓等級(jí)耐壓測(cè)試儀試驗(yàn)電壓Un60250100060Un3005002000300Un500100025004.3.3 整流器輸出電壓調(diào)節(jié)范圍高頻開(kāi)關(guān)整流器在充電（恒流）狀態(tài)下的電壓調(diào)節(jié)范圍和在浮充電及均衡充電（穩(wěn)壓）狀態(tài)的電壓調(diào)節(jié)范圍應(yīng)滿足表4-2的規(guī)定。 表4-2：整流器輸出電壓調(diào)節(jié)范圍運(yùn)行狀態(tài)電壓調(diào)節(jié)范圍（220V或110V系統(tǒng)）防酸式鉛酸蓄電池閥控式鉛酸蓄電池充

25、電(恒流)0.85Ue1.35Ue0.85Ue1.25Ue浮充電(穩(wěn)壓)0.90Ue1.20Ue0.90Ue1.20Ue均衡充電(穩(wěn)壓)1.00Ue1.35Ue1.00Ue1.25Ue注：Ue：直流系統(tǒng)標(biāo)稱電壓，Ie：整流器（N個(gè)工作模塊）額定輸出電流。4.3.4 恒流充電運(yùn)行時(shí)，整流器的充電電流調(diào)節(jié)范圍為：20100額定值。4.3.5 穩(wěn)壓均浮充運(yùn)行時(shí)，整流器的負(fù)荷電流調(diào)節(jié)范圍為：0100額定值。4.3.6 恒流充電運(yùn)行狀態(tài)下，交流輸入電壓在額定值的±20范圍內(nèi)變化，充電電壓在表4-2規(guī)定的電壓調(diào)節(jié)范圍內(nèi)變化，整流器輸出電流整定在20100額定值范圍內(nèi)的任一點(diǎn)，分別測(cè)量其輸出電流值

26、，其穩(wěn)流精度應(yīng)不超過(guò)±0.5。穩(wěn)流精度計(jì)算公式：I(IMIZ)IZ*100式中：I-穩(wěn)流精度；IM-輸出電流波動(dòng)極限值；IZ-交流輸入電壓為額定值，充電電壓在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的中間值時(shí)，輸出電流的測(cè)量值。4.3.7 穩(wěn)壓均浮充運(yùn)行狀態(tài)下，交流輸入電壓在額定值的±20范圍內(nèi)變化，負(fù)荷電流在0100額定值范圍內(nèi)變化，整流器輸出電壓整定在表4-2規(guī)定的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的任一點(diǎn)，分別測(cè)量其輸出電壓值，其穩(wěn)壓精度應(yīng)不超過(guò)±0.5。穩(wěn)壓精度計(jì)算公式：U(UMUZ)UZ*100式中：U-穩(wěn)壓精度；UM-輸出電壓波動(dòng)極限值；UZ-交流輸入電壓為額定值，負(fù)荷電流為50的額定值時(shí)，直流輸出電

27、壓的測(cè)量值。4.3.8 穩(wěn)壓均浮充運(yùn)行狀態(tài)下，交流輸入電壓在額定值的±20范圍內(nèi)變化，負(fù)荷電流在0100額定值范圍內(nèi)變化，整流器輸出電壓整定在表4-2規(guī)定的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的任一點(diǎn)，分別測(cè)量其輸出電壓值和對(duì)應(yīng)的交流分量峰峰值或有效值，其紋波峰值系數(shù)應(yīng)不超過(guò)0.5，紋波有效值系數(shù)應(yīng)不超過(guò)0.1。紋波峰值系數(shù)計(jì)算公式：XPPUPPUdc*100紋波有效值系數(shù)計(jì)算公式：XrmsUrmsUdc*100式中：XPP-紋波峰值系數(shù)； Xrms-紋波有效值系數(shù)UPP-輸出直流電壓中的交流分量峰峰值；Urms-輸出直流電壓中的交流分量有效值；Udc-輸出直流電壓的測(cè)量值。4.3.9 多個(gè)整流模塊以N個(gè)

28、并機(jī)工作時(shí)，各模塊應(yīng)能按比例均分負(fù)荷電流，在平均單機(jī)輸出電流在50100額定值范圍內(nèi)的任一點(diǎn)，分別測(cè)量各工作模塊的輸出電流值，其模塊間負(fù)荷電流的差異即均流不平衡度應(yīng)不超過(guò)±3。均流不平衡度計(jì)算公式：(IMIP)IN*100式中：-均流不平衡度；IM-單個(gè)模塊輸出電流的極限值；IP-N個(gè)工作模塊輸出電流的平均值；IN-單個(gè)整流模塊的額定輸出電流值。4.3.10 對(duì)采用數(shù)字方式進(jìn)行電流整定調(diào)節(jié)的整流器，在恒流充電運(yùn)行狀態(tài)下，交流輸入電壓在額定值，充電電壓在表4-2規(guī)定的電壓調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的中間值，輸出電流整定在20100額定值范圍內(nèi)的任一點(diǎn)，分別測(cè)量其輸出電流值，其充電電流的整定誤差應(yīng)不超過(guò)

29、±1（充電電流30 A時(shí)）或±0.3 A（充電電流30 A時(shí)）。電流整定誤差計(jì)算公式：I(IzIg)Ig*100式中：I-電流整定誤差；Ig-輸出電流的數(shù)字給定值；Iz-輸出電流的測(cè)量值。4.3.11 對(duì)采用數(shù)字方式進(jìn)行電壓整定調(diào)節(jié)的整流器，在穩(wěn)壓均浮充運(yùn)行狀態(tài)下，交流輸入電壓在額定值，負(fù)荷電流在50額定值，輸出電壓整定在表4-2規(guī)定的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的任一點(diǎn)，分別測(cè)量其輸出電壓值，其輸出電壓的整定誤差應(yīng)不超過(guò)±0.5。電壓整定誤差計(jì)算公式：u(UzUg)Ug*100式中：u-電壓整定誤差；Ug-輸出電壓的數(shù)字給定值；Uz-輸出電壓的測(cè)量值。4.3.12 穩(wěn)壓均充運(yùn)

30、行狀態(tài)下，交流輸入電壓在額定值，負(fù)荷電流為100額定值（電阻性負(fù)載），輸出電壓為表4-2規(guī)定的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)范圍上限值，分別測(cè)量交流輸入與直流輸出的電壓和電流，以及交流輸入的有功功率，整流器的滿載效率應(yīng)不小于92。功率因數(shù)應(yīng)不小于0.94。滿載效率計(jì)算公式：PdP*100(Ud*Id)P*100功率因數(shù)計(jì)算公式：PSP(1.732*Ul*Il)式中：-滿載效率；-功率因數(shù)；Pd-直流輸出功率；S-交流輸入視在功率；P-交流輸入有功功率；Ul-交流輸入電壓；Il-交流輸入電流；Ud-直流輸出電壓；Id-直流輸出電流。4.3.13 在額定負(fù)載電流和周圍環(huán)境噪音不大于40dB的條件下，距離直流電源設(shè)備內(nèi)噪

31、音源水平位置1m，離地面高度1m1.5m處，測(cè)得的噪聲最大值對(duì)于配套ZZG21、22系列整流模塊應(yīng)不超過(guò)55dB，對(duì)于配套ZZG23系列整流模塊應(yīng)不超過(guò)60dB。4.3.14 電磁兼容要求a) 抗擾度要求 l 振蕩波抗擾度：直流電源設(shè)備應(yīng)能承受GB/T 17626.12-1998中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為3級(jí)的1 MHz和100 kHz振蕩波抗擾度試驗(yàn)。l 靜電放電抗擾度：直流電源設(shè)備應(yīng)能承受GB/T 17626.2-1998中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為3級(jí)的靜電放電抗擾度試驗(yàn)。l 射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度：直流電源設(shè)備應(yīng)能承受GB/T 17626.3-1998中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為3級(jí)的射頻電磁場(chǎng)輻

32、射抗擾度試驗(yàn)。l 電快速瞬變脈沖群抗擾度：直流電源設(shè)備應(yīng)能承受GB/T 17626.4-1998中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為3級(jí)的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)。l 浪涌（沖擊）抗擾度：直流電源設(shè)備應(yīng)能承受GB/T 17626.5-1999中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為3級(jí)的浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)。l 射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度：直流電源設(shè)備應(yīng)能承受GB/T 17626.6-1998中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為3級(jí)的射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗(yàn)。l 工頻磁場(chǎng)抗擾度：直流電源設(shè)備應(yīng)能承受GB/T 17626.8-1998中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為4級(jí)的工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)。l 阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度：直流電源設(shè)備應(yīng)能承

33、受GB/T 17626.10-1998中第5章規(guī)定的試驗(yàn)等級(jí)為4級(jí)的阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)。b) 電磁發(fā)射限值要求l 傳導(dǎo)發(fā)射限值和輻射發(fā)射限值：直流電源設(shè)備應(yīng)符合表4-3和表4-4規(guī)定的傳導(dǎo)發(fā)射限值和輻射發(fā)射限值。表4-3：傳導(dǎo)發(fā)射限值頻率范圍（MHz）發(fā)射限值 dB(V)準(zhǔn)峰值平均值0.150.5 79660.530 7360表4-4：輻射發(fā)射限值頻率范圍（MHz）在10 m測(cè)量距離處輻射發(fā)射限值 dB(V/m)準(zhǔn)峰值30230 402301000 47l 諧波電流限值：直流電源設(shè)備返回交流電源側(cè)的各次諧波電流含有率應(yīng)不大于30%。5 PZ61-2000高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng)的單元功能5

34、.1 交流配電單元交流配電單元實(shí)現(xiàn)由交流輸入到整流模塊的電源分配和保護(hù)，PZ61-2000系列高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng)，根據(jù)不同工程的要求，提供以下四個(gè)類型的配電解決方案。5.1.1 單路輸入交流配電單元a) 交流配電的原理單路輸入交流配電單元的電路原理接線如圖5-1所示，適用于每組充電裝置由一路獨(dú)立的交流電源供電的系統(tǒng)。圖5-1 單路輸入交流配電單元電路原理圖QF1為交流電源輸入保護(hù)斷路器，其作為充電裝置的電源開(kāi)關(guān)。FV1為C級(jí)防雷器，安裝在交流電源進(jìn)線側(cè)，作為第一級(jí)防雷保護(hù)措施，能絕大部分泄放雷擊感應(yīng)或開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的浪涌電流。FV2為D級(jí)防雷器，安裝在交流分配母線側(cè)，其作為第二級(jí)防雷保護(hù)措

35、施，與第一級(jí)保護(hù)配合，能有效泄放殘余的浪涌電流，進(jìn)一步限制模塊側(cè)的殘余浪涌電壓，結(jié)合整流模塊內(nèi)的EMI吸收，能將電涌沖擊對(duì)整流模塊的危害降至最小。QF為防雷器保護(hù)斷路器，避免防雷器因過(guò)載而損壞線路。PV為交流電壓測(cè)量變送器，用于監(jiān)測(cè)交流工作電源的電壓，當(dāng)交流電源過(guò)壓、欠壓或缺相時(shí)，由電源系統(tǒng)的監(jiān)控裝置發(fā)出相應(yīng)的告警信號(hào)。b) 交流配電的監(jiān)控l 測(cè)量：包括“交流電源電壓”（1、2、3號(hào)整流器交流電壓）。三相交流電壓采用1個(gè)數(shù)字變送器檢測(cè)，循環(huán)顯示AB/BC/CA線電壓值，電壓測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)RS485通信接口上傳到電源監(jiān)控裝置。l 信號(hào)：告警信號(hào)包括“交流輸入斷路”（1、2、3號(hào)整流器交流輸入斷路）

36、和“交流防雷器失效”（1、2、3號(hào)整流器交流防雷器失效）；狀態(tài)信號(hào)包括“交流電源投入”（1、2、3號(hào)整流器交流電源投入）。這些信號(hào)均為無(wú)源開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，通過(guò)開(kāi)關(guān)量采集單元上傳到電源監(jiān)控裝置。5.1.2 雙路交流電源供一組充電裝置的交流配電方案a) 交流配電的原理雙路交流電源供一組充電裝置的交流配電原理接線如圖5-2所示。一般適用于變電站中的直流操作電源系統(tǒng)，個(gè)別的發(fā)電廠工程也有采用。圖5-2 雙路交流電源供一組充電裝置的交流配電原理圖QF1、QF2分別為1號(hào)和2號(hào)交流電源輸入保護(hù)斷路器，其作為充電裝置的電源開(kāi)關(guān)。對(duì)斷路器的轉(zhuǎn)換控制由控制器及其操作機(jī)構(gòu)完成。智能控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)兩路電源電壓，在一路電源

37、發(fā)生異常時(shí)，能自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換到另一路電源，實(shí)現(xiàn)雙路電源之間的切換。FV1為C級(jí)防雷器，安裝在交流電源進(jìn)線側(cè)，作為第一級(jí)防雷保護(hù)措施，能絕大部分泄放雷擊感應(yīng)或開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的浪涌電流。FV2為D級(jí)防雷器，安裝在交流分配母線側(cè)，其作為第二級(jí)防雷保護(hù)措施，與第一級(jí)保護(hù)配合，能有效泄放殘余的浪涌電流，進(jìn)一步限制模塊側(cè)的殘余浪涌電壓，結(jié)合整流模塊內(nèi)的EMI吸收，能將電涌沖擊對(duì)整流模塊的危害降至最小。QF為防雷器保護(hù)斷路器，避免防雷器因過(guò)載而損壞線路。PV為交流電壓測(cè)量變送器，用于監(jiān)測(cè)交流工作電源的電壓，當(dāng)交流電源過(guò)壓、欠壓或缺相時(shí)，由電源監(jiān)控裝置發(fā)出相應(yīng)的告警信號(hào)。b) 交流配電的監(jiān)控l 測(cè)量：包括“交流電

38、源電壓”（1、2、3號(hào)整流器交流電壓）。三相交流電壓采用1個(gè)數(shù)字變送器檢測(cè)，循環(huán)顯示AB/BC/CA線電壓值，電壓測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)RS485通信接口上傳到電源監(jiān)控裝置。l 信號(hào)：告警信號(hào)包括“交流輸入斷路”（1、2、3號(hào)整流器交流輸入斷路）和“交流防雷器失效”（1、2、3號(hào)整流器交流防雷器失效）；狀態(tài)信號(hào)包括“交流電源投入”（1、2、3號(hào)整流器交流電源投入）。這些信號(hào)均為無(wú)源開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，通過(guò)開(kāi)關(guān)量采集單元上傳到電源監(jiān)控裝置。5.1.3 雙路交流電源供兩組充電裝置的交流配電方案a) 交流配電的原理雙路交流電源供兩組充電裝置的交流配電原理接線如圖5-3所示。一般適用于變電站中一個(gè)機(jī)柜裝設(shè)兩組整流模塊的直

39、流操作電源系統(tǒng)。圖5-3 雙路交流電源供兩組充電裝置的交流配電原理圖QF1、QF2分別為1號(hào)和2號(hào)交流電源輸入保護(hù)斷路器，QF3、QF4分別為1號(hào)和2號(hào)充電裝置的電源開(kāi)關(guān)。對(duì)輸入保護(hù)斷路器的轉(zhuǎn)換控制由控制器及其操作機(jī)構(gòu)完成。智能控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)兩路電源電壓，在一路電源發(fā)生異常時(shí)，能自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換到另一路電源，實(shí)現(xiàn)雙路電源之間的切換。FV1為C級(jí)防雷器，安裝在交流電源進(jìn)線側(cè)，作為第一級(jí)防雷保護(hù)措施，能絕大部分泄放雷擊感應(yīng)或開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的浪涌電流。FV2為D級(jí)防雷器，安裝在交流分配母線側(cè)，其作為第二級(jí)防雷保護(hù)措施，與第一級(jí)保護(hù)配合，能有效泄放殘余的浪涌電流，進(jìn)一步限制模塊側(cè)的殘余浪涌電壓，結(jié)合整流模塊

40、內(nèi)的EMI吸收，能將電涌沖擊對(duì)整流模塊的危害降至最小。QF為防雷器保護(hù)斷路器，避免防雷器因過(guò)載而損壞線路。PV為交流電壓測(cè)量變送器，用于監(jiān)測(cè)交流工作電源的電壓，當(dāng)交流電源過(guò)壓、欠壓或缺相時(shí)，由電源監(jiān)控裝置發(fā)出相應(yīng)的告警信號(hào)。b) 交流配電的監(jiān)控l 測(cè)量：包括“交流電源電壓”。三相交流電壓采用1個(gè)數(shù)字變送器檢測(cè)，循環(huán)顯示AB/BC/CA線電壓值，電壓測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)RS485通信接口上傳到電源監(jiān)控裝置。l 信號(hào)：告警信號(hào)包括“交流輸入斷路”和“交流防雷器失效”；狀態(tài)信號(hào)包括“1號(hào)整流器交流電源投入”和“2號(hào)整流器交流電源投入”。這些信號(hào)均為無(wú)源開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，通過(guò)開(kāi)關(guān)量采集單元上傳到電源監(jiān)控裝置。5.1.

41、4 雙路交流電源供一組充電裝置的一體化交流配電方案a) 交流配電的原理雙路交流電源供一組充電裝置的一體化交流配電原理接線如圖5-4所示。一般適用于變電站中所用電交流與直流混合配電的一體化電源系統(tǒng)。圖5-4 交流配電單元原理圖QF1、QF2分別為1號(hào)和2號(hào)交流電源輸入保護(hù)斷路器，QF4為充電裝置的電源開(kāi)關(guān)，QA1QA8為站用電交流饋電開(kāi)關(guān)。對(duì)輸入保護(hù)斷路器的轉(zhuǎn)換控制由控制器及其操作機(jī)構(gòu)完成。智能控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)兩路電源電壓，在一路電源發(fā)生異常時(shí)，能自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換到另一路電源，實(shí)現(xiàn)雙路電源之間的切換。FV1為C級(jí)防雷器，安裝在交流電源進(jìn)線側(cè)，作為第一級(jí)防雷保護(hù)措施，能絕大部分泄放雷擊感應(yīng)或開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生

42、的浪涌電流。FV2為D級(jí)防雷器，安裝在交流分配母線側(cè)，其作為第二級(jí)防雷保護(hù)措施，與第一級(jí)保護(hù)配合，能有效泄放殘余的浪涌電流，進(jìn)一步限制模塊側(cè)的殘余浪涌電壓，結(jié)合整流模塊內(nèi)的EMI吸收，能將電涌沖擊對(duì)整流模塊的危害降至最小。QF為防雷器保護(hù)斷路器，避免防雷器因過(guò)載而損壞線路。PV為交流電壓測(cè)量變送器，用于監(jiān)測(cè)交流工作電源的電壓，當(dāng)交流電源過(guò)壓、欠壓或缺相時(shí)，由電源監(jiān)控裝置發(fā)出相應(yīng)的告警信號(hào)。PJ為交流電度表，用于測(cè)量交流所用電負(fù)荷的電度量。b) 交流配電的監(jiān)控l 測(cè)量：包括“交流電源電壓”。三相交流電壓采用1個(gè)數(shù)字變送器檢測(cè)，循環(huán)顯示Ua/Ub/Uc相電壓值，電壓測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)RS485通信接口上

43、傳到電源監(jiān)控裝置。l 信號(hào)：告警信號(hào)包括“交流輸入斷路”和“交流防雷器失效”；狀態(tài)信號(hào)包括“交流電源投入”。這些信號(hào)均為無(wú)源開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，通過(guò)開(kāi)關(guān)量采集單元上傳到電源監(jiān)控裝置。5.2 直流配電單元直流配電單元是采用保護(hù)電器（熔斷器或斷路器）和隔離開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)由整流器、蓄電池、直流母線和饋電輸出的電氣連接。5.2.1 直流配電的原理根據(jù)實(shí)際工程的具體要求，不同的系統(tǒng)配置可以派生出多種方式的原理接線方案。PZ61-2000系列高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng)各種典型接線方案的原理單線圖及其技術(shù)特點(diǎn)說(shuō)明參見(jiàn)附錄。5.2.2 直流配電的監(jiān)控a) 測(cè)量：整流器輸出回路包括“整流器電壓”（1、2、3號(hào)整流器電壓）和“整流

44、器電流”（1、2、3號(hào)整流器電流）；蓄電池回路包括“電池組電壓”（1、2號(hào)電池組電壓）和“電池組電流”（1、2號(hào)電池組電流）；直流母線回路包括“直流母線電壓”（1、2段直流母線電壓）。這些模擬量全部采用數(shù)字變送器檢測(cè)，測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)RS485通信接口上傳到電源監(jiān)控裝置。b) 信號(hào)：告警信號(hào)包括“整流器出口斷路器跳閘熔斷器熔斷”（1、2、3號(hào)整流器出口斷路器跳閘熔斷器熔斷）、“電池組出口斷路器跳閘熔斷器熔斷”（1、2號(hào)電池組出口斷路器跳閘熔斷器熔斷）、“直流母聯(lián)斷路器跳閘熔斷器熔斷” （1、2段直流母聯(lián)斷路器跳閘熔斷器熔斷）、“直流饋電支路斷路”（1、2段直流饋電支路斷路）和“116號(hào)分屏直流饋電

45、支路斷路”。狀態(tài)信號(hào)包括“1480路開(kāi)關(guān)合閘”；對(duì)于1組蓄電池和2組整流器的系統(tǒng)組態(tài)，狀態(tài)信號(hào)應(yīng)接入“1、2號(hào)整流器接入電池組”或者“2、3號(hào)整流器接入電池組”，這些信號(hào)均為無(wú)源開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，通過(guò)開(kāi)關(guān)量采集單元上傳到電源監(jiān)控裝置。5.3 高頻整流模塊5.3.1 整流模塊的工作原理圖5-5 高頻整流模塊原理框圖如圖5-5所示高頻開(kāi)關(guān)整流模塊的主回路電路包括EMI濾波、全橋整流、PFC校正、高頻逆變、高頻變壓器、高頻整流和LC濾波，各部分的功能如下：EMI濾波：抑制交流輸入側(cè)的尖峰電壓干擾，將過(guò)電壓沖擊對(duì)整流模塊的危害降至最??；阻斷整流模塊產(chǎn)生的高頻干擾反向傳輸污染電網(wǎng)。全橋整流：采用整流橋直接將交流

46、輸入電壓變換為脈動(dòng)直流電。PFC校正：?jiǎn)蜗嗄K采用有源器件，三相模塊采用無(wú)源器件，將整流所得的脈動(dòng)直流電轉(zhuǎn)換成平滑的直流電，對(duì)交流輸入電路的功率因數(shù)進(jìn)行校正。高頻變換：采用MOSFET或IGBT開(kāi)關(guān)功率器件，將輸入直流電變換為脈沖寬度可調(diào)的高頻交流脈沖波。高頻變壓器：將高頻交流脈沖波隔離、耦合輸出，實(shí)現(xiàn)交流輸入與直流輸出的電氣隔離和功率傳輸。高頻整流：采用快恢復(fù)二極管，將高頻交流脈沖波變換為高頻脈動(dòng)直流電。LC濾波：采用無(wú)源LC器件，將整流所得的高頻脈動(dòng)直流電轉(zhuǎn)換成平滑的直流電。5.3.2 整流模塊的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，可以大幅減小功率器件的開(kāi)關(guān)損耗，提高轉(zhuǎn)換效率；同時(shí)，由于電壓變化率（

47、dv/dt）或電流變化率（di/dt）相對(duì)減小很多，功率開(kāi)關(guān)器件承受的電應(yīng)力較小，可靠性得到了提高；另外，由于dv/dt或di/dt的減小，高頻開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的電磁干擾也有很大的改善，被稱為“綠色電源”。整流模塊采用全橋 ZCS和ZVS軟開(kāi)關(guān)先進(jìn)技術(shù)，具有頻率恒定，易于控制，可靠性高的特點(diǎn)；通過(guò)軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的使用，可實(shí)現(xiàn)整機(jī)滿載效率接近93%。5.3.3 整流模塊的均流技術(shù)整流模塊采用先進(jìn)的平均值自動(dòng)均流技術(shù)，工作原理如圖5-6所示。在每個(gè)并聯(lián)模塊的輸出電流反饋放大信號(hào)輸出端分別通過(guò)一個(gè)電阻R接到一條公用母線上，這條母線稱為均流母線。均流母線工作時(shí)的電壓等于各模塊電流反饋放大信號(hào)的電壓平均值，它與

48、負(fù)載有關(guān)，表征總負(fù)載電流的平均值。將每個(gè)模塊的電流反饋信號(hào)電壓與均流母線電壓比較，得到誤差放大信號(hào)去修正模塊的輸出電壓給定信號(hào)，從而對(duì)PWM控制器的占空比進(jìn)行微調(diào)，達(dá)到自動(dòng)均流和穩(wěn)壓的目的。平均值均流技術(shù)的本質(zhì)是調(diào)整模塊的外特性，即通過(guò)模塊的輸出電流反饋信號(hào)來(lái)適當(dāng)調(diào)整模塊輸出電壓，從而調(diào)整其輸出電流，使各并聯(lián)模塊輸出電流等于總負(fù)載電流的平均值，可以非常精確地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均流。平均值法的均流母線斷開(kāi)或開(kāi)路都不會(huì)影響電源模塊獨(dú)立工作，但某一模塊失效會(huì)使均流母線電壓下降，因此對(duì)連接均流母線的電流反饋信號(hào)輸出采用電壓繼電器保護(hù)。圖5-6 整流模塊并聯(lián)均流電路原理圖5.3.4 整流模塊的型號(hào)規(guī)格定義PZ61

49、-2000系列高頻開(kāi)關(guān)直流操作電源系統(tǒng)配置以下三個(gè)系列的高頻開(kāi)關(guān)整流模塊。a) ZZG21系列整流模塊：?jiǎn)蜗噍斎?，MOSFET開(kāi)關(guān)功率器件變換。ZZG21-05220-標(biāo)稱直流輸出電壓220V，額定輸出電流5A；ZZG21-10220-標(biāo)稱直流輸出電壓220V，額定輸出電流10A；ZZG21-10110-標(biāo)稱直流輸出電壓110V，額定輸出電流10A；ZZG21-20110-標(biāo)稱直流輸出電壓110V，額定輸出電流20A。b) ZZG22系列整流模塊：三相輸入，MOSFET開(kāi)關(guān)功率器件變換。ZZG22-05220-標(biāo)稱直流輸出電壓220V，額定輸出電流5A；ZZG22-10220-標(biāo)稱直流輸出電壓

50、220V，額定輸出電流10A；ZZG22-10110-標(biāo)稱直流輸出電壓110V，額定輸出電流10A；ZZG22-20110-標(biāo)稱直流輸出電壓110V，額定輸出電流20A；ZZG22-3048-標(biāo)稱直流輸出電壓48V，額定輸出電流30A；ZZG22-5048-標(biāo)稱直流輸出電壓48V，額定輸出電流50A；ZZG22-3024-標(biāo)稱直流輸出電壓24V，額定輸出電流30A；ZZG22-5024-標(biāo)稱直流輸出電壓24V，額定輸出電流50A。c) ZZG23系列整流模塊：三相輸入，IGBT開(kāi)關(guān)功率器件變換。ZZG23-20220-標(biāo)稱直流輸出電壓220V，額定輸出電流20A；ZZG23-30220-標(biāo)稱直

51、流輸出電壓220V，額定輸出電流30A；ZZG23-40220-標(biāo)稱直流輸出電壓220V，額定輸出電流40A；ZZG23-30110-標(biāo)稱直流輸出電壓110V，額定輸出電流30A；ZZG23-40110-標(biāo)稱直流輸出電壓110V，額定輸出電流40A；ZZG23-50110-標(biāo)稱直流輸出電壓110V，額定輸出電流50A。5.3.5 整流模塊的技術(shù)指標(biāo)a) ZZG21系列整流模塊的技術(shù)指標(biāo)如表5-1所示：表5-1 ZZG21整流模塊技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)ZZG21-05220ZZG21-10220ZZG21-10110ZZG21-20110輸入特性輸入電壓154V275V（單相二線，滿足鐵路要求）交

52、流頻率50Hz±10功率因數(shù)0.99滿載效率92最大輸入功率1.65kW3.3kW1.7kW3.4kW輸出特性電壓調(diào)節(jié)范圍176V286V88V143V額定輸出電流5A10A10A20A最大輸出電流6A11A11A22A限流調(diào)節(jié)范圍1A100%額定值軟啟動(dòng)時(shí)間48秒負(fù)載調(diào)整率±0.5電網(wǎng)調(diào)整率±0.1穩(wěn)壓精度±0.5穩(wěn)流精度±0.5紋波系數(shù)0.5（峰峰值）溫度系數(shù)0.2（1/）保護(hù)特性輸入過(guò)壓保護(hù)281±3V關(guān)機(jī)，可自恢復(fù)，回差電壓39V輸入欠壓保護(hù)148±3V關(guān)機(jī)，可自恢復(fù)，回差電壓612V輸入缺相保護(hù)關(guān)機(jī)，可自恢復(fù)輸出過(guò)

53、壓保護(hù)295±5V關(guān)機(jī)，5min內(nèi)3次不可恢復(fù) 148±3V關(guān)機(jī)，5min內(nèi)3次不可恢復(fù)輸出欠壓保護(hù)170±4V告警，回差電壓4V85±2V告警，回差電壓2V輸出過(guò)流保護(hù)關(guān)機(jī)，可自恢復(fù)輸出短路保護(hù)電壓170±4V，回縮電流40額定值，可自恢復(fù)過(guò)溫保護(hù)75±5關(guān)機(jī)，溫度降低后可自恢復(fù)人機(jī)界面LED數(shù)碼管指示輸出電壓和電流，電壓誤差1V，電流誤差0.2A綠色LED“運(yùn)行”指示黃色LED“保護(hù)”指示紅色LED“故障”指示按鍵設(shè)置模塊運(yùn)行參數(shù)，顯示與給定校正撥碼開(kāi)關(guān)6位：設(shè)置模塊運(yùn)行方式和通信地址其它冷卻方式風(fēng)冷（防塵）音響噪聲55dB外形尺寸2U高19英寸機(jī)箱b) ZZG22系列整流模塊的技術(shù)指標(biāo)如表5-2所示：表5-2 ZZG22整流模塊技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)ZZG22-05220*ZZG22-10220ZZG22-10110*ZZG22-20110輸入特性輸入電壓304V456V（三相三線）交流頻率50Hz±10功率因數(shù)0.94滿載效率92最大輸入功率1.65kW3.3kW1.7kW3.4kW輸出特性電壓調(diào)節(jié)范圍176V286V88V143V額定輸出電流5A10A10A20A最大輸出電流6A11A11A22A限流調(diào)節(jié)范圍1A100%額定值軟啟動(dòng)時(shí)間48秒負(fù)載調(diào)整率