SC-PGZD 型微機高頻開關(guān)直流電源裝置說明書

1、SC-PGZD 型微機高頻開關(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.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.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)備的實踐經(jīng)驗，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。現(xiàn)已廣泛應用于電力、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)，融入微機智能化控制、數(shù)據(jù)采集及遠程通訊等技術(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)范及標準為： GB/T 2900.1-1992 電工術(shù)語 基本術(shù)語 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方法GB/T 17626.2-1998 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗（idt IEC61000-4-2：1995）GB/T 17626.3-1998 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 射頻電磁場輻射抗擾度試驗（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)條件及安全要求 DL/T459-2000 電力

4、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 微機型 屏 雙成電力科技有限公司三 系統(tǒng)特點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)適應性強。3 充電模塊可帶電插拔，維護方便快捷。4 有可靠的防雷及電氣絕緣防護措施，確保系統(tǒng)和人身安全。5 采用大屏幕觸摸屏，點陣液晶顯示，CCFL背光，

5、實現(xiàn)全漢化實時顯示及操作。6 可通過點擊觸摸屏進行系統(tǒng)參數(shù)查詢、設(shè)置，人機界面友好，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” ，實現(xiàn)無人值守。9 實時監(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等功能。10系統(tǒng)具有對蓄電池溫度補償?shù)墓芾砉δ?。?系統(tǒng)工作原理兩路進線電源經(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。充電模塊將輸入三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電

6、，給蓄電池充電，同時給合閘母線負載供電，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P

7、WM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。模塊控制部分負責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行保護，提供“四遙”接口。模塊采用無源PFC技術(shù)，功率因數(shù)達到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主 控 器采樣反饋 風機轉(zhuǎn)速控制監(jiān)控接口過溫保護 整流模塊的原理框圖 保護功能每個模塊具有輸出過壓保護、輸出限流保護、短路保護、模塊并聯(lián)保護、過溫保護、過流保護等功能。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

8、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)進行全面監(jiān)控，并實現(xiàn)與上位機的“四遙”功能。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、均充電三種狀態(tài)。顯示并可設(shè)定。系統(tǒng)開關(guān)：模塊軟開關(guān)機。告警信號：報警信號類型。整流器參數(shù)：個數(shù)和電壓等。浮

9、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?？啬赶孪蓿嚎啬鸽妷合孪拗?，低于此限，輸出報警信號。控母上限：控母電壓上限值，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，自動進入穩(wěn)流均充浮充的過程，進

10、行周期性電池保養(yǎng)。密碼：為保證系統(tǒng)設(shè)置的安全性，進入設(shè)置模式將校驗密碼。模塊的開關(guān)機狀態(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。控母輸出過、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：投入運行中的模塊發(fā)生故障。l 數(shù)據(jù)存儲以及和上位機的通訊。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

11、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。除控母正負極外，還提供了一路閃光信號輸出。閃光試驗按鈕和閃光試驗指示燈裝在門上，正常情況下，閃光指示燈亮，按下試驗按鈕，閃光指示燈即開始閃動，表明閃光信號正常。3.2 降壓硅鏈：因為直流電源系統(tǒng)在對蓄電池組進行均衡充電時，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

12、性好、易維護等顯著優(yōu)點。降壓硅鏈是由多只大功率硅整流管串接而成，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?shù)膲航?，達到電壓調(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荷和合閘負荷等供電，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 +503濕度：月平均小于90%；4本系統(tǒng)適用于室內(nèi)安裝使用，且通風良好，運行地點無導電或爆炸塵

13、埃，無腐蝕金屬和破壞絕緣等級的氣體和蒸汽；5安裝地點無劇烈的震動和沖擊，垂直傾斜度偏離基準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：±0.5%；9 穩(wěn)流精度：±0.5%；10 紋波系數(shù)：±0.1%；11

14、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 0.05%2% 負載效應 0.1%3% 效率94%75% 功率因數(shù)0.92，可校正 開機浪涌 電子控制，無 感性負載，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

15、重要組成部分，對電池組良好的維護和監(jiān)測顯得尤其重要。PGZD型智能高頻開關(guān)直流系統(tǒng)具有先進的電池管理功能，對電池的充電電壓、充放電電流實時監(jiān)控以及溫度補償、維護性定期均充等。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（可設(shè)置）恒流（主充）充電，電壓達到均充整定值（）V * n（n為單體電池節(jié)數(shù)）時，微機控制整流模塊自動轉(zhuǎn)為恒壓充電，當充電電流逐漸減小，達到（可設(shè)

16、置）時，再延續(xù)充電3h，整流模塊自動轉(zhuǎn)為浮充電運行狀態(tài)，電壓為（）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，強制轉(zhuǎn)為浮充，并進入過充保護狀態(tài)。a. 維護性定期均充充電程序正常運行浮充狀態(tài)下每隔1-3個月，微機控制整流模塊自動轉(zhuǎn)入恒流充電（主充）狀態(tài)運行，按鎘鎳蓄電池正常充電程序進行充電。b. 交流電中斷程序正常浮充運行狀態(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. 交流電源恢復程序交流電源恢復送電運行時，微機控制充電裝置自動進入均充狀態(tài)運行，按鎘鎳蓄電池正常充電程

17、序進行充電。1.2 閥控式密封鉛酸蓄電池運行曲線圖如圖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10A（可設(shè)置）恒流（主充）充電，電壓達到整定值（）V * n（n為單體電池節(jié)數(shù)）時，微機控制整流模塊自動轉(zhuǎn)為恒壓充電，當充電電流逐漸減小，達到（可設(shè)置）時，微機開始計時，3小時后，微機控制整流模塊自動轉(zhuǎn)為浮充電狀態(tài)運行，電壓為（）V * n。一般情況下，所有均充時間不能大于均充限時時間，否則，強制轉(zhuǎn)為浮充，并進入過充保護狀態(tài)。b. 維護性定期均充充電程序正常運行浮充狀態(tài)下每隔1-3個月,微機控制整流模塊自動轉(zhuǎn)入恒流充電（主充）狀態(tài)運行，按閥控式密封鉛酸蓄電池正常充電程序進行充電。c

18、. 交流電中斷程序正常浮充電運行狀態(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. 交流電源恢復程序交流電源恢復送電運行時，微機控制整流模塊自動進入恒流充電（主充）狀態(tài)運行，按閥控式密封鉛酸蓄電池正常充電程序進行充電。2 電池溫度補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應的調(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 電池定期維護保養(yǎng)功能通常所說的免

19、維護電池,只是無須人工加酸加水，而非真正意義上的免維護，相反其維護要求變得更高。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，單體電池之間的實際電壓不盡相同，電池標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。

20、我公司的PGZD型系統(tǒng)，能非常方便的實現(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)負荷電流計算Ø 交流正常時負荷電流計算正常工作電流 = 控制負荷電流 + 0.2 * 儲能合閘機構(gòu)電流Ø 交流停電時負荷電流計算停電工作電流 = 控制設(shè)備電流 + 0.2 * 儲能合閘機構(gòu)電流 + 事故照明2 系統(tǒng)電池容量選擇Ø 根據(jù)沖擊負荷決定最小電池容量（采用儲能合閘機構(gòu)不需要此項計算）鉛酸免維護閥控電池容量 > 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)交流停電待機時間確定電池容量電池容量 > 停電時負荷電流 * 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)（）* 設(shè)計余量（）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 * 電池容量