SC-PGZD 型微機(jī)高頻開關(guān)直流電源裝置說明書

1、SC-PGZD 型微機(jī)高頻開關(guān)直流電源裝置技術(shù)使用說明書保定雙成電力科技有限公司BAODING SHUANGCHENG ELECTRIC TECHNOLOGY CO.,LTD目錄一 概述.1二 型號規(guī)格.1三 系統(tǒng)特點(diǎn).1四 系統(tǒng)工作原理.2五 使用環(huán)境條件.4六 主要技術(shù)參數(shù).4七 高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)與常規(guī)電源直流系統(tǒng)的比較.4八 直流系統(tǒng)電池管理.5九 PGZD直流系統(tǒng)參數(shù)計算.6十 PGZD直流系統(tǒng)訂貨配置.8十一 微機(jī)監(jiān)控裝置及高頻開關(guān)整流模塊的使用、調(diào)試和維修方法.8十二 注意事項(xiàng).8十三 訂貨須知.8十四 附圖 接線方案110 接線方案111 接線方案120 接線方案121 接線

2、方案220 接線方案221 接線方案321 一 概述SC-PGZD型微機(jī)直流電源系統(tǒng)是保定雙成電力科技有限公司根據(jù)電力工程直流系統(tǒng)的技術(shù)要求，結(jié)合多年研制生產(chǎn)電力自動化設(shè)備的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)生產(chǎn)的高頻開關(guān)直流系統(tǒng)及相關(guān)配套設(shè)備?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金、煤炭、電氣化鐵路、水泥等領(lǐng)域。SC-PGZD型微機(jī)直流電源裝置的充電部分由充電模塊組成，有5A/220V（110V）、10A/220V（110V）、20A/220V（110V）等系列，可以方便地組成各種大功率電源系統(tǒng)，融入微機(jī)智能化控制、數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程通訊等技術(shù)，使整個直流系統(tǒng)處于高度自動化管理之下，全自動完成蓄電池充電過程，保證了蓄

3、電池的長期浮充容量和使用壽命。 本系統(tǒng)采用主要技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)為： GB/T 2900.1-1992 電工術(shù)語 基本術(shù)語GB/T 2900.11-1988 蓄電池名詞術(shù)語（eqvIEC60050（486）：1986）GB/T 7261-2000 繼電器及裝置基本試驗(yàn)方法GB/T 17626.2-1998 電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗(yàn)（idt IEC61000-4-2：1995）GB/T 17626.3-1998 電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)（idt IEC61000-4-3：1995） JB/T5777.4-2000 電力系統(tǒng)直流電源設(shè)備通用技術(shù)條件及安全要

4、求 DL/T459-2000 電力系統(tǒng)直流電源柜訂貨技術(shù)條件二 型號規(guī)格 F固定型防酸式鉛酸蓄電池SC-P G Z D - / / - M 閥控式密封鉛酸免維護(hù)蓄電池 C 超高倍率鎘鎳蓄電池 G 高倍率鎘鎳蓄電池 Z 中倍率鎘鎳蓄電池 直流額定電流（A） 直流標(biāo)稱電壓（V） 額定蓄電池容量及組數(shù)（容量單位用AH表示，雙組電池×2） 電力系統(tǒng)用 直流電源 微機(jī)型 屏 雙成電力科技有限公司三 系統(tǒng)特點(diǎn)1采用高頻開關(guān)電源技術(shù)、模塊化設(shè)計、N1熱備份。2電壓輸入范圍寬，電網(wǎng)適應(yīng)性強(qiáng)。3 充電模塊可帶電插拔，維護(hù)方便快捷。4 有可靠的防雷及電氣絕緣防護(hù)措施，確保系統(tǒng)和人身安全。5 采用大屏幕觸

5、摸屏，點(diǎn)陣液晶顯示，CCFL背光，實(shí)現(xiàn)全漢化實(shí)時顯示及操作。6 可通過點(diǎn)擊觸摸屏進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)查詢、設(shè)置，人機(jī)界面友好，操作簡單方便。7監(jiān)控系統(tǒng)可自動完成對電池電壓、充放電電流及溫度補(bǔ)償?shù)木_管理，確保電池工作在最佳狀態(tài)，延長電池使用壽命。8 采用以微處理器為核心的集散式監(jiān)控系統(tǒng)，模塊化設(shè)計，實(shí)施對電源系統(tǒng)全方位的監(jiān)測、控制及電源系統(tǒng)的“四遙” ，實(shí)現(xiàn)無人值守。9 實(shí)時監(jiān)測蓄電池端電壓、充放電電流，精確控制蓄電池的均充和浮充，具有電池過欠壓告警、電池過溫告警及過充保護(hù)等功能。10系統(tǒng)具有對蓄電池溫度補(bǔ)償?shù)墓芾砉δ?。?系統(tǒng)工作原理兩路進(jìn)線電源經(jīng)過雙電源切換系統(tǒng)將交流電源引入分配給各個充電模塊。充

6、電模塊將輸入三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電，給蓄電池充電，同時給合閘母線負(fù)載供電，另外合閘母線通過降壓裝置給控制母線供電。系統(tǒng)中的各監(jiān)控單元受主監(jiān)控的管理和控制，通過通訊線將各監(jiān)控單元采集的信息送給主監(jiān)控統(tǒng)一管理。主監(jiān)控顯示直流系統(tǒng)各種信息，用戶可查詢信息及操作，系統(tǒng)信息還可以接入到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。PGZD型高頻開關(guān)直流電源系統(tǒng)主要由充電模塊、監(jiān)控單元、控母饋線、合母饋線、電壓絕緣監(jiān)察、閃光裝置、調(diào)壓單元、“四遙”通信接口和蓄電池組等部分組成。1充電模塊1.1高頻開關(guān)整流模塊的工作原理及特點(diǎn)整流模塊原理框圖如下圖所示。三相交流輸入首先經(jīng)防雷處理和EMI濾波。該部分電路可有效吸收雷擊殘壓和電網(wǎng)尖峰，保證模

7、塊后級電路的安全。三相交流經(jīng)整流和無源PFC后轉(zhuǎn)換成高壓直流電，經(jīng)全橋PWM電路轉(zhuǎn)換為高頻交流，再經(jīng)高頻變壓器隔離降壓后高頻整流輸出。模塊控制部分負(fù)責(zé)PWM信號的產(chǎn)生及控制，保證輸出穩(wěn)定，同時對模塊各部分進(jìn)行保護(hù)，提供“四遙”接口。模塊采用無源PFC技術(shù)，功率因數(shù)達(dá)到92%以上；采用高頻軟開關(guān)技術(shù)，使模塊轉(zhuǎn)換效率大大提高。 交流 直流 保護(hù)輸出平滑濾波DC/DC變換器無源PFC全橋整流防雷EMI 380V 20V 過壓過流及短路保護(hù)主 控 器采樣反饋 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制監(jiān)控接口過溫保護(hù) 整流模塊的原理框圖1.2 保護(hù)功能每個模塊具有輸出過壓保護(hù)、輸出限流保護(hù)、短路保護(hù)、模塊并聯(lián)保護(hù)、過溫保護(hù)、過流保

8、護(hù)等功能。2 監(jiān)控單元有多種規(guī)格的監(jiān)控系統(tǒng)供用戶選擇。監(jiān)控系統(tǒng)除交流監(jiān)控、直流監(jiān)控、開關(guān)量監(jiān)控等基礎(chǔ)單元外，還可以配置絕緣監(jiān)測、電池巡檢等功能單元，用來對直流系統(tǒng)進(jìn)行全面監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的“四遙”功能。2.1直流系統(tǒng)檢測檢測交流信號：測量兩路三相交流輸入電壓、一路電流、交流接觸器狀態(tài)。檢測直流信號：測量兩段合母電壓、控母電壓及電流、兩組電池電壓及沖放電電流、環(huán)境溫度。檢測電池信號：蓄電池組充放電狀態(tài)，充放電電流。檢測開關(guān)量信號：提供多路開關(guān)量檢測，合閘開關(guān)檢測數(shù)量可設(shè)置。故障檢測：模塊故障信號，交流、直流過、欠壓信號，過流信號。l 參數(shù)設(shè)定可設(shè)定參數(shù)：充電狀態(tài)：浮充電、穩(wěn)流充電、均充電三種

9、狀態(tài)。顯示并可設(shè)定。系統(tǒng)開關(guān)：模塊軟開關(guān)機(jī)。告警信號：報警信號類型。整流器參數(shù)：個數(shù)和電壓等。浮充電壓：系統(tǒng)浮充狀態(tài)時的電壓。均充電壓：系統(tǒng)均充狀態(tài)時的電壓。合母下限：合母電壓下限值，低于此限，輸出報警信號。合母上限：合母電壓上限值，高于此限，輸出報警信號。交流下限：交流輸入電壓的下限值。低于此限，輸出報警信號。交流上限：交流輸入電壓的上限值，高于此限，輸出報警信號。穩(wěn)流值：穩(wěn)流充電時，電池端的充電電流。在穩(wěn)流充電過程中保持穩(wěn)定。控母下限：控母電壓下限值，低于此限，輸出報警信號?？啬干舷蓿嚎啬鸽妷荷舷拗?，高于此限，輸出報警信號。轉(zhuǎn)換電流和時間：均充浮充轉(zhuǎn)換的電流值和時間。過流電流：系統(tǒng)輸出電流

10、上限值，高于此限，輸出報警信號。浮充時間：系統(tǒng)在浮充持續(xù)此時間后，自動進(jìn)入穩(wěn)流均充浮充的過程，進(jìn)行周期性電池保養(yǎng)。密碼：為保證系統(tǒng)設(shè)置的安全性，進(jìn)入設(shè)置模式將校驗(yàn)密碼。模塊的開關(guān)機(jī)狀態(tài)：由此決定系統(tǒng)總?cè)萘俊 報警監(jiān)測監(jiān)控器檢測到如下故障時，報警蜂鳴器會鳴響，顯示屏顯示故障提示，并可查閱具體故障內(nèi)容。交流過、欠壓：檢測到的三相電壓高于或低于設(shè)定的交流電壓上、下限值。合母輸出過、欠壓：檢測到的合母電壓高于或低于設(shè)定的合母上、下限值?？啬篙敵鲞^、欠壓：檢測到的控母電壓高于或低于設(shè)定的控母上、下限值。輸出電流：整流器輸出總電流超過設(shè)定值。模塊故障：投入運(yùn)行中的模塊發(fā)生故障。l 數(shù)據(jù)存儲以及和上位機(jī)的

11、通訊。3 直流饋線直流饋線部分分為控制母線饋線、合閘母線饋線、電壓監(jiān)察、絕緣監(jiān)察、閃光裝置、降壓硅鏈等。3.1閃光裝置：可根據(jù)用戶需要提供一路閃光電源。除控母正負(fù)極外，還提供了一路閃光信號輸出。閃光試驗(yàn)按鈕和閃光試驗(yàn)指示燈裝在門上，正常情況下，閃光指示燈亮，按下試驗(yàn)按鈕，閃光指示燈即開始閃動，表明閃光信號正常。3.2 降壓硅鏈：因?yàn)橹绷麟娫聪到y(tǒng)在對蓄電池組進(jìn)行均衡充電時，充電模塊的輸出電壓會高于控制回路的額定電壓值，所以需要一個調(diào)壓裝置串接合閘動力母線與控制母線之間，降壓硅鏈單元就是這樣一個調(diào)壓裝置，它可以手動或自動改變電壓降，從而保證母線的電壓在正常范圍內(nèi)。降壓硅鏈單元利用大功率整流二極管的

12、PN結(jié)正向壓降疊加來產(chǎn)生調(diào)整壓降，相比于其它形式的控制母線電壓調(diào)節(jié)方式，具有安全可靠、抗電流沖擊性好、易維護(hù)等顯著優(yōu)點(diǎn)。降壓硅鏈?zhǔn)怯啥嘀淮蠊β使枵鞴艽佣?，利用PN結(jié)基本恒定的正向壓降來產(chǎn)生調(diào)整電壓，通過改變串入線路的PN結(jié)數(shù)量來獲得適當(dāng)?shù)膲航担_(dá)到電壓調(diào)節(jié)的目的。4 電池巡檢：可根據(jù)用戶需要提供蓄電池巡檢單元。在直流系統(tǒng)中，直流電源要向控母負(fù)荷和合閘負(fù)荷等供電，蓄電池組起著重要的作用。電池巡檢單元對單只電池具有監(jiān)測過壓、欠壓和差壓功能，準(zhǔn)確查找故障電池。并提供電池體表溫度或電池安裝環(huán)境溫度的監(jiān)測，根據(jù)溫度的變化來調(diào)整對蓄電池的管理。五 使用環(huán)境條件1海拔高度：小于2000米；2溫度：-5

13、 +503濕度：月平均小于90%；4本系統(tǒng)適用于室內(nèi)安裝使用，且通風(fēng)良好，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等級的氣體和蒸汽；5安裝地點(diǎn)無劇烈的震動和沖擊，垂直傾斜度偏離基準(zhǔn)位置任一方向不超過5°。六 主要技術(shù)參數(shù)1 三相輸入額定電壓：380V，50Hz；2 輸入電壓變化范圍：323V437V；3 頻率變化范圍：50Hz±10%；4 輸出電壓：DC48V、DC110V、DC220V；5 單模塊輸出電流：DC5A、DC10A、DC20A、DC30A、DC40A；6 交流電壓輸入范圍：380V±15%；7 輸出限流范圍：10%105%；8 穩(wěn)壓精度：

14、77;0.5%；9 穩(wěn)流精度：±0.5%；10 紋波系數(shù)：±0.1%；11 轉(zhuǎn)換效率：94%；12 功率因數(shù)：0.92；13均流不平衡度：±3%；14 可聞噪聲：45dB；七 高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)與常規(guī)電源直流系統(tǒng)的比較技術(shù)指標(biāo)內(nèi)容 高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)常規(guī)電源直流系統(tǒng) 穩(wěn)壓穩(wěn)流精度 0.5%2% 紋波系數(shù)0.1% 2% 源效應(yīng) 0.05%2% 負(fù)載效應(yīng) 0.1%3% 效率94%75% 功率因數(shù)0.92，可校正0.6 開機(jī)浪涌 電子控制，無 感性負(fù)載，有 可靠性 高，N+1冗余 低，1+1冗余 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 模塊化并聯(lián)結(jié)構(gòu) 柜（屏）式結(jié)構(gòu) 監(jiān)控功能 完善 具備系統(tǒng)操作

15、管理功能 體積重量 小輕 太重 電池管理 完善 一般 八 直流系統(tǒng)電池管理電池組是直流系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，對電池組良好的維護(hù)和監(jiān)測顯得尤其重要。PGZD型智能高頻開關(guān)直流系統(tǒng)具有先進(jìn)的電池管理功能，對電池的充電電壓、充放電電流實(shí)時監(jiān)控以及溫度補(bǔ)償、維護(hù)性定期均充等。電池管理系統(tǒng)具有如下功能：1 充電功能 系統(tǒng)監(jiān)控根據(jù)設(shè)置的充電參數(shù)，自動完成電池充電程序。充電參數(shù)根據(jù)使用電池的類型、容量以及廠家提供的資料設(shè)置（鎘鎳蓄電池和閥式密封鉛酸蓄電池充電程序有一定差異）。1.1 鎘鎳蓄電池的運(yùn)行曲線圖如圖1所示，充電程序如下：鎘鎳蓄電池正常充電程序用0.2C5A（可設(shè)置）恒流（主充）充電，電壓達(dá)

16、到均充整定值（1.471.55）V * n（n為單體電池節(jié)數(shù)）時，微機(jī)控制整流模塊自動轉(zhuǎn)為恒壓充電，當(dāng)充電電流逐漸減小，達(dá)到0.02CA（可設(shè)置）時，再延續(xù)充電3h，整流模塊自動轉(zhuǎn)為浮充電運(yùn)行狀態(tài)，電壓為（1.361.45）V * n（可設(shè)置）。一般情況下，所有均充時間不能大于均充限時時間，否則，強(qiáng)制轉(zhuǎn)為浮充，并進(jìn)入過充保護(hù)狀態(tài)。a. 維護(hù)性定期均充充電程序正常運(yùn)行浮充狀態(tài)下每隔1-3個月，微機(jī)控制整流模塊自動轉(zhuǎn)入恒流充電（主充）狀態(tài)運(yùn)行，按鎘鎳蓄電池正常充電程序進(jìn)行充電。b. 交流電中斷程序正常浮充運(yùn)行狀態(tài)時，電網(wǎng)事故停電，這時整流模塊停止工作，蓄電池通過降壓裝置，無間斷地向控制母線送電。當(dāng)

17、電池電壓低于設(shè)置的告警限時系統(tǒng)監(jiān)控模塊發(fā)出聲光告警。c. 交流電源恢復(fù)程序交流電源恢復(fù)送電運(yùn)行時，微機(jī)控制充電裝置自動進(jìn)入均充狀態(tài)運(yùn)行，按鎘鎳蓄電池正常充電程序進(jìn)行充電。1.2 閥控式密封鉛酸蓄電池運(yùn)行曲線圖如圖2所示，充電程序如下：a閥控式密封鉛酸蓄電池正常充電程序用0.1C10A（可設(shè)置）恒流（主充）充電，電壓達(dá)到整定值（2.302.40）V * n（n為單體電池節(jié)數(shù)）時，微機(jī)控制整流模塊自動轉(zhuǎn)為恒壓充電，當(dāng)充電電流逐漸減小，達(dá)到0.01CA（可設(shè)置）時，微機(jī)開始計時，3小時后，微機(jī)控制整流模塊自動轉(zhuǎn)為浮充電狀態(tài)運(yùn)行，電壓為（2.23-2.28）V * n。一般情況下，所有均充時間不能大于

18、均充限時時間，否則，強(qiáng)制轉(zhuǎn)為浮充，并進(jìn)入過充保護(hù)狀態(tài)。b. 維護(hù)性定期均充充電程序正常運(yùn)行浮充狀態(tài)下每隔1-3個月,微機(jī)控制整流模塊自動轉(zhuǎn)入恒流充電（主充）狀態(tài)運(yùn)行，按閥控式密封鉛酸蓄電池正常充電程序進(jìn)行充電。c. 交流電中斷程序正常浮充電運(yùn)行狀態(tài)時，電網(wǎng)事故停電，這時整流模塊停止工作，蓄電池通過降壓裝置，無間斷地向二次控制母線送電。當(dāng)電池電壓低于設(shè)置的告警限時系統(tǒng)監(jiān)控模塊發(fā)出聲光報警。d. 交流電源恢復(fù)程序交流電源恢復(fù)送電運(yùn)行時，微機(jī)控制整流模塊自動進(jìn)入恒流充電（主充）狀態(tài)運(yùn)行，按閥控式密封鉛酸蓄電池正常充電程序進(jìn)行充電。2 電池溫度補(bǔ)償閥控式密封鉛酸蓄電池在不同的溫度下對蓄電池充電電壓做相

19、應(yīng)的調(diào)整才能保障電池處于最佳狀態(tài)，電池管理系統(tǒng)監(jiān)測環(huán)境溫度，用戶可根據(jù)電池廠家提供的參數(shù)，選擇使用電池溫度補(bǔ)償功能，系統(tǒng)監(jiān)測環(huán)境溫度，自動調(diào)整電池充電電壓，滿足電池充電的要求。3 電池定期維護(hù)保養(yǎng)功能通常所說的免維護(hù)電池,只是無須人工加酸加水，而非真正意義上的免維護(hù)，相反其維護(hù)要求變得更高。電池長期不用或長期處于浮充狀態(tài)，電池極板的活性物質(zhì)很易硫化，當(dāng)活性物質(zhì)越來越少時，電池的放電能力也越來越差，直至放不出電。此外，由于電池之間的離散性，單體電池之間的實(shí)際電壓不盡相同，電池標(biāo)稱的浮充電壓只是一種均值，所選定的浮充電壓并不能滿足每一節(jié)電池的要求，如果電池長期處于浮充狀態(tài)，其結(jié)果必定是，部分電池的

20、電量能保證充滿，而有一部分電池是無法充滿的，這一部分電池表現(xiàn)出來的電壓是虛的，需要放電時，其放電能力很差。因此，要求充電系統(tǒng)具備定期對電池作維護(hù)性的均充活化功能，以免電池硫化、虛充，確保電池的放電能力和使用壽命。我公司的PGZD型系統(tǒng)，能非常方便的實(shí)現(xiàn)這一功能，而且定期均充間隔時間可由用戶根據(jù)需要自行設(shè)定。九 PGZD直流系統(tǒng)參數(shù)計算1 系統(tǒng)負(fù)荷電流計算Ø 交流正常時負(fù)荷電流計算正常工作電流 = 控制負(fù)荷電流 + 0.2 * 儲能合閘機(jī)構(gòu)電流Ø 交流停電時負(fù)荷電流計算停電工作電流 = 控制設(shè)備電流 + 0.2 * 儲能合閘機(jī)構(gòu)電流 + 事故照明2 系統(tǒng)電池容量選擇Ø

21、; 根據(jù)沖擊負(fù)荷決定最小電池容量（采用儲能合閘機(jī)構(gòu)不需要此項(xiàng)計算）鉛酸免維護(hù)閥控電池容量 > 0.5 * 單次最大沖擊電流鎘鎳電池容量 > 0.2 * 單次最大沖擊電流Ø 根據(jù)交流停電待機(jī)時間確定電池容量電池容量 > 停電時負(fù)荷電流 * T（小時）* 1（修正系數(shù)1）* 2（修正系數(shù)2）1 = 1 ( T >= 10 )1 = 1.1 ( 5 <= T < 10 )1 = 1.2 ( 3 <= T < 5 )2 = 1.0 ( 108節(jié)/2V電池 )2 = 1.2 ( 104節(jié)/2V電池 )確定電池容量電池容量 = 計算電池容量最大值 * 電池老化系數(shù)（1.2）* 設(shè)計余量（1.0 1.3）根據(jù)電池容量規(guī)格向上取整電池容量3 整流模塊電流計算 整流模塊電流 = 正常工作電流 + 電池充電電流電池充電電流 = 0.1 *