GZDW系列智能高頻開關(guān)直流電源裝置設(shè)計(jì)選型手冊

1、GZDW系列智能高頻開關(guān)直流電源裝置用戶選型手冊汕頭市聯(lián)創(chuàng)電氣有限公司2003年3月前 言本手冊主要介紹智能高頻開關(guān)直流電源裝置的基本原理、系統(tǒng)的各個部件的詳細(xì)原理和各種系統(tǒng)的組成及用戶如何選型。本手冊適用讀者：直流電源設(shè)計(jì)單位直流電源運(yùn)行維護(hù)人員負(fù)責(zé)直流電源的工程技術(shù)人員名詞解釋：在本手冊中出現(xiàn)的以下名詞，請按下述定義理解：（1）合閘母線：指提供給合閘回路負(fù)載的直流電源母線。（2）控制母線：指提供給控制回路負(fù)載的直流電源母線。（3）監(jiān)控模塊：負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的監(jiān)測和控制的功能模塊。（4）監(jiān)控單元：指監(jiān)測有關(guān)交流、直流部分的模擬、開關(guān)量信號的電路單元，包含交流監(jiān)控單元和直流監(jiān)控單元。如對本手冊

2、有不明之處，請按下述方式聯(lián)系，將為您提供滿意答復(fù)。電話真一章 系統(tǒng)概述本章介紹了電源裝置的：1、應(yīng)用2、特點(diǎn)3、系統(tǒng)和模塊的命名規(guī)則，系統(tǒng)配置和模塊型號列表。充電模塊共有5種型號，可歸為兩類：20A充電模塊，和10A、5A系列充電模塊。4、接線方式和組成形式系統(tǒng)有8種接線方式，附圖說明。5、工作原理6、技術(shù)參數(shù)電源系統(tǒng)按模塊分類，有兩類系統(tǒng)：20A模塊組成系統(tǒng)，10A、5A模塊組成系統(tǒng)。本章介紹了這兩類系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)。1.1 引言GZDW系列智能高頻開關(guān)直流電源裝置分為標(biāo)準(zhǔn)一體柜系統(tǒng)、小型一體柜系統(tǒng)（以上兩種充電、饋電在一個柜體中）和分屏

3、柜系統(tǒng)（充電、饋電分離到多個柜體中）三種組成形式。主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)中小型發(fā)電廠、水電站、各類變電站，和其它使用直流設(shè)備的用戶（如石化、礦山、鐵路等），適用于開關(guān)分合閘及二次回路中的儀器、儀表、繼電保護(hù)和故障照明等場合。1.2 系統(tǒng)特點(diǎn)高可靠性：l 采用開關(guān)電源的模塊化設(shè)計(jì)，N+1熱備份。l 充電模塊可以帶電熱插拔，平均維護(hù)時間大幅度減少。l 關(guān)鍵器件全部采用高質(zhì)量的進(jìn)口名牌產(chǎn)品。l 采用硬件低差自主均流技術(shù)，模塊間輸出電流最大不平衡度優(yōu)于3%。l 可靠的防雷和電氣絕緣措施，選配的絕緣監(jiān)測裝置能夠?qū)崟r監(jiān)測系統(tǒng)絕緣情況，確保系統(tǒng)和人身安全。l 系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用IEC（國際電工委員會），UL等國際標(biāo)準(zhǔn)

4、，可靠性與安全性有充分保證。高智能化：l 監(jiān)控模塊采用大屏幕液晶漢字顯示，聲光告警。l 可通過監(jiān)控模塊進(jìn)行系統(tǒng)各個部分的參數(shù)設(shè)置。l 模塊具有平滑調(diào)節(jié)輸出電壓和電流的功能，具備電池充電溫度補(bǔ)償功能。l 備有多個擴(kuò)展通訊口，可以接入多種外部智能設(shè)備（如電池監(jiān)測儀，絕緣監(jiān)測裝置等）。l 現(xiàn)代電力電子與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，提供對電源系統(tǒng)的“遙測、遙控、遙信、遙調(diào)”的支持，實(shí)現(xiàn)無人值守。l 蓄電池自動管理及保護(hù)，實(shí)時自動監(jiān)測蓄電池的端電壓、充電放電電流，并對蓄電池的均浮充電進(jìn)行智能控制，設(shè)有電池過欠壓和充電過流聲光告警。1.3 命名規(guī)則和配置1.3.1系統(tǒng)命名規(guī)則和配置系統(tǒng)的命名規(guī)則如下所示。如GZ

5、DW33-100Ah/220表示33接線方式、電池容量為100Ah、標(biāo)稱直流電壓為220V的系統(tǒng)。1.3.2模塊命名規(guī)則和型號充電模塊共有5種型號，如下表所示。充電模塊的型號列表型號標(biāo)稱輸出電壓（V）額定輸出電流（A）220/2022020220/1022010220/052205110/2011020110/10110101.4 系統(tǒng)接線方式及組成形式直流電源可以選用不同的母線接線方式來適應(yīng)不同容量要求和不同等級的系統(tǒng)。GZDW系列直流電源主要有以下8種不同的接線方式。單電池組單母線分段：無降壓裝置 GZDW30，見圖1-4-1有降壓裝置 GZDW32，見圖1-4-3有降壓裝置 GZDW34

6、，見圖1-4-5單電池組單母線不分段：無降壓裝置 GZDW31，見圖1-4-2有降壓裝置 GZDW33，見圖1-4-4有降壓裝置 GZDW35，見圖1-4-6雙電池組單母線分段，雙組充電模塊單一電壓輸出：無降壓裝置 GZDW40，見圖1-4-7有降壓裝置 GZDW42，見圖1-4-8圖中各個字符的含義為：HK 合閘回路輸出開關(guān) QK 切換開關(guān)KK 控制回路輸出開關(guān) KM 控制母線HM 合閘母線 M 充電模塊RD 熔斷器 HL 霍爾電流傳感器YB 電壓變送器圖1-4-1 GZDW30接線方案圖1-4-2 GZDW31接線方案圖1-4-3 GZDW32接線方案圖1-4-4 GZDW33接線方案圖1

7、-4-5 GZDW34接線方案圖1-4-6 GZDW35接線方案圖1-4-7 GZDW40接線方案圖1-4-8 GZDW42接線方案1.5系統(tǒng)工作原理GZDW系列智能高頻開關(guān)直流電源裝置的基本工作原理如下圖所示：電力操作電源工作原理框圖系統(tǒng)工作原理如下：a）交流輸入正常時系統(tǒng)交流輸入正常時，兩路交流輸入經(jīng)過交流切換控制選擇其中一路輸入，并通過交流配電單元給各個充電模塊供電。充電模塊將輸入三相交流電轉(zhuǎn)換為220V或110V的直流，經(jīng)隔離二極管隔離后輸出，一方面給電池充電，另一方面給合閘負(fù)載供電。此外，合閘母線還通過降壓硅鏈裝置與控制母線連接，提供控制母線電源。系統(tǒng)中的監(jiān)控部分對系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制

8、，信號通過配電監(jiān)控分散采集處理后，再由監(jiān)控模塊統(tǒng)一管理，在顯示屏上提供人機(jī)操作界面，還可以接入到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)還可以配置絕緣監(jiān)測儀或絕緣監(jiān)測繼電器，監(jiān)測母線絕緣情況。b）交流輸入停電或異常時交流輸入停電或異常時，充電模塊停止工作，由電池供電。監(jiān)控模塊監(jiān)測電池電壓、放電時間，當(dāng)電池放電到一定程度時，監(jiān)控模塊告警。交流輸入恢復(fù)正常以后，充電模塊對電池進(jìn)行充電。1.6 系統(tǒng)參數(shù) 10A、5A系列充電模塊組成系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)輸入?yún)?shù)三相四線制交流輸入電壓380VAC±15%頻率4555HZ輸出參數(shù)系統(tǒng)類別220V系統(tǒng)110V系統(tǒng)動力分路可根據(jù)需要配置可根據(jù)需要配置控制分路可根據(jù)需要配置可根

9、據(jù)需要配置閃光分路可根據(jù)需要配置直流額定電壓220VDC110VDC浮充電壓198260VDC99130VDC均充電壓220286VDC110143VDC紋波系數(shù)£0.05%（典型值0.01%）穩(wěn)壓精度£±0.5%（典型值0.1%）穩(wěn)流精度£±0.5%均流特點(diǎn)：充電模塊間電流不均衡度±3%保護(hù)參數(shù)輸入過壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值437VAC）輸入過壓切換點(diǎn)470±5VAC輸入欠壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值323VAC）輸入欠壓切換點(diǎn)324±4VAC動力母線過壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值256V/128V）動力母線欠壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值2

10、00V/100V）控制母線過壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值242V/121V）控制母線欠壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值198V/99V）充電模塊輸出過壓保護(hù)可設(shè)置（默認(rèn)值287V/144VDC）充電模塊輸出欠壓告警198V/99VDC電池組浮充電壓可設(shè)置（默認(rèn)值243V/121V，按108/54節(jié)電池）電池組均充電壓可設(shè)置（默認(rèn)值253V/127V，按108/54節(jié)電池）電池組過充告警值根據(jù)電池容量決定電池組過壓告警點(diǎn)根據(jù)電池電壓設(shè)置電池組欠壓告警點(diǎn)根據(jù)電池電壓設(shè)置音響噪聲40dB1.6.2 20A充電模塊組成系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)輸入?yún)?shù)三相四線制交流輸入電壓380VAC±15%頻率4555HZ輸出參數(shù)動力分

11、路100A/200A，216路控制分路可根據(jù)需要配置閃光分路可根據(jù)需要配置直流額定電壓220VDC浮充電壓198260VDC均充電壓220286VDC紋波系數(shù)£0.05%（典型值0.01%）穩(wěn)壓精度£±0.5%（典型值0.1%）穩(wěn)流精度£±0.5%（典型值0.1%）均流特點(diǎn)：充電模塊間電流不均衡度±3%保護(hù)參數(shù)輸入過壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值437VAC）輸入過壓切換點(diǎn)470±5VAC輸入欠壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值323VAC）輸入欠壓切換點(diǎn)324±4VAC動力母線過壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值256V）動力母線欠壓告警可設(shè)置（默認(rèn)

12、值200V）控制母線過壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值242V）控制母線欠壓告警可設(shè)置（默認(rèn)值198V）充電模塊輸出過壓保護(hù)320±5VDC充電模塊輸出欠壓告警195±3VDC充電模塊過熱保護(hù)點(diǎn)85電池組浮充電壓可設(shè)置（默認(rèn)值243V，按108節(jié)電池）電池組均充電壓可設(shè)置（默認(rèn)值253V，按108節(jié)電池）電池組過充告警值根據(jù)電池容量決定電池組過壓告警點(diǎn)根據(jù)電池電壓設(shè)置電池組欠壓告警點(diǎn)根據(jù)電池電壓設(shè)置音響噪聲55dB第二章 系統(tǒng)基本組件2.1 充電模塊2.1.1充電模塊工作原理充電模塊工作原理如下圖：三相交流電源經(jīng)過EMI濾波器輸入到整流電路，將交流整流為脈動的直流輸出，通過無源功率因素

13、校正（PFC）電路，將脈動的直流轉(zhuǎn)換為平直的直流電源，DC/AC高頻逆變器將直流轉(zhuǎn)換為高頻交流電源，通過高頻整流電路將高頻的AC轉(zhuǎn)換為高頻脈動的直流，此直流通過高頻濾波輸出。其中DC/AC高頻變換電路在脈寬調(diào)制（PWM）電路的控制下通過調(diào)整變換電路的脈沖寬度，以實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整（包括穩(wěn)壓和電壓整定）。整個充電模塊在微機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)控下工作，包括模塊的保護(hù)、電壓調(diào)整等，同時微機(jī)實(shí)現(xiàn)將充電模塊的運(yùn)行數(shù)據(jù)上報到監(jiān)控模塊和接受監(jiān)控模塊的控制命令。 充電模塊使用說明充電模塊前面板上的高亮度LED數(shù)碼管指示模塊的輸出電壓或電流，由顯示轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行切換。面板上的發(fā)光二極管分別指示模塊輸入電源正常（綠色）、模塊保護(hù)（

14、黃色）、模塊故障（紅色）。 其中，模塊保護(hù)包括交流過、欠壓，過溫、缺相，輸出欠壓等；模塊故障包括模塊輸出過壓。模塊面板上嵌入的電位器用來調(diào)整模塊在手動狀態(tài)下的輸出電壓，注意只有在手動方式下，調(diào)節(jié)該電位器才起作用。充電模塊地址及手動/自動撥碼開關(guān)用來設(shè)置模塊通訊地址和選擇手動功能。自動/手動工作方式：自動：在自動工作方式下，模塊的輸出電壓、限流點(diǎn)、開關(guān)機(jī)均由監(jiān)控模塊進(jìn)行控制，人工無法進(jìn)行干預(yù)，如果模塊設(shè)計(jì)用作合閘模塊，對電池進(jìn)行充電，一般應(yīng)設(shè)置為自動工作方式。手動：手動狀態(tài)下，模塊的輸出電壓有上述介紹的面板電位器進(jìn)行調(diào)整，模塊的輸出電壓、限流點(diǎn)和開關(guān)機(jī)等均不受監(jiān)控模塊控制，但可以將模塊的運(yùn)行參數(shù)

15、上報給監(jiān)控模塊。如果模塊連接到控制母線上，為單一穩(wěn)定電壓輸出，應(yīng)將模塊設(shè)置為手動狀態(tài)，調(diào)整電位器為需要輸出的電壓值，此時模塊的限流點(diǎn)全部放開，為105110。注意：調(diào)節(jié)電位器可使充電模塊輸出電壓最高達(dá)到284V/142V，在系統(tǒng)正常時請勿隨意調(diào)節(jié)該電位器。由于不同用戶選擇蓄電池的節(jié)數(shù)有差異，為安全起見，充電模塊的輸出在出廠時已整定在234V/117V浮充電壓值上。充電模塊顯示內(nèi)容：充電模塊的LED可以顯示模塊的輸出電壓和輸出電流，其切換通過面板上的顯示切換開關(guān)來切換。顯示電壓為3位，顯示電壓精確到0.1A，顯示誤差為±1個字。2.1.3充電模塊使用注意事項(xiàng)在實(shí)際使用充電模塊中，有以下

16、幾點(diǎn)需要注意：（本節(jié)中如果不特別說明，所有模塊均指充電模塊）模塊均流：模塊出廠已經(jīng)經(jīng)過嚴(yán)格的均流調(diào)試，任何模塊在設(shè)置為相同輸出電壓的情況下，不需要作任何均流調(diào)整，模塊也不提供外部調(diào)整的器件。均流指的是連接到同一母線上的模塊均分負(fù)載。根據(jù)上述說明，要求控制模塊和合閘模塊之間只作通訊連接，充電模塊和監(jiān)控模塊之間只作通訊連接！如果發(fā)現(xiàn)模塊電壓嚴(yán)重不均流情況，采用排除的方法，將造成不均流的模塊更換。模塊散熱：模塊安裝時，需要進(jìn)行模塊的散熱設(shè)計(jì)，即在安排模塊位置時，應(yīng)該充分考慮模塊發(fā)熱對環(huán)境的影響，如監(jiān)控模塊，特別是其他一些測量電路的影響不容忽視，設(shè)計(jì)時應(yīng)避免將直流采樣盒、霍爾傳感器等部件安置在模塊附近

17、。模塊熱插拔：模塊熱插拔的條件是模塊輸出端串接隔離二極管，防止母線上已經(jīng)存在的電壓對模塊內(nèi)未充電的大容量的電容充電，引起母線的瞬時短路和模塊內(nèi)部部分電路的瞬時過載，嚴(yán)重時甚至毀壞設(shè)備。電壓調(diào)整：模塊在手動工作方式下，調(diào)整電壓由面板上的電位器控制。順時針調(diào)整電位器，輸出電壓升高。在自動方式下，模塊電壓由監(jiān)控模塊指令控制。2.2直流電壓采樣盒2.2.1功能直流電壓采樣盒的基本功能是將直流的高壓信號轉(zhuǎn)換為監(jiān)控模塊可以采集的輸入信號。由于在電源中，輸出電壓比較高，為了實(shí)現(xiàn)檢測信號與高壓的隔離，同時考慮消除其因直流輸出浮地產(chǎn)生的高共模信號，采用此專用直流電壓采樣盒。直流電壓采樣盒利用隔離運(yùn)放實(shí)現(xiàn)高低壓電

18、氣隔離和信號采樣，采樣的弱信號經(jīng)過線性放大和補(bǔ)償后，轉(zhuǎn)換為4V直流信號，直接送到監(jiān)控模塊進(jìn)行處理。2.2.2使用說明直流采樣盒的采樣電壓可以通過內(nèi)部樣線路板上的電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)，這對于解決在實(shí)際運(yùn)輸途中、搬運(yùn)過程中產(chǎn)生振動導(dǎo)致采樣不準(zhǔn)問題有實(shí)際意義。2.3防雷器單元2.3.1功能防雷器單元的主要功能為：防雷和過電壓保護(hù)。防雷器采用兩級保護(hù)機(jī)制，在線路上實(shí)現(xiàn)兩級防雷，有效地保護(hù)充電模塊內(nèi)部的電路不致因?yàn)榻涣鬏斎牖芈吩馐芨袘?yīng)雷擊和線路上過電壓而受到損害，提高系統(tǒng)的可靠性。防雷器為可選組件，建議在大型重要的應(yīng)用場合選用此組件，而在小型變電站和用戶變電所則推薦使用防雷器組件，因?yàn)檫@類變電站處于郊野或者山

19、區(qū)，雷擊的概率大，對于用戶變則可能存在電網(wǎng)質(zhì)量問題，這些都容易損害充電模塊。2.3.2指標(biāo)參數(shù)防雷器分為C級和D級防雷器，其參數(shù)指標(biāo)有所不同，具體指標(biāo)如下表：C級防雷器最大抗雷電沖擊電流40KA（雷電波形8/20µS）額定抗雷電沖擊電流20KA（雷電波形8/20µS）D級防雷器（選裝）最大抗雷電沖擊電流20KA（雷電波形8/20µS）額定抗雷電沖擊電流10KA（雷電波形8/20µS）2.3.3接口特性防雷器的接口包含以下內(nèi)容：三根相線，L1、L2、L3，連接交流電源的三根相線；零線，N，連接交流輸入電源的零線或者中線；防雷地線，PE，連接系統(tǒng)的防雷接地；

20、告警信號線（僅C級防雷器提供）；提供防雷器動作的告警信號，接到監(jiān)控模塊。2.3.4使用說明防雷器使用維護(hù)比較簡單，需要定期對防雷器進(jìn)行檢查。尤其在雷雨多發(fā)季節(jié)，應(yīng)督促用戶進(jìn)行檢查，對于C級防雷器：定期檢查防雷器壓敏電阻的窗口，壓敏電阻窗口為綠色正常，當(dāng)出現(xiàn)窗口變紅時，應(yīng)該立即更換整個壓敏電阻片；壓敏電阻組件右邊的一片窗口，一直為顯示為紅色。2.4微機(jī)絕緣監(jiān)測裝置（可選件）2.4.1功能及特點(diǎn)微機(jī)絕緣監(jiān)測裝置是高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的組件之一，用于在線監(jiān)測直流母線和各分支路的絕緣及分布電容狀況。絕緣監(jiān)測儀的主要特點(diǎn)如下：1）、實(shí)時監(jiān)測和支路巡檢相結(jié)合，保證監(jiān)測的實(shí)時性；2）、RS485串行口，與監(jiān)控上

21、位機(jī)通訊。3）、可以設(shè)置告警限，適應(yīng)不同地區(qū)的氣候條件；4）、可監(jiān)測一段獨(dú)立的直流母線或單母線分段等情況，對于母線電壓等級無需額外設(shè)置；5）、可以監(jiān)測正負(fù)母線絕緣等值下降；6）、裝置內(nèi)部具有自檢功能，便于維護(hù)。7）、支路分布電容高達(dá)20uF時能準(zhǔn)確測量。2.4.2工作原理絕緣監(jiān)測儀的基本原理結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：系統(tǒng)工作時分為常規(guī)檢測和支路巡檢，常規(guī)檢測是在系統(tǒng)正常運(yùn)行時實(shí)時監(jiān)測正負(fù)母線的對地電壓，得到絕緣電阻值；在發(fā)生絕緣下降時發(fā)出報警信號，點(diǎn)亮故障燈，并將故障標(biāo)志上送監(jiān)控上位機(jī)，同時投入低頻信號，進(jìn)入支路巡檢狀態(tài)。支路巡檢是對各支路進(jìn)行巡回檢測，分別計(jì)算各個支路的接地電阻的分布電容。支路巡檢

22、方法是在正負(fù)母線平衡投入低頻交流信號，利用每一支路穿套在正負(fù)母線上的互感器感應(yīng)出此交流信號，此信號即反應(yīng)了該支路的接地阻抗的大小，再從中分離出阻性和容性電流即可得出該支路的接地電阻值。在絕緣監(jiān)測中采用了特有的阻性和容性分離技術(shù)，使分布電容的影響減小到最少，在支路分布電容小于2uf的情況下精度不受影響。在極少數(shù)情況下有分布電容大于2uf的支路，只需要經(jīng)過調(diào)整即可達(dá)到精度要求，并且不會出現(xiàn)誤判和漏判支路的情況。 每臺絕緣監(jiān)測儀可以檢測一段獨(dú)立母線（包括單母線分段），48個支路。系統(tǒng)可擴(kuò)展，當(dāng)系統(tǒng)只有一個饋電柜時，無需擴(kuò)展；當(dāng)有多個饋電柜時，通過擴(kuò)展接口可以擴(kuò)展從機(jī)，每臺從機(jī)也可以檢測48個支路，最

23、多可以擴(kuò)展4個從機(jī)。 主機(jī)通過擴(kuò)展接口實(shí)現(xiàn)對從機(jī)的控制和通訊。2.5微機(jī)電池監(jiān)測儀（可選件）微機(jī)電池監(jiān)測儀的主要功能是實(shí)現(xiàn)電池單體（組）電壓的監(jiān)控，同時，通過監(jiān)控模塊的比較，對單體電壓異常的情況進(jìn)行告警。2.6降壓硅鏈裝置（可選件）2.6.1指標(biāo)參數(shù)降壓硅鏈裝置是由具有基本恒定壓降的二極管串聯(lián)而成，然后在一定數(shù)量的二極管兩端并聯(lián)一個繼電器，通過繼電器的通斷來改變整個降壓硅鏈的降壓值。降壓硅鏈的一般參數(shù)指標(biāo)如下表：序號名稱參數(shù)備注1額定工作電壓220/110VDC2額定電流（實(shí)配）3標(biāo)稱降壓值35V/20V4單節(jié)降壓值7/4V2.6.2使用說明降壓硅鏈的使用比較簡單，在使用過程中請注意以下事項(xiàng)：

24、降壓硅鏈的手動/自動控制開關(guān)一般情況應(yīng)該置于自動位置，保證降壓硅鏈的正常作用；降壓硅鏈在正常工作期間，有大量的發(fā)熱，嚴(yán)禁在使用期間覆蓋降壓硅鏈。2.7監(jiān)控模塊2.7.1監(jiān)控模塊功能監(jiān)控模塊在電源系統(tǒng)中，對充電模塊、充電柜、饋電柜、微機(jī)電池監(jiān)測儀、微機(jī)絕緣監(jiān)測儀等下級智能設(shè)備實(shí)施數(shù)據(jù)采集并加以顯示；亦可根據(jù)系統(tǒng)的各種設(shè)置數(shù)據(jù)進(jìn)行報警處理、歷史數(shù)據(jù)管理等動作；同時，能對這些處理的結(jié)果加以判斷，根據(jù)不同的情況實(shí)行電池管理、輸出控制和故障回叫等操作；最后，監(jiān)控模塊還可以實(shí)現(xiàn)與后臺機(jī)的通訊。監(jiān)控模塊通過RS485通訊口將各充電模塊監(jiān)控、充電柜監(jiān)控、饋電柜監(jiān)控、絕緣監(jiān)測模塊聯(lián)接為一體，同時提供RS-232

25、和RS-485/RS-422接口與后臺計(jì)算機(jī)通訊。通過對不同監(jiān)控發(fā)出數(shù)據(jù)采集或各種控制命令，獲得系統(tǒng)各種運(yùn)行參數(shù)，實(shí)施各種控制操作，很好地實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的“四遙”功能“遙測”、“遙信”、“遙控”、“遙調(diào)”。監(jiān)控模塊功能序號項(xiàng)目內(nèi)容備注1遙測系統(tǒng)母線電壓、負(fù)載總電流；電池電壓、電池充放電電流；輸入市電電網(wǎng)電壓；各充電模塊的輸出電壓、輸出電流； 母線對地絕緣情況 2遙信直流配電各輸出支路空開通斷狀態(tài)；電池組熔斷器通斷狀態(tài)；電池充電電流過大，電池電壓欠壓、過壓；市電電網(wǎng)停電、缺相，電網(wǎng)電壓過高、過低；合閘控制母線過/欠壓、充電模塊保護(hù)、故障3遙控充電模塊開啟、關(guān)?？刂瞥潆娔K均、浮充轉(zhuǎn)換控制4遙調(diào)充電

26、模塊輸出電流無級限流控制（根據(jù)監(jiān)控單元的命令，在10%100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)充電模塊輸出電流限流點(diǎn)）充電模塊輸出電壓調(diào)節(jié)控制（根據(jù)監(jiān)控單元的命令，調(diào)節(jié)充電模塊輸出電壓的大?。┍O(jiān)控模塊匯集電源系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)，通過整理、分析，實(shí)現(xiàn)對電源系統(tǒng)以及電池充放電的全自動管理。操作人員還可通過鍵盤對充電模塊進(jìn)行強(qiáng)制開啟、關(guān)停、均浮充等控制，對充電摸塊的限流點(diǎn)和輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。電源集中監(jiān)控維護(hù)后臺不僅可以實(shí)時顯示當(dāng)前電源系統(tǒng)的全部詳細(xì)數(shù)據(jù)、狀態(tài)，也可對電源系統(tǒng)發(fā)出限流、均浮充電壓調(diào)節(jié)、充電模塊開啟、關(guān)停等各種控制命令。2.7.2監(jiān)控模塊接口各種型號串口定義如下圖所示。當(dāng)串口用于RS485接口時，DB9

27、的第一腳為DATA，2腳為DATA，其它為空。當(dāng)串口用于RS422接口時，14腳分別對應(yīng)作TX+、TX-、RX+、RX-，其它為空。 2.7.3監(jiān)控模塊使用說明2.7.3.1 概述監(jiān)控模塊在電源監(jiān)控三級系統(tǒng)中處于上傳下達(dá)的中間核心地位，除了負(fù)責(zé)收集、處理、上送各監(jiān)控板的數(shù)據(jù)外，還可根據(jù)電源系統(tǒng)的當(dāng)前數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)電池管理等智能化管理功能，也能通過后臺實(shí)現(xiàn)“四遙”功能。監(jiān)控模塊面板上有執(zhí)行操作的按鍵和顯示信息的液晶顯示屏及顯示模塊工作情況的電源指示燈和告警指示燈。液晶屏能顯示漢字，并且?guī)в斜彻鉄?，保證在黑暗的環(huán)境中仍然能顯示清楚。當(dāng)在設(shè)置保護(hù)時間之內(nèi)沒有任何按鍵響應(yīng)，背光燈將自動熄滅，以節(jié)能并延長其使

28、用壽命。保護(hù)后按任意一個按鍵能喚醒背光燈重新點(diǎn)亮。監(jiān)控模塊上有兩個指示燈，綠色的用來指示電源，當(dāng)發(fā)生告警時，紅色指示燈點(diǎn)亮，同時模塊內(nèi)的蜂鳴器發(fā)告警音。監(jiān)控模塊的按鍵主要有功能按鍵、方向鍵、數(shù)字輸入按鍵以及用來對監(jiān)控CPU進(jìn)行復(fù)位的復(fù)位鍵等。功能鍵對應(yīng)顯示屏右邊的反白信息，按對應(yīng)的功能鍵進(jìn)入相應(yīng)的功能。例如顯示屏顯示如下信息：1 交流數(shù)據(jù) 5 絕緣儀數(shù)據(jù)2 直流數(shù)據(jù) 6 電池儀數(shù)據(jù) 返回3 模塊數(shù)據(jù) 7 參數(shù)設(shè)置 4 告警數(shù)據(jù)這是監(jiān)控模塊軟件的主菜單，當(dāng)按功能鍵F2時將退出主菜單，按功能鍵F3則獲得有關(guān)主菜單的相關(guān)幫助信息；如果要進(jìn)入下一級菜單，則按對應(yīng)的數(shù)字鍵即可，比如按數(shù)字3將進(jìn)入模塊參數(shù)

29、菜單。方向鍵的作用是用來選擇菜單功能的，在同屏顯示中，通過方向鍵來選擇不同內(nèi)容。數(shù)字鍵的功能是配合確認(rèn)鍵將各種參數(shù)直接輸入，同時實(shí)現(xiàn)同屏中多項(xiàng)功能的唯一選擇（如上述主菜單中選擇“模塊參數(shù)菜單”等）。操作中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：1）、參數(shù)設(shè)置輸入后，必須按“確認(rèn)”鍵，顯示“操作成功”方為有效；2）、參數(shù)設(shè)置輸入在軟件中隨時對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性檢查，無效數(shù)據(jù)無法輸入。但有些數(shù)據(jù)雖然能夠輸入?yún)s并不合理，輸入?yún)?shù)時一定按使用條件和具體要求設(shè)置；3）、在維護(hù)級設(shè)置完成后，必須對監(jiān)控模塊進(jìn)行復(fù)位以保證參數(shù)設(shè)置的有效性；4）、更改用戶級密碼請用方便易記的數(shù)字，防止遺忘，不要試圖更改維護(hù)級密碼。2.7.3.2 監(jiān)控

30、模塊的操作在確認(rèn)接線無誤后，閉合監(jiān)控模塊開關(guān)，出現(xiàn)下示畫面，表示設(shè)備正常。按菜單（F2）鍵，則出現(xiàn)如下的主菜單屏：1 交流數(shù)據(jù) 5 絕緣儀數(shù)據(jù)2 直流數(shù)據(jù) 6 電池儀數(shù)據(jù) 返回3 模塊數(shù)據(jù) 7 參數(shù)設(shè)置 4 告警數(shù)據(jù)在主菜單屏按1鍵查看系統(tǒng)當(dāng)前交流電壓：交流數(shù)據(jù)Uab： 380 V 返回Ubc： 380 VUca： 380 V直流數(shù)據(jù)合閘母線電壓： 243.0 V 返回控制母線電壓： 220.0 V負(fù)載總電流 ： 3.2 A 下頁在主菜單屏按2鍵查看系統(tǒng)當(dāng)前直流數(shù)據(jù)：直流數(shù)據(jù) 上頁電池電壓： 243.0 V 返回電池電流： 5.0 A電池容量： 100 Ah 下頁直流數(shù)據(jù) 上頁 返回電池房溫度

31、： 0 在主菜單屏按3鍵查看充電模塊當(dāng)前數(shù)據(jù)：1#模塊數(shù)據(jù)電壓：243.0 V 電流：2.0 A 返回限流：100 %狀態(tài)：自動 / 開機(jī) 下頁如果系統(tǒng)配置有多個模塊按下頁可查看后續(xù)的模塊數(shù)據(jù)。在主菜單屏按4鍵可查看系統(tǒng)當(dāng)前告警數(shù)據(jù)和歷史告警數(shù)據(jù)：1 當(dāng)前告警瀏覽2 歷史告警瀏覽 返回3 歷史告警清除4 告警級別設(shè)置在主菜單屏按5鍵可查看系統(tǒng)對地絕緣數(shù)據(jù)，包括母線對地電壓/電阻，支路對地電阻/電容：母線對地電壓數(shù)據(jù) 返回正對地電壓：117 V負(fù)對地電壓：116 V 下頁母線對地電阻數(shù)據(jù) 上頁 返回正對地電阻：9999 k負(fù)對地電阻：9999 k 下頁饋出支路電阻/電容數(shù)據(jù) 上頁1：200 k

32、0 uF 返回2：200 k 0 uF3：200 k 0 uF 下頁在主菜單屏按6鍵則可查看電池儀檢測的各個電池單體電壓：1#電池儀數(shù)據(jù)1：12.523 V 2：12.521 V 返回3：12.523 V 4：12.521 V5：12.523 V 6：12.521 V 下頁在主菜單屏按7鍵彈出密碼輸入菜單：密碼為09之間的6位數(shù)字鍵 返回請輸入密碼：如果輸入維護(hù)級密碼XXXX并按ENT鍵，則進(jìn)入系統(tǒng)配置菜單，可對系統(tǒng)類型、模塊個數(shù)、電池儀個數(shù)、絕緣儀個數(shù)、饋出支路數(shù)等系統(tǒng)配置信息進(jìn)行設(shè)置：（注：用戶一般不需對維護(hù)級參數(shù)更改，產(chǎn)品出廠時已設(shè)置好）系統(tǒng)配置 返回系統(tǒng)類型：GZDW-220V/10A

33、 下頁系統(tǒng)配置 上頁模塊個數(shù) ：2 返回絕緣儀個數(shù)：0電池儀個數(shù)：0 下頁系統(tǒng)配置 上頁 返回饋出路數(shù)：14降壓單元：有 下頁系統(tǒng)配置 上頁負(fù)載電流系數(shù)：100 返回電池電流系數(shù)：100溫度系數(shù) ：100 下頁電池儀電池?cái)?shù)配置 上頁1#電池儀：18 只 返回2#電池儀：18 只2#電池儀：18 只 下頁電池儀電池?cái)?shù)配置 上頁4#電池儀：18 只 返回5#電池儀：18 只 下頁如果輸入用戶級密碼123456（可修改）并按ENT鍵，則進(jìn)入用戶參數(shù)設(shè)置選擇菜單，可對交直流電壓、電池電壓的過欠壓點(diǎn)、均浮充電壓，、恒流充電電流、時間、用戶密碼等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置：1 交流設(shè)置 5 絕緣儀設(shè)置2 直流設(shè)置 6

34、電池儀設(shè)置 返回3 模塊設(shè)置 7 通訊/其它4 充電設(shè)置 8 系統(tǒng)控制 在用戶參數(shù)設(shè)置選擇菜單按1鍵，可對交流過欠壓點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置：交流參數(shù)設(shè)置 返回交流過壓點(diǎn)： 437 V交流欠壓點(diǎn)： 323 V在用戶參數(shù)設(shè)置選擇菜單按2鍵，可對直流母線、電池過欠壓點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置：直流參數(shù)設(shè)置 返回合閘母線過壓點(diǎn)： 280 V合閘母線欠壓點(diǎn)： 198 V 下頁直流參數(shù)設(shè)置 上頁 返回控制母線過壓點(diǎn)： 242 V控制母線欠壓點(diǎn)： 198 V 下頁直流參數(shù)設(shè)置 上頁電池組過壓點(diǎn)： 260 V 返回電池組欠壓點(diǎn)： 200 V電池組過流點(diǎn)： 0.30 C10 下頁在用戶參數(shù)設(shè)置選擇菜單按4鍵，可對充電參數(shù)進(jìn)行設(shè)置：充電參數(shù)

35、 標(biāo)稱容量C10： 100 Ah 返回恒流均充電流： 10 A充電效率 ： 90 % 下頁充電參數(shù) 上頁 返回均充電壓： 2430 V浮充電壓： 234 V 下頁充電參數(shù) 上頁 返回均充保護(hù)時間： 24 小時定時均充周期： 720 小時 下頁充電參數(shù)：轉(zhuǎn)浮充判據(jù) 上頁以下兩個條件為（與）的關(guān)系 返回充電電流 <= 0.01 C10持續(xù)時間 >= 180 分鐘 下頁充電參數(shù)：轉(zhuǎn)均充判據(jù) 上頁以下兩個條件為（或）的關(guān)系 返回剩余容量 <= 80 %C10充電電流 >= 0.08 C10 下頁充電參數(shù) 上頁 返回溫補(bǔ)系數(shù)：0 mV/（。組） 溫補(bǔ)中心：25 下頁2.7.4電池

36、管理說明2.7.4.1充電柜中電池參數(shù)設(shè)置電池組的標(biāo)稱容量指電源系統(tǒng)所掛的電池組的標(biāo)稱容量，設(shè)置標(biāo)稱容量時，應(yīng)根據(jù)電池的實(shí)際情況加以修正，當(dāng)電池使用時間過長時，可相應(yīng)減小電池的標(biāo)稱容量值，此值的設(shè)置可使在循環(huán)使用電池時容量的計(jì)算更加準(zhǔn)確。充電效率出廠時設(shè)定為95%，此時若以10A電流充電1小時，則電池容量可增加9.5AH。電池組的充電效率應(yīng)根據(jù)電池的實(shí)際情況憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)置，此值將影響電池充電容量的計(jì)算。電池充電過流點(diǎn)一般設(shè)為電池標(biāo)稱容量的20%，對于200AH的電池組，可設(shè)為40A，當(dāng)電池充電電流超過充電過流點(diǎn)時，系統(tǒng)將會產(chǎn)生電池電流過流告警。設(shè)置電池充電限流點(diǎn)，可把電池充電電流限制在允許的范圍內(nèi)

37、，通常此值設(shè)為電池標(biāo)稱容量的10%，對于200AH的電池組，可設(shè)為20A。A注意：傳感器系數(shù)指檢測電池電流的傳感器放大系數(shù)，出廠值為100，要視用戶選用的傳感器型號而定，傳感器系數(shù)設(shè)置錯誤將引起電池電流測量值的嚴(yán)重誤差。2.7.4.2電池管理參數(shù)設(shè)置均充、浮充電壓要根據(jù)電池廠家的要求設(shè)置。設(shè)置的均充、浮充電壓值是根據(jù)所用電池組節(jié)數(shù)以及電池廠家推薦的單體電池均充電壓值、單體電池浮充電壓值計(jì)算得來的。定時均充周期是兩次定時均充的時間間隔，出廠值為30天。定時均充時間指每次定時均充的持續(xù)時間，出廠值為24小時。電源系統(tǒng)在正常運(yùn)行中，一直處于浮充狀態(tài)，如電池長時期沒有均充，為了補(bǔ)充電池的漏電損耗，監(jiān)控

38、模塊可以每隔一定時間（定時均充周期）對電池實(shí)施一次均衡充電，均衡充電的時間長短由定時均充時間而定。穩(wěn)流均充電流通常為電池標(biāo)稱容量的1%，對于200AH的電池組，此電流值可設(shè)為2.0A（出廠值），穩(wěn)流均充時間的出廠值為3小時。在均衡充電過程中，電池電流會慢慢減小，當(dāng)充電電流小到某一值（穩(wěn)流均充電流）時，開始倒計(jì)時，計(jì)時時間超過設(shè)定值（穩(wěn)流均充時間），監(jiān)控模塊就控制充電模塊自動進(jìn)入浮充狀態(tài)，轉(zhuǎn)為正常工作狀態(tài)。轉(zhuǎn)均充判據(jù)是自動電池管理中從浮充狀態(tài)轉(zhuǎn)到均充狀態(tài)的依據(jù)。若電池組的剩余容量小于設(shè)定值（轉(zhuǎn)均充參考容量），或電池充電電流大于設(shè)定值（轉(zhuǎn)均充參考電流），則監(jiān)控模塊會自動控制充電模塊進(jìn)行限流均充。2

39、.7.4.3智能電池管理在變電站或電廠中，直流電源不僅要為二次設(shè)備提供不間斷直流電源，還要向斷路器分合閘線圈提供沖擊電流。電池組在直流電源系統(tǒng)中的地位很重要，如何維護(hù)就成為非常重要的一個問題。智能高頻開關(guān)電源具有電池管理系統(tǒng)。它采用二級監(jiān)控模式，能對電池的端電壓、充放電電流、電池房溫度及其它參數(shù)作實(shí)時在線監(jiān)測?？蓽?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)置的條件自動轉(zhuǎn)入限流均充狀態(tài)，通過控制母線電壓來完成電池的正常均充過程。并可自動完成電池的定時均充維護(hù)，均浮充電壓溫度補(bǔ)償?shù)裙ぷ鳎瑢?shí)現(xiàn)了全智能化，不需任何人工干預(yù)。電池管理的基本思想是：以電池組剩余容量、電池充電

40、電流為依據(jù)，控制電池由浮充轉(zhuǎn)入均充；以充電電流，充電時間為依據(jù)，控制電池由均充轉(zhuǎn)入浮充。如果系統(tǒng)配有溫度傳感器，其均浮充電壓可根據(jù)溫度作適當(dāng)補(bǔ)償。保證負(fù)載電流基本不變，以電池電流和總負(fù)載電流作為主要參考依據(jù)（主要輸入基準(zhǔn)），通過調(diào)節(jié)模塊輸出電壓及限流點(diǎn)，穩(wěn)定負(fù)載電流，控制電池電流及電壓，防止電池充電過流，從而延長電池使用壽命。 可參見圖2-10-6電池管理曲線圖，監(jiān)控模塊可以實(shí)施對電池的全自動管理。為了實(shí)現(xiàn)此功能，各充電模塊必須設(shè)置在“自動”工作狀態(tài)。電池管理曲線如下圖所示：A注意：電池單體均充、浮充電壓應(yīng)根據(jù)電池實(shí)際要求決定，圖中數(shù)據(jù)僅供參考。監(jiān)控模塊對電池的智能化管理主要體現(xiàn)在以下幾種工作

41、狀態(tài)：1）、正常充電狀態(tài)監(jiān)控單元自動記錄均充和浮充的開始時刻，在上電（或復(fù)位）初始，如果監(jiān)控單元發(fā)現(xiàn)均充過程尚未結(jié)束，則會繼續(xù)進(jìn)行均充。如果上電（或復(fù)位）前是處于限流均充狀態(tài)，則繼續(xù)進(jìn)行限流均充；如果是處于恒壓均充狀態(tài)，則繼續(xù)進(jìn)行恒壓均充。在限流均充時，當(dāng)充電電壓達(dá)到恒壓均充電壓值的時候，會自動轉(zhuǎn)入恒壓均充。在浮充情況下，若浮充電流大于設(shè)定值（轉(zhuǎn)均充參考電流），或電池組剩余容量小于設(shè)定值（轉(zhuǎn)均充容量比），則監(jiān)控單元會自動控制模塊進(jìn)行均充。 對電池進(jìn)行均衡充電時，充電電流應(yīng)該在監(jiān)控模塊設(shè)置的限流值上，此階段為電池恒流充電階段，電池的電壓是隨著時間增加而增大的；當(dāng)電池電壓增大到一定值時，充電進(jìn)入恒壓階段。在恒壓階段，充電電流不斷減小，以充電電流減小到0.01C10A（穩(wěn)流均充電流，由用戶設(shè)定）為計(jì)時點(diǎn)，3小時（穩(wěn)流均充時間，由用戶設(shè)定）后恒壓充電階段結(jié)束，充電電壓降低，投入浮充狀態(tài)。至此正常充電過程完成。正常充電控制曲線如下圖所示：2）、定時均充狀態(tài)用戶可選擇是否采用定時均充這種維護(hù)方式，還可對定時均充的時間間隔及每次均充的時間進(jìn)行設(shè)定。