直流及UPS教材-奧特迅

1、一 直流電源概述奧特迅GZDW系列直流電源柜,適用于大中小型發(fā)電廠、變電所,作為高壓斷路器直流操作機(jī)構(gòu)的分、合閘、繼電保護(hù)、自動裝置、信號裝置等使用的操作電源及事故照明和控制用直流電源。各項性能指標(biāo)達(dá)到并超過DL/T459-2000標(biāo)準(zhǔn)。1.型號命名GZDW一口/口口/口-充電機(jī)組數(shù)×充電機(jī)額定輸出電流/直流標(biāo)稱電壓(V)G-電源柜Z-直流電源W-微機(jī)控制D-電力系統(tǒng)用2.正常使用條件戶內(nèi)使用,設(shè)備運(yùn)行的周圍空氣溫度不低于-10,不高于+40,在設(shè)備停用期間,周圍空氣溫度不低于-25,不高于+55；日平均相對濕度不超過95%,月平均相對濕度不大于90%；運(yùn)行地點(diǎn)無導(dǎo)電或爆炸塵埃,無腐

2、蝕金屬和破壞絕緣的氣體或蒸汽；交流輸入電壓波形為正弦,電壓波動范圍不超過額定值的±20%；交流輸入頻率波動范圍不超過額定值的50HZ±10%。3.主要技術(shù)指標(biāo)輸入特性序號項目指標(biāo)備注1交流輸入電壓AC 380V±20%三相四線2交流輸入頻率50Hz±10%3綜合效率94%輸出特性序號項目指標(biāo)備注1輸出限流105%額定輸出電流2穩(wěn)壓精度±0.5%3穩(wěn)流精度±0.5%4紋波系數(shù)±0.05%5輸出電壓可調(diào)范圍180-320V6額定輸出電流5-300A二 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理：電力操作電源系統(tǒng)主要由交流配電單元，充電模塊，直流饋電，集

3、中監(jiān)控單元，絕緣監(jiān)測單元和蓄電池等部分組成，圖1為整個系統(tǒng)的構(gòu)成原理框圖：圖 1 系統(tǒng)原理框圖1.單路交流檢測回路單路交流檢測回路由交流狀態(tài)監(jiān)測單元實現(xiàn)如圖2。圖 2 交流檢測回路原理圖正常運(yùn)行時,三相交流電處于相對平衡的狀態(tài),三相交流電中心點(diǎn)與零線之間無電勢差,內(nèi)部繼電器J1不動作,交流故障監(jiān)測單元內(nèi)的告警繼電器J3的線圖通過J1的常閉接點(diǎn)接于零線與火線間,同時LED發(fā)光管點(diǎn)亮,指示交流電源正常。當(dāng)交流任一相發(fā)生缺相或三相嚴(yán)重不平衡時,三相交流電中心點(diǎn)與零線之間產(chǎn)生電勢差,內(nèi)部繼電器Jl得電動作,其常閉接點(diǎn)斷開,使得內(nèi)部繼電器J3線圖失電,J3常閉接點(diǎn)閉合,發(fā)出故障告警信號,同時LED熄滅,

4、指示交流電源故障。2防雷保護(hù)電路雷擊分為直擊雷和感應(yīng)雷兩種,線路直接適雷擊時,電纜中流過很大電流,同時引起數(shù)千伏的過電壓直接加到線路裝直和電源設(shè)備上,持續(xù)時間達(dá)若干微秒,直接危害用電設(shè)備。感應(yīng)雷通過雷云之間或雷云對地的放電,在附近的電纜或用電設(shè)備上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓,危害用電設(shè)備的安全。因此必須要在交流配電單元入口加裝防雷器。目前我司直流電源柜設(shè)有C級及D級防雷,C級防雷設(shè)在交流自己電單元入口,選用的防雷器為世界名牌防雷產(chǎn)品,通流量為4OKA,動作時間小于25ns,D級防雷設(shè)在充電模塊內(nèi),通流量為1OKA,動作時間小于25ns,可以有效地將雷電引入大地,將雷電的危害降至最小。當(dāng)防雷器故障時,C級防

5、雷器的工作狀態(tài)窗口由綠變紅,提醒更換防雷模塊,防雷模塊插拔方便,易于更換。3雷擊浪涌吸收器圖3 雷擊浪涌吸收器工作原理圖雷擊浪涌吸收器具有防雷和抑制電網(wǎng)瞬間過壓雙重功能,最大通流量4OKA,動作時間小于25ns。由圖3可見,相線與相線之間,相線與零線之間的瞬間干擾脈沖均可被壓敏電阻和氣體放電管吸收。因此,其功能優(yōu)于單純的防雷器。充電模塊充電模塊采用(N+1)冗余方式供電,即在用N個模塊滿足電池組的充電電流(0.1C10)加上經(jīng)常性負(fù)荷電流的基礎(chǔ)上,增加1個備用模塊。例如:200AH電池組,經(jīng)常性負(fù)荷(Ij)為10A的直流系統(tǒng),可算出充電機(jī)的最大輸出電流為:最大輸出電流=0.1C10+Ij=0.

6、1×200+104OA如采用容量為1OA的充電模塊,取N=3,N+14備用模塊采用熱備份方式,直接參與正常工作。4直流饋電單元直流饋電單元是將直流電源通過負(fù)荷開關(guān)送至各用電設(shè)備的配電單元。根據(jù)負(fù)荷的功能不同饋線回路可分為:控制回路和合閘回路,各回路所用負(fù)荷開關(guān)均選用專用直流斷路器,分?jǐn)嗄芰?KA以上,保證在直流負(fù)荷側(cè)故障時相應(yīng)支路可靠分?jǐn)?:其容量與本系統(tǒng)上、下級開關(guān)相匹配,以保證開關(guān)動作的選擇性。5絕緣監(jiān)測單元絕緣監(jiān)測單元用于監(jiān)測直流系統(tǒng)電壓及其絕緣情況,在直流電壓過、欠壓或直流系統(tǒng)絕緣強(qiáng)度降低等異常情況下發(fā)出聲光告警,并將對應(yīng)告警信息發(fā)至集中監(jiān)控器。根據(jù)用戶的不同需要,絕緣監(jiān)

7、測儀可自己置普通型或帶支路巡檢型,一般安裝在饋線柜上,帶支E各巡查的監(jiān)測儀自己有傳感器,分別裝在每回饋線開關(guān)的后下部,各饋線開關(guān)的引出線穿過傳感器的中心孔。內(nèi)直絕緣監(jiān)測儀檢測直流母線電壓、正負(fù)母線對地電壓、正負(fù)母線對地電阻。當(dāng)電壓過高、過低或絕緣電阻過低時發(fā)出相應(yīng)的告警信號,告警定值可通過鍵盤設(shè)置。帶支路巡檢的絕緣監(jiān)測儀監(jiān)測正負(fù)直流母線的對地電壓和絕緣電阻,當(dāng)正、負(fù)直流母線的對地絕緣電阻低于設(shè)定的報警值時,自動啟動支路巡檢功能。支路巡檢采用直流有源CT,不需向母線注入信號。每個CT內(nèi)含CPU,被檢信號直接在CT內(nèi)部轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,由CPU通過串行口上傳至絕緣監(jiān)測儀主機(jī)。支珞檢測精度高和抗干擾能

8、力強(qiáng)。采用智能型CT,所有支路的漏電流檢測同時進(jìn)行,支路巡檢速度高。6電池的管理單元電池管理主要有如下幾個內(nèi)容：(1)可顯示蓄電池電壓和充放電電流,當(dāng)出現(xiàn)過、欠壓時進(jìn)行告警。(2)設(shè)有溫度變送器測量蓄電池環(huán)境溫度,變送器通過串行總線將測量到的蓄電池環(huán)境溫度送監(jiān)控器,當(dāng)溫度偏離25時,由監(jiān)控器發(fā)出調(diào)壓命令到充電模塊,調(diào)節(jié)充電模塊的輸出電壓,實現(xiàn)浮充電壓溫度補(bǔ)償。當(dāng)溫度上升1時,充電機(jī)輸出電壓降低0.54V,當(dāng)溫度下降1時,充電機(jī)輸出電壓上升0.54V。(3)手動定時均充,可通過監(jiān)控器鍵盤預(yù)先設(shè)置均充電壓、均充時間,然后啟動手動定時均充,監(jiān)控器運(yùn)行以下均充程序:以整定的充電電流進(jìn)行穩(wěn)流充電,當(dāng)電壓

9、逐漸上升到均充電壓整定值時,自動轉(zhuǎn)為穩(wěn)壓充電,定時時間到轉(zhuǎn)為浮充運(yùn)行。充電曲線見圖4。 圖4 手動定時均衡充電曲線(4)自動均充,當(dāng)下述的條件之一成立時,系統(tǒng)自動啟動均充: 系統(tǒng)連續(xù)浮充運(yùn)行超過設(shè)定的時間(可通過監(jiān)控器鍵盤設(shè)置,出廠設(shè)置為3個月) 交流電源故障,蓄電池放電超過十分鐘；自動均充電程序:以整定的充電電流進(jìn)行穩(wěn)流充電,當(dāng)電壓逐漸上升到均充電壓整定值時，動轉(zhuǎn)為穩(wěn)壓充電,當(dāng)充電電流小于0.01C10A后延時1小時(或設(shè)定值),轉(zhuǎn)為浮充運(yùn)行。充電曲線見圖5.圖5 自動均衡充電曲線三 集中監(jiān)控器的簡介及使用方法：1.概述JKQ2000D集中監(jiān)控器作為電力用高頻直流電源成套裝置的主要部件,以P

10、C486工控機(jī)為主機(jī),配有大屏幕全中文漢字顯示和輸入鍵盤,面板光字牌報警。圖6一為直流系統(tǒng)配置及監(jiān)控方式示意圖,集中監(jiān)控器通過分散控制方式,對直流系統(tǒng)充電模塊、絕緣監(jiān)測模塊、電池組、母線、配電等進(jìn)行實時監(jiān)控,并設(shè)有多種通信協(xié)議,完成與上位計算機(jī)的通信,實現(xiàn)直流系統(tǒng)的"四遙"功能。圖6 直流系統(tǒng)配置及監(jiān)控方式示意圖監(jiān)控調(diào)度人員可在監(jiān)控調(diào)度中心監(jiān)視各個現(xiàn)場的直流系統(tǒng)的運(yùn)行情況,一旦發(fā)現(xiàn)某個系統(tǒng)出現(xiàn)異常或告警,則可以直接訪問該系統(tǒng)的集中監(jiān)控器,獲取必要的詳細(xì)信息,實施必要的應(yīng)急操作,然后根據(jù)需要做好準(zhǔn)備,再赴現(xiàn)場進(jìn)行故障處理,實現(xiàn)元人值守,提高維護(hù)工作的效率。集中監(jiān)控器組成主要有

11、PC486工控機(jī)、串口卡、光電隔離輸入板、光電隔離輸出板、顯示鍵盤接口與顯示鍵盤、穩(wěn)流器等部分組成。光電隔離輸入板設(shè)有165各光電隔離狀態(tài)信號輸入,直流系統(tǒng)的一些主要狀態(tài)信號,如開關(guān)、熔絲、交流電源等狀態(tài)信號通過光電隔離輸入板輸入到集中監(jiān)控器。光電隔離輸出板設(shè)有16路雙觸點(diǎn)繼電器信號輸出,集中監(jiān)控器通過光電隔離輸出板將直流系統(tǒng)的一些主要故障信號通過光電隔離輸出板輸出報警。充電模塊、智能變送器、饋線狀態(tài)監(jiān)測模塊、電池巡檢儀具有內(nèi)置CPIj,完成本身的信號采樣及協(xié)調(diào)控制,輸出設(shè)有隔離的RS232接口,這些模塊通過串口卡接受集中監(jiān)控器的監(jiān)控。微機(jī)型絕緣監(jiān)測儀通過串口卡接受集中監(jiān)控器的監(jiān)控。 監(jiān)控器通

12、過穩(wěn)流器實現(xiàn)對蓄電池的穩(wěn)流充電。2面板及說明 圖7 集控器面板示意圖顯示器:采用大屏幕液晶全中文顯示,配用背光。按面板上任意鍵背光將自動開啟("清屏"鍵外)兩分鐘內(nèi)無鍵盤操作,背光將自動關(guān)閉。光字牌:左邊第一個為監(jiān)控器運(yùn)行光字牌,在監(jiān)控器正常運(yùn)行時常亮,顏色為綠色。其余八個為故障報警光字牌,當(dāng)直流系統(tǒng)中有故障時點(diǎn)亮,顏色為紅色。在不同的系統(tǒng)中,具有不同的報警功能,具體功能在標(biāo)字框中給出相應(yīng)的提示。 功能鍵:四個功能鍵在不同的菜單下,具有不同的功能,其體功能在顯示器右側(cè)與功能鍵相應(yīng)的位直給出提示。光標(biāo)上、下、左、右移動鍵。數(shù)字鍵:包括09數(shù)字和一位小數(shù)點(diǎn)。清屏鍵:在任意狀態(tài)下

13、,按清屏鍵,程序?qū)⒅匦鲁跏蓟壕э@示器,保持原顯示器內(nèi)容不變。確認(rèn)鍵:在設(shè)定參數(shù)完成后按"確認(rèn)"鍵保存設(shè)定的參數(shù)。3顯示操作方法系統(tǒng)信息：當(dāng)系統(tǒng)上電后，會顯示相應(yīng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)和信息，若系統(tǒng)有故障，則會在對應(yīng)處閃爍及發(fā)出聲音報警，同時在屏幕右端會彈出“故障”兩字，在下圖中，按上頁 下頁鍵可翻至相應(yīng)的上頁或下頁，按下菜單鍵可彈出主菜單界面，按下故障鍵可直接進(jìn)入故障信息界面。圖8 集控器相關(guān)顯示信息主菜單：在此項中可以完成本系統(tǒng)的各項操作，若要進(jìn)行某項操作可以直接按下相應(yīng)的數(shù)字鍵即可。按下返回則返回上一屏。如圖9。圖 9 主菜單顯示參數(shù)的瀏覽：可以瀏覽系統(tǒng)的各項參數(shù)，按下相應(yīng)數(shù)字鍵

14、可進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)查看。如圖10。圖 10 參數(shù)瀏覽選擇畫面狀態(tài)信息瀏覽：界面如下圖所示，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，相應(yīng)選項會閃爍以報警。圖11 狀態(tài)信息總畫面按下正常報警鍵可轉(zhuǎn)換為停止報警，從而停止蜂鳴器的報警聲音，按下返回鍵則可返回上一級菜單。按下相應(yīng)的數(shù)字鍵可查看其具體的故障信息：如絕緣出現(xiàn)故障，按下數(shù)字5，則可查看前8條故障支路的詳細(xì)信息：圖12 支路故障顯示畫面當(dāng)饋線支路發(fā)生故障時，按下6，可查看下圖中的詳細(xì)信息： 圖13 故障饋線詳細(xì)信息畫面其它的故障顯示方法均與上述同理，故不再一一描述。最后是充電機(jī)的控制，對于運(yùn)行人員的操作，主要是充電機(jī)的浮充均充轉(zhuǎn)換換。在下圖的畫面中可以控制充電機(jī)的開關(guān)

15、機(jī)，均浮充狀態(tài)以及均充時間，用上下左右鍵把光標(biāo)移到開機(jī)或浮充后邊，再按轉(zhuǎn)換鍵即可實現(xiàn)開關(guān)機(jī)和均充浮充的轉(zhuǎn)換操作。完成后按下確認(rèn)鍵。把光標(biāo)移到均充定時后邊，再用左右鍵可以設(shè)定均充定時，最后按下確認(rèn)鍵完成。具體顯示如下圖所示。圖14 充電機(jī)控制畫面四 智能高頻電源模塊的簡介及使用方法1 簡介及使用條件ATC 系列智能高頻開關(guān)充電模塊 , 采用了具有國際先進(jìn)水平的軟開關(guān)技術(shù) , 散 熱風(fēng)道與電路隔離結(jié)構(gòu) , 內(nèi)置 CPU, 具有高智能、高效率、高可靠等優(yōu) 點(diǎn) , 各項性能指標(biāo)達(dá)到并超過 DL/T459-2000 標(biāo)準(zhǔn) , 是電力直流操作電 源的首選設(shè)備。使用條件:戶內(nèi)使用 , 設(shè)備運(yùn)行的周圍空氣溫度

16、不低于 -10 , 不高于 +40 ,在設(shè)備停用期間 , 周圍空氣溫度不低于-25 , 不高于 +55 ； 日平均相對濕度不超過 95%, 月平均相對濕度不大于 90%； 運(yùn)行地點(diǎn)無導(dǎo)電或爆炸塵埃 , 無腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體或蒸汽 ； 交流輸入電壓波形為正弦波 , 電壓波動范圍不超過額定值的± 20%； 交流輸入頻率波動范圍不超過額定值的 50HZ ± 10% 。2 工作原理圖15 高頻模塊的原理框圖上圖為電源模塊的工作原理框圖,原邊檢測控制電路監(jiān)視交流輸入電網(wǎng)的電壓,實現(xiàn)輸入過壓、欠壓、缺相保護(hù)功能及軟啟動的控制；輔助電源為整個模塊的控制電路及監(jiān)拉電路提供工作電源；E

17、MI輸入濾波電路實現(xiàn),對輸入電源作凈化處理,濾除高頻干擾及吸收瞬態(tài)沖擊；軟啟動部分用作消除開機(jī)浪涌電流；三相交流輸入電源經(jīng)輸入三相整流、濾波變換成直流,全橋變換電路再將直流變換為高頻交流,高頻交流經(jīng)主變壓器隔離、全橋整流、濾波轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流輸出；信號調(diào)節(jié)、PWM控制電路實現(xiàn)輸出電壓、電流的控制及調(diào)節(jié),確保輸出電源的穩(wěn)定及可調(diào)整性；輸出測量、故障保護(hù)及微機(jī)管理部分負(fù)責(zé)監(jiān)測輸出電壓、電流及系統(tǒng)的工作狀況,并將電源的輸出電壓、電流顯示到前面板,實現(xiàn)故障判斷及保護(hù),協(xié)調(diào)管理模塊的各項操作,并跟系統(tǒng)通信,實現(xiàn)電源模塊的高度智能化。充電模塊具有如下獨(dú)立功能：（1） 穩(wěn)定的直流輸出（2） 均/浮充電壓電流

18、設(shè)置功能（3） 均/浮充轉(zhuǎn)換及開關(guān)機(jī)控制功能（4） 自主均流功能3 面板說明及使用方法 圖16 高頻開關(guān)電源模塊外觀及面板示意（1） 工作狀態(tài)指使燈（2） 輸出顯示窗口（3） 開/關(guān)機(jī)按鈕（4） 輸出限流狀態(tài)指示燈（5） 散熱窗（6） 輸出調(diào)整電位器（7） 均/浮充按鈕（8） 均流調(diào)整電位器（9） 輸出顯示校準(zhǔn)電位器（10） 產(chǎn)品型號（11） 面板拉手（12） 三相交流輸入空氣開關(guān)面板的指示狀態(tài)如下表：工作指示燈指示燈內(nèi)容輸入交流輸入狀態(tài)指示燈,模塊的交流輸入電源正常時該燈亮。均充均元狀態(tài)指示燈,模塊處于均充狀態(tài)時該燈亮。輸出狀態(tài)指示燈,直流輸出及通信都正常時,該燈閃爍較快且無規(guī)律；直流輸出正

19、常但通信不正常時,該燈閃爍較慢且有規(guī)律；直流輸出不正常時該燈不亮。正常故障故障狀態(tài)指示燈,當(dāng)模塊故障時該燈亮,故障消除后自動恢復(fù)。4 模塊自帶的保護(hù)功能序號項目指標(biāo)備注1輸入過壓保護(hù)456VAC士3%關(guān)機(jī)報警電網(wǎng)正常自動恢復(fù)2輸入欠壓報警280VAC±3%3輸出過壓保護(hù)320VDC(220V系列)可調(diào)4過熱保護(hù)75±5關(guān)機(jī)報警溫度正常自動恢復(fù)5輸出短路保護(hù)輸出限流故障排除,自動恢復(fù)6防雷保護(hù)設(shè)有完善的防雷保護(hù)電路5操作指導(dǎo)開機(jī)步驟:檢查輸入、輸出接線是否正確；檢查交流輸入電源是否在規(guī)定的范圍內(nèi)；啟動開關(guān)(或三相空氣開關(guān))處于關(guān)斷狀態(tài),"開/關(guān)機(jī)"及&qu

20、ot;均/浮充"按鈕處于松開狀態(tài)；接入交流輸入電源,合上啟動開關(guān)(或三相空氣開關(guān)),輸入狀態(tài)指示燈點(diǎn)亮,表示輸入正常；按下"開/關(guān)機(jī)"按鈕,模塊開始工作,有輸出,輸出狀態(tài)指示燈點(diǎn)亮,輸出表計顯示輸出電壓、電流值。關(guān)機(jī)步驟:先松開“開/關(guān)機(jī)”按健,關(guān)閉啟動開關(guān)(或三相空氣開關(guān))。模塊的均充/浮充：按下"均/浮充"按鈕,均充狀態(tài)指示燈亮,模塊的輸出電壓自動調(diào)整到設(shè)定的均充電壓；松開"均/浮充"按鈕,均充狀態(tài)指示燈滅,模塊的輸出電壓自動回調(diào)到設(shè)定的浮充電壓。多機(jī)并聯(lián)運(yùn)行及要求:限流檔應(yīng)處于同一檔；各模塊的浮充電壓及均充電壓應(yīng)保持基

21、本一致；對于配有集中監(jiān)控的系統(tǒng),模塊的通訊地址編碼應(yīng)按模塊的數(shù)量順序設(shè)定,不能出現(xiàn)重復(fù)設(shè)置；自動/手動：當(dāng)模塊與集中監(jiān)控系統(tǒng)通信正常時,模塊處于自動狀態(tài),模塊的浮充電壓、均充電壓及均/浮充轉(zhuǎn)換、開/關(guān)機(jī)由集中監(jiān)控器控制；通信不正常或無集中監(jiān)控器時,模塊自動回到手動控制狀態(tài),模塊的浮充電壓、均充電壓為面板設(shè)定的電壓,均/浮充轉(zhuǎn)換、開/關(guān)機(jī)由面板控制。注意事項：本設(shè)備內(nèi)部設(shè)有抗雷保護(hù)電路,為確保設(shè)備及人身安全,保護(hù)地線必須安全可靠接地,接地電阻要小于5歐姆。機(jī)器前面進(jìn)風(fēng)罩與后面排風(fēng)口不要遮擋,前、后應(yīng)留有80-10Omm的問隙,以免影響整機(jī)散熱。五 微機(jī)絕緣監(jiān)測儀簡介及使用方法1.工作原理本裝直采用非平衡電橋原理 , 實時監(jiān)測正負(fù)直流母線的對地電壓和 絕緣電阻 , 當(dāng)正負(fù)直流母線的對地絕緣電阻低于設(shè)定的報警值時 , 自動 啟動支路巡檢功能。支路巡檢采用主流有源 CT, 不需向母線注入信號。每個 CT 內(nèi)含 CPU 。被檢信號直接在 CT 內(nèi)部轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號 , 由 CPU 通過串 行口上傳至絕緣監(jiān)測儀主機(jī) , 支路檢測精度高和抗干擾能力強(qiáng)。采用智 能型 CT, 所有支路的漏電流檢測同時進(jìn)行 , 支且各巡檢速度快。2.功能特點(diǎn)1) 大屏幕漢字顯示 , 具有操作提示信息 , 使于人機(jī)對話 ； 2) 元需