博奥GZDW系列直流屏说明书.docx
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博奥GZDW系列直流屏说明书
第一章概述
引言--------------------------------------------2
系统特点----------------------------------------2
系统正常利用条件--------------------------------2
型号说明----------------------------------------3
要紧参数----------------------------------------3
外形结构----------------------------------------4
系统工作原理------------------------------------4
第二章 系统功能单元
交流配电单元------------------------------------6
整流单元----------------------------------------7
直流馈电单元------------------------------------9
监控系统----------------------------------------12
智能电池治理------------------------------------14
通信电源单元（可选单元）------------------------16
逆变单元（可选单元）----------------------------16
通信规约----------------------------------------16
蓄电池组选择------------------------------------16
第三章系统的包装、运输与保管
系统调整----------------------------------------17
包装、运输及保管--------------------------------17
随机文件----------------------------------------17
售后效劳及定货需知------------------------------18
第一章概述
引言
GZDW系列免保护微机操纵直流屏是我公司集连年开发和设备网上运行体会设计的高靠得住产品，由高频开关电源模块、电力智能监控系统等组成。
本产品适用于电力、石化、冶金、铁路等需要220V/110V直流电源操纵的场合，普遍适用于发电厂、水电站和各类变电站、开闭所和用户变电站中,为断路器分合闸及二次回路中的仪器仪表、继电爱惜和故障照明提供直流电源。
系统特点
●系统全模块化设计，简练、直观，组屏方便，多台高频开关充电模块并联运行，N+1热备份；
●超宽的电压输入范围，电网适用性强，可用于环境相对恶劣的场所；
●充电模块可带电插拔，在线保护方便快捷；
●充电模块智能操纵，输出电压、电流滑腻调剂；自主均流，稳固性好，均流精度高（输出电流最大不平稳度小于3%）；
●系统设计采纳IEC国际电工委员会、UL、EN等国际标准，靠得住性与平安性有充分保障；
●监控系统采纳触摸屏或大屏幕液晶汉字显示，人机界面友善、操作直观方便；
●可通过监控模块进行系统各部份的参数设置，界面友好操作方便；
●开放式接口设计，具有壮大的通信功能，很方便实现与变电站RTU装置或电厂运算机监控系统DCS相连；
●三级集散式监控系统实现对电源系统的遥测、遥控、遥信、遥调、和无人值守；
●蓄电池自动治理及爱惜，实时自动监测蓄电池的端电压、充放电电流并操纵蓄电池的均充和浮充转换，设有电池过/欠压和充电过流声光告警及温度自动补偿功能；
系统正常利用条件：
●室内利用，且通风良好；
●运行地址无导电微粒或爆炸危险介质，无侵蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽，无强电磁场干扰；
●交流电网电压波形为正弦波，电网电压幅值的持续波动范围不超过额定值的20％；
●交流电网频率波动范围不超过5％；；
●利用环境温度不低于-5℃，不高于45℃，在设备停用期间，环境温度许诺范围：
-25℃～+50℃；
●利用环境的最大相对湿度不超过90％RH（25±5℃时），且无凝露现象；
●安装地基无振动或冲击，垂直倾斜度不超过5%；
●海拔不超过2000m;
*注：
利用条件与上述条件不相符时，请与制造商协商解决！
型号说明：
GZDW □□--□---□□/□□
直流电压
电池容量
柜
直流系统
电力系统 C充电柜
微机操纵 K馈电柜
主接线方式CK充馈电一体柜
D电池柜
要紧参数：
额定输出直流电压
48V、110V、220V
蓄电池额定容量
5--3000Ah
事故后供电时间
1h
常规负荷母线额定电流（Ａ）
5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、100、160、180、200、250、315、400、630、800、1000、1250、1600、2000
直流设备中各电路的
额定绝缘电压
直流63Ｖ及以上（48V系统）；
直流200V及以上（110V系统）；
直流300V及以上（220V系统）；
稳压精度
≤±%
稳流精度
≤±%典型值%
纹波系数
≤%典型值%
动力负荷
合闸时动力母线电压
≥200V
外壳防护等级
不低于IP30；
效率
η≥90%；
功率因数
COSΦ≥95%；
均流不平衡度
充电模块间电流不均衡度≤±3%
1．6外型结构：
系统由充电柜、馈电柜和电池柜组成，系统容量不大于100AH时，可采纳充馈电一体柜系统，金属安装支架、各元器件接地址对直流设备总接地址之间电阻值不大于Ω.
柜体外形大体尺寸：
⏹宽度尺寸B（㎜）：
800、1000、1200；
⏹高度尺寸H（㎜）：
2000、2200、2300；
⏹深度尺寸D（㎜）：
600、800、1000、1200；
系统工作原理
电力操作电源系统要紧由交流配电单元、充电模块、监控模块、配电监控、降压硅链（降压单元）、直流馈电单元（包括合闸分路、操纵分路）、绝缘监测等几大部份组成。
不同的接方式有不同的输出馈电，但大体原理是一致的，原理框图如图1-3-1所示：
充电模块
充电模块
充电模块
充电模块
充电模块
交
流
配
电
单
元
监控模块
降压硅链
控制回路
合闸回路
绝缘监测
合闸输出
控制输出
I路
交流输入
至远端监控
II路
图1-3-1电力操作电源系统原理框图
系统的大体工作原理如下：
1.交流输入正常时
系统交流输入正常时，两路交流输入经交流切换操纵电路选择其中一路输入并通过交流配电单元给各个充电模块供电。
充电模块将三相交流电转换为220V或110V的直流，经隔离二极管隔离后输出，一方面给电池充电、另一方面给负载提供正常工作电流。
监控部份采纳集散方式对系统进行监测和操纵，充电柜、馈电柜的运行参数、充电模块运行
参数，别离由配电监控电路和模块监控电路搜集处置，然后通过串行通信口把处置后的信息上
报给监控模块，由监控模块统一处置后显示在液晶屏上同时可通过人机交互操作方式对系统进行设置和操纵，假设有需要还可接入远程监控，监控模块还能对每一个充电模块进行均/浮充操纵、限流操纵等以保证电池的正常充电，延长电池寿命。
2.交流输入停电或异样时
交流输入停电或异样时，充电模块停止工作，由电池给负载供电。
监控模块监测电池电压、放电时刻，当电池放电到设置的欠压点时，监控模块告警。
交流输入恢复正常以后充电模块对电池充电。
系统工作时的能量流如图1-3-2所示
第二章 系统功能单元
交流配电单元
交流配电的原理
图2-1-1交流配电原理图
图2-1-1为交流配电单元的工作原理图,两路动力电源,通过交流配电单元后,别离接空气开关QF1、QF2，空气开关的额定电流为63A或32A（依照模块的配置类型、数量及用户的级差配合要求进行选择）.经空气开关后接入交流接触器,接触器通过机械联锁和电气互锁，避免两路动力电源同时输入，以保证交流供电的靠得住运行。
在交流线路上设有过压爱惜器（JINE-BH02可选配）和D级避雷器，两级防雷装置能够有效地避免过电压的冲击，保障充电模块正常工作。
防雷装置有告警节点输出，它与两路交流进线空开的故障告警信号，交流接触器的辅助接点信号和两路交流输入的电压采样信号等通过输出接口与智能监控相连，由智能监控器发出各类相应的告警及指示信号。
QFn（可选配）为交流空气开关，别离给各个充电模块提供电源。
防雷方法
雷击分直击雷和感应雷两种,电路直接遭雷击时,电缆中流过专门大电流,同时引发几千伏的过电压,直接加到线路装置和电源设备上,持续时刻达假设干微秒,这种雷的危害性最大;感应雷,通过雷云之间或雷云对地的放电,在周围的线缆或用电设备等导体上产生感应过电压,危害设备的平安.
直流电源系统具有先进的防雷装置,所用防雷器件均为世界名牌产品,防雷线路亦严格依照国际电工委员会（IEC）标准IEC1024、IEC664、IEC1312及IEC61643等进行设计与安装，在建筑物机房等其它防雷方法按有关标准规定完成后，该电源防雷系统可将雷电的危害降低至最小。
本直流电源系统的防雷，由避雷器（C级、D级）和过压爱惜器组成，用户能够在电源系统交流输入前12~25米线路中安装防雷装置C级防雷器或D级防雷器。
安装在电源系统交流配电部份C级防雷器的最大通流容量为40KA（D级防雷器的最大通流容量为20KA），失效后可自动报警，它的工作状态显示窗口自动由绿变红，同时由监控模块输出告警信号；过压爱惜器盒面板上，任一绿色发光二极管熄灭时，表示已有故障，需及时排除。
接地
本电源系统的接地包括平安爱惜接地和防雷接地。
系统平安爱惜接地址设在机柜底座后端，防雷接地址连接在交流配电单元的接地聚集排上，同时在每一个模块后面板装有接地螺栓，确保模块平安爱惜地与机架靠得住连接。
整流单元；
●由多个高频开关电源模块组成，模块并联运行，硬件自动均流，N+1冗余；
●模块智能化设计,无需缓冲网络,模块支持热插拨，扩容、保护方便；
工作原理：
电力模块采纳三相三线制（无相序要求）380VAC输入，输入范围宽；无中线电流损耗，具有软启动功能。
三相交流输入采纳先进的尖锋抑制器及EMI滤波，能够有效的抑制和吸收尖锋电压，保证模块后级电路的平安。
由全桥整流电路将三相交流电整流为直流，再经无源PFC调整后大大提高了功率因数。
经全桥PWM电路转换为高频交流，再经高频变压器隔离降压后高频整流输出。
整流模块中的脉宽调制电路（PWM）及软开关谐振回路，可依照电网和负载的转变，自动调剂高频开关的脉冲宽度，使输出电压、电流在任何许诺的情形下都能维持稳固。
每台模块具有独立输出电压调剂口,可调输出电压范围约170V-320V或90V-160V，及输出恒流调剂口，模块本身具有多重爱惜功能，因此该系列模块可单机或多台并机自控独立平安运行，完成各类大体功能。
该系列模块具有简便的主回路接线端口、并机端口及模拟量0~5V调剂口，可并联组合工作，在监控器的监控下完成机架组合输出，并与上位机实现“四遥”功能。
模块电气原理框图（图-1）
功能说明
●过压爱惜功能
为避免输出过电压对用电设备造成灾难性事故，模块内有过压爱惜电路。
显现输出过压后，模块自动锁死，相应模块故障指示灯亮，故障模块自动退出工作而不阻碍整个系统正常运行，过压爱惜点出厂时已定，额定输出220V宽范围机型设为280V±2V，窄范围机型设为290V±2V，额定输出110V宽范围机型设为145V±2V，窄范围机型设为150V±2V，也可依照客户要求设定该参数。
●短路爱惜
输出短路时，模块在刹时把输出电压拉低为零，限制短路电流在限流点以下，现在模块输出功率很小，以达到爱惜模块的目的。
模块长期在短路状态下，也可不能损坏，排除故障后，模块可自动恢复工作。
●过温爱惜
过温爱惜主若是爱惜大功率变流器件，在正常工作情形下，系统设计留有足够余量，在特殊环境下，模块检测散热器温度超过90℃时，自动关机爱惜，温度降低到80℃时，模块会自动启动。
●过流爱惜
由于模块输出功率的限制，输出电流不能无穷增大。
每一个模块输出电流最大限制为额定输出电流以上，在此范围内，模块输出电流值持续可调。
若是超负荷，模块会自动调低输出电压，而可不能超过设定的输出限流点，以达到爱惜功率器件的目的，过流爱惜可自动恢复。
●模块并联爱惜
每台模块内部均有并联爱惜电路，保证故障模块自动退出系统时，不阻碍其它模块和系统的正常工作。
●电流调剂功能
在模块的前面板有输出电流调剂电位器，在无监控集中操纵时，可调剂单台模块输出电流值，限流点可在~Imax持续可调。
在有监控时，限流值可由监控系统设定，电位器调剂无效;
●电压调剂功能
在模块的前面板有输出电压调剂电位器，在无监控集中操纵时，可调剂单台模块输出电压值，（170V-320V或90V-160V）持续可调，在有监控时，输出电压由监控系统设定，电位器调剂无效;
模块特点
⏹交流宽带输入:
380±25%；
⏹无级限流技术:
输出电流可依照负载电流和蓄电池容量,手动或系统监控自动调剂；
⏹低差自主均流电路，无需外围电路，即可自行实现多模块的并联均流，更易于保护安装；
⏹高效自然冷却:
有效地保证了元器件运行的靠得住性,寿命更长；.
⏹真正地实现N+1备份；
⏹较强的独立性:
即便离开系统监控也可单独正常运行；
⏹优秀的前级识别脉宽爱惜电路:
增强了高频开关电源运行靠得住性；
⏹一体化设计，无需参数操纵器；
⏹开环、闭环都能工作，超级灵活。
*模块利用及安装，请参阅相应的模块说明书！
直流馈电单元
直流馈电的原理
直流馈电单元的大体工作原理，如图2-2-1所示，它包括直流馈电部份，降压硅链（降压单元）、绝缘监测和闪光信号部份和直流电压、电流检测部份。
用户可依照需要，灵活选择在输出端子排上提供一路闪光信号输出及一路绝缘监测信号输出。
图2-3-1直流馈电单元电气原理
直流馈电部份的特点
●各直流输出支路采纳相应规格的直流断路器，保证在直流侧故障时各支路能靠得住分断；
●各支路均配有分合指示灯，能够指示各开关状态；
●电压及电流信号的检测采纳带隔离的器件或电路保证了强弱电之间的靠得住隔离提高了平安性；
●蓄电池支路熔丝及各支路断路器都可配有故障告警节点，在熔丝熔断及断路器脱扣时可产生告警信号；
直流馈电部份的监控
系统采纳线性光耦器件，别离对动力母线和操纵母线的电压及蓄电池的电压进行检测；采纳电流霍尔器件，检测充电机总电流和蓄电池的充电、放电流，并将检测信号送给智能监控。
智能监控模块产生各类告警信号和操纵信号并对整个系统进行治理，以上所有的检测全数采纳隔离的方式，保证系统的平安性，以便避免意外事故发生。
闪光回路
依照客户需求，系统可为用户提供一路闪光电源，其工作原理图如图2-3-4所示。
为了便于用户接线系统在输出端子排上提供了一路闪光信号输出，闪光回路的实验按钮和闪光指示灯安装在前面板上，正常状态下，闪光指示灯常亮，按下实验按钮时闪光指示灯即开始闪动，说明闪光信号正常。
图2-3-4 闪光回路
绝缘监测
系统采纳绝缘监测继电器，监测母线对地的绝缘，其外部接线概念如图2-3-5所示，继电器动作电流可依照具体应用情形设定（~~）,继电器要紧由平稳电阻和检测电路组成,按下设定键调剂整定电位器,调整到所需的继电器动作电流,当双侧直流母线对地电阻值相等时,没有电流流过检测电路,继电器不动作,当一侧绝缘电阻值下降时,有一平稳电流流过检测电路,现在检测电路将这一电流与设定电流值比较,大于设定值时便推动继电器动作,发出告警信号.
图2-3-5 绝缘监测
降压单元：
功能及特点：
直流电源系统在对蓄电池组进行均衡充电时，充电模块的输出电压会高于操纵回路的额定电压值，因此需要一个调压装置串接在合闸动力母线与操纵母线之间，降压硅链确实是如此一个调压装置，它可自动或手动改变电压降，从而保证操纵母线的电压在正常范围内。
降压硅链利用大功率整流二极管的PN结正向压降叠加，来产生调整压降，相较于其它形式的操纵母线电压调剂方式，具有平安靠得住、抗电流冲击性好、易保护等显著优势。
在本系统中降压硅链单元为独立模块化设计便于安装和保护。
工作原理
降压硅链是由多只大功率硅整流管串接而成，利用PN结大体恒定的正向压降来产生调整电压，通过改变串入线路的PN结数量来取得适当的压降，达到电压调剂的目的。
如图2-3-6所示将降压硅链均分为5节串联而成，在每节两头并联调压执行继电器触点，假设驱动执行继电器令其触点闭合，使得该节硅链被短接，降压单元的压降减小；反之，假设执行接触器的触点断开，使得串入线路中的PN结数量增加，调压单元的压降增加。
降压硅链单元内部的自动操纵电路检测操纵母线的电压，据此来驱动适当数量的执行继电器闭合，以保证操纵母线的电压在正常范围内。
假设将降压硅链的操纵旋钮置于手动位置，那么可由转换开关旋钮的不同档位来操纵执行继电器闭合的数量，手动调剂操纵母线的电压。
硅链中大功率硅整流二级管管芯由专用的自冷式散热片夹持固定，确保散热成效，许诺降压单元在大电流下持续靠得住地工作。
在硅链中还串有一支能经受高反压的整流二极管它的作用是当经太长时刻放电，动力母线电压较低而操纵母线上连接有模块时可避免反向电流通过，拉低操纵母线电压。
图2-3-6降压硅链的工作原理
监控系统：
性能及特点：
监控系统是直流电源系统的操纵、治理核心，电源监控系统采纳分散测量和集中操纵治理的集散模式，这种设计思想使系统组成、扩容方便、灵活并可减少监控系统引入的故障因素，智能监控系统，具有四遥功能（遥测、遥信、遥控、遥调）可使直流电源系统达到少人值守或无人值守。
电源监控系统要紧特点有：
⏹以微处置器为核心的集散式测量系统对充电模块、充/馈电柜、电池组、直流母线对地绝缘情形实施全方位监视测量操纵；
⏹监控系统采纳模块式结构设计，每部份承担相对独立的工作某一部份显现故障不阻碍其它部份的工作，一方面提高了系统的靠得住性，同时便于保护治理，使维修工作变得简单快捷；
⏹电源系统扩容方便灵活；
⏹电源系统监控模块提供RS-232、RS-485多种通信方式，用户可依照需要组成多种形式的电源集中监控系统；
⏹开放式接口设计，可使电源系统很方便地接入到其它集中监控保护系统中；
⏹电源系统监控模块采纳大屏幕触摸屏及点阵式液晶显示器，全汉化显示、操作简便；
⏹各类状态告警信息的显示直观明了，可利用户及时准确地把握电源系统的运行状况；
工作原理
电源监控系统采纳多级测量操纵治理模式（见图2-5-2：
监控系统工作原理框图），最高一级为电源系统监控后台，电源监控后台通过RS-232、RS-485通信方式与电源系统的监控模块连接，监控模块组成第二级测控，电源监控系统的第三级测控由各监控单元组成。
监控模块聚集电源系统的各类数据、工作状态，通过整理分析，实现对电源系统和电池充放电的全自动治理。
操作人员还可通过键盘，对充电模块进行强制开、启、关、停、均/浮充转换等操纵、调剂充电摸块的限流点和输出电压。
电源集中监控保护后台，不仅能够实时显示当前电源系统的全数详细数据状态也可对电源系统发出限流、均/浮转换、充电压调剂、充电模块开、启、关、停等各类操纵命令。
计算机后台/电力自动化
系统
交流检测单元
直流检测单元
开关量检测单元
RS232或RS485
充电模块
充电模块
复位按钮
电池巡检单元
智能型监控系统
绝缘检测单元
通信模块
逆变模块
显示屏
协议转换单元
模拟量转换单元
触摸屏
RS485总线可选配单元
酏
酏可选配单元
图2-5-2 监控系统原理框图
监控模块的要紧功能：
*智能监控，因型号不同，要紧功能有所不同，敬请用户，参阅相关型号的智能监控说明书！
智能电池治理：
原理：
直流电源，不仅为二次设备提供不中断直流电源，还要向断路器分合闸线圈提供冲击电流。
电池组在直流电源系统中的地位很重要，如何保护就成为超级重要的一个问题。
我公司RD系列智能监控模块，具有电池治理系统，它采纳二级监控模式能对电池的端电压、充放电电流、电池温度及其它参数作实时在线监测，可准确地依照电池的充放电情形，估算电池容量的转变，还能在电池放电后按用户事前设置的条件自动转入限流均充状态，通过操纵母线电压，来完成电池的正常均充进程并可自动完成电池的按时均充保护、均/浮充转换、电压温度补偿等工作，实现了全智能化，不需任何人工干与！
电池治理的大体思想是：
●以电池组剩余容量、电池充电电流为依据，操纵电池由浮充转入均充；
●以充电电流、充电时刻为依据操纵电池由均充转入浮充；
●若是系统配有温度传感器，电池组均/浮充电压可依照温度作适当补偿（一样情形下温度每升高3℃，电池组充电电压下降1Ｖ）；
●保证负载电流大体不变，以电池电流和总负载电流作为要紧参考依据，通过调剂模块输出电压及限流点，稳固负载电流，操纵电池电流及电压，避免电池充电过流从而延长电池利用寿命；
电池治理曲线图如图2-5-1所示，监控模块设置在“自动”工作状态，能够实施对电池的全自动治理。
图2-5-1 阀控铅酸蓄电池治理曲线图
充电进程自动治理：
智能监控模块对电池的智能化治理，要紧体此刻以下三种工作状态中：
1.正常充电状态：
监控模块自动记录均充和浮充的开始时刻（在上电或复位初始），若是监控模块发觉均充进程尚未终止，那么会继续进行均充；若是上电或复位前是处于限流均充状态那么继续进行限流均充；若是是处于恒压均充状态，那么继续进行恒压均充；在限流均充时，当充电电压达到恒压均充电压值的时候会自动转入恒压均充；在浮充情形下，假设浮充电流大于设定值（限时电流），那么监控模块会自动操纵模块对电池组进行均充。
对电池进行均充时，充电电流应该是监控模块设置的限流值，现在期为电池恒流充电时期，电池的电压是随着时刻增加而增大的；当电池电压增大到必然值时，充电进入恒压时期；在恒压时期，充电电流不断减小，当充电电流减小到（稳流均充电流，由用户设定）为计时点，3小时稳流均充（时刻由用户设定）后，恒压充电时期终止，充电电压降低，转入浮充状态，至此充电进程完成。
2. 按时均充状态：
用户可选择是不是采纳按时均充这种保护方式，还可对按时均充的时刻距离及每次均充的时刻进行设定，一旦设定，电池治理程序就可自动计算电池按时均充的时刻，以便确信在何时启动按时均充，何时停止按时均充，所有这些操作都是自动进行的，运行保护人员可在现场通过监控模块上的显示来明确这一进程，也可在远程监控中心的主机上查看这一进程，一样电池每隔30天（7200小时）均充一次，特殊情形必需依照电池说明书的实际情形设置。
3. 电池放电后均充状态：
交流停电后，电池组放电给设备供电，再次恢复交流供电时，假设电池电流大于设定值（转均充参考电流）那么监控模块会自动操纵充电模块进行均充。
电池治理的其它功能
1.设置功能
可通过键盘设置电池的均/浮充电压，用户可依照不同型号的电池、不同的电池电压灵活配置，极大地址便了用户治理。
设置了均/浮充电压后，
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