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智能开关技术指标

篇一：

GZDW智能高频开关电力操作电源技术手册

GZDW智能高频开关电力操作电源系统

技术手册

TH1-201X0816-C-3.1

主编：

王建华

主审：

马晓峰李明谦祝佳林

编辑：

丛福奎任永

山东泰开自动化有限公司

内容介绍

第一章概述电力操作电源的应用、特点、种类、命名原则和配置列表、技术参数、系统组成清单。

第二章标准一体柜系统标准一体柜的结构及配电、馈电原理。

系统的特点和性能指标。

第三章小型一体柜系统小型一体柜的结构及配电、馈电原理。

系统的特点和性能指标。

第四章分屏柜系统分屏柜系统由充电柜和馈电柜组成。

本章分别介绍充电柜I和II，以及标准馈电柜的结构、工作原理、特点和技术指标。

第五章充电模块本章介绍TH充电模块的特点、工作原理、关键技术、技术指标、外形尺寸和安装形式。

第六章监控系统电力操作电源监控系统的构成、特点，分级监控原理，智能电池管理过程。

第七章系统通用组件介绍降压硅链单元以及分级防雷措施和系统接地。

标记和符号约定

产品上的标记

警告

高压

保护性

接地端在高压存在的地方有此标记。

在机柜底框架保护接地端上有此标记牌。

手册中标记

?

注意

注意字句指可能造成设备损坏的状况或做法1

第一章概述

1.1引言

GZDW系列智能高频开关电力操作电源系统是我公司集多年开发和设备网上运行经验设计的高可靠产品。

有标准一体柜系统、小型一体柜系统、分屏柜系统I和分屏柜系统II四种类型。

主要应用在发电厂、水电站以及各类变电站、开闭所和用户变中，为断路器分、合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护和故障照明提供直流电源。

1.2系统特点

●采用开关电源特有的模块化设计，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，在线维护，方便快捷。

●采用我公司专利，具有国际领先水平的“谐振电压型双环控制的谐振开关电源”全程软开

关技术，转换效率高，电磁干扰小。

●硬件低差自主均流技术，模块间输出电流最大不平衡度小于?

3%。

●系统设计采用IEC（国际电工委员会）、UL等国际标准，可靠性与安全性有充分保障。

●监控模块采用大屏幕液晶汉字显示，声光告警。

●可通过监控模块进行系统各部分的参数设置，界面友好，操作方便。

●具备平滑调节输出电压和电流，蓄电池自动温度补偿等先进功能。

●开放式接口设计，具有强大的通讯功能，很方便实现与变电站RTU装置或电厂计算机监控

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”以及无人值守。

●蓄电池自动管理及保护，实时自动监测蓄电池的端电压，充、放电电流，并控制蓄电池的

均充和浮充，设有电池过/欠压和充电过流声光告警。

1.3系统工作原理

电力操作电源系统主要由交流配电单元、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、控制分路）、绝缘监测等几大部分组成。

不同的接线方式有不同的输出馈电，但基本原理是一致的，原理框图如图1-3-1所示。

2

图1-3-1电力操作电源系统原理框图

系统的基本工作原理如下：

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控制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。

监控部分采用集散方式对系统进行监测和控制，充电柜、馈电柜的运行参数、充电模块运行参数分别由配电监控电路和模块监控电路采集处理，然后通过串行通讯口把处理后的信息上报给监控模块，由监控模块统一处理后，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控制，若有需要还可接入远程监控。

监控模块还能对每个充电模块进行均/浮充控制，限流控制等，以保证电池的正常充电，延长电池寿命。

2.交流输入停电或异常时

交流输入停电或异常时，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、放电时间，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。

3

篇二：

智能开关

智能开关课程报告

开关电源技术

一开关电源

1：

开关电源概述

2：

开关电源发展趋势

3：

开关电源的用途

4：

开关电源的组成

5：

开关电源的分类

6：

开关电源的工作原理

7：

开关电源的优点

二新型智能开关电源技术

1：

现代通信开关电源技术概论

2：

智能开关电源基础电路

3：

通信用智能开关电源的整流模块

4：

通信用智能开关电源的监控系统

一开关电源

1：

开关电源概述

电是工业的动力，是人类生活的源泉。

电源是生产电的装置，表示电源特性的参数有功率，电压，电流，频率等；在同一参数要求下，又有重量，体积，效率和可靠性等指标。

我们用的电，一般都需要经过转换才能适合使用的需要。

例如交流转换成直流，高电压变成低电压，大功率变成小功率等。

为了达到转换的目的，电源变换的方法是多样的。

自二十世纪六十年代，人们研发了二极管，三极管半导体器件后，就用半导体器件进行转换。

所以，凡是用半导体功率器件做开关，就一种电源形态转换成另一种形态的电路，就叫做开关变换电路。

在转换时，以自动控制稳压输出并有各种保护环节的电路，称为开关电源。

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。

随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。

目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

2：

开关电源发展趋势开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了开关电源的发展前进，每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。

开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。

另外，开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。

开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET、变压器。

SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用，GTR驱动困难，开关频率低，逐渐被IGBT和MOSFET取代。

开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。

由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs）下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。

SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。

开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。

对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。

模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N+1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。

针对开关电源运行噪声

大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将随着增大，而采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。

电力电子技术的不断创新，使开关电源产业有着广阔的发展前景。

要加快我国开关电源产业的发展速度，就必须走技术创新之路，走出有中国特色的产学研联合发展之路，为我国国民经济的高速发展做出贡献。

3：

开关电源的用途

开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。

4：

开关电源的组成开关电源大致由主电路，控制电路，检测电路，辅助电源四大部份组成。

1主电路

冲击电流限幅：

限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。

输入滤波器：

其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。

整流与滤波：

将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。

逆变：

将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分。

输出整流与滤波：

根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。

2控制电路

一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。

3检测电路

提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。

4辅助电源

实现电源的软件（远程）启动，为保护电路和控制电路（PWM等芯片）工作供电。

5：

开关电源的分类

开关型稳压电源的电路结构一般分类如下：

（1）按驱动方式分，有自激式和他激式。

（2）按DC/DC变换器的工作方式分：

1单端正激式和反激式，推挽式，半桥式，全桥式

等；2降压型，升压型和升降压型等。

（3）按电路组成分，有谐振型和非谐振型。

（4）按控制方式分:

1脉冲宽度调制（PWM）式；2脉冲频率调制（PFM）式；3PWM和PFM

混合式。

（5）按未来开关电源发展方向分：

1：

微型低功率开关电源开关电源正在走向大众化，微型化。

开关电源将逐

步取代变压器在生活中的所有应用，低功率微型开关电源的应用要首先体现在，数显表、智能电表、手机充电器等方面。

现阶段国家在大力推广智能电网建设，

对电能表的要求大幅提高，开关电源将逐步取代变压器在电能表上面的应用。

2：

反转式串联开关电源反转式串联开关电源与一般串联式开关电源的区别是，这种反转式串联开关电源输出的电压是负电压，正好与一般串联式开关电源输出的正电压极性相反；并且由于储能电感L只在开关K关断时才向负载输出电流，因此，在相同条件下，反转式串联开关电源输出的电流比串联式开关电源输出的电流小一倍。

6：

开关电源的工作原理

开关电源的工作原理可以用图1-1进行说明。

图中输入的直流不稳定电压Ui经开关S加至输出端，S为受控开关，是一个受开关脉冲控制的开关调整管，若使开关S按要求改变导通或断开时间，就能把输入的直流电压Ui变成矩形脉冲电压。

这个脉冲电压经滤波电路进行平滑滤波后就可得到稳定的直流输出电压Uo。

为方便分析开关电源电路，定义脉冲占空比如下：

（1-1）

（1-2）式中，T表示开关S的开关重复周期；TON表示开关S在一个开关周期中的导通时间。

开关电源直流输出电压Uo与输入电压Ui之间有如下关系：

由式（1-1）和式（1-2）可以看出，若开关周期T一定，改变开关S的导通时间TON，即可改变脉冲占空比D，从而达到调节输出电压的目的。

T不变，只改变TON来实现占空比调节的稳压方式叫做脉冲宽度调制（PWM）。

由于PWM式的开关频率固定，输出滤波电路比较容易设计，易实现最优化，因此PWM式开关电源用得较多。

若保持TON不变，利用改变开关频率f=1/T实现脉冲占空比调节，从而实现输出直流电压Uo稳压的方法，称做脉冲频率调制（PFM）。

由于该方式的开关频率不固定，因此输出滤波电路的设计不易实现最优化。

既改变TON，又改变T，实现脉冲占空比调节的稳压方式称做脉冲调频调宽方式。

在各种开关电源中，以上三种脉冲占空比调节的稳压方式均有应用。

7：

开关电源的优点

开关电源的电路结构比较复杂，但是和线性电源相比有如下几个突出的优点：

（1）功耗小，效率高。

（2）体积小，重量轻。

（3）调压范围宽。

（4）滤波的效率大为提高，是滤波电容的容量和体积大为减小。

（5）电路形式灵活多样。

篇三：

高压开关设备智能化技术条件（试行）

高压开关设备/GIS设备

智能化技术条件

（试行）

国家电网公司智能电网部

二〇〇九年十二月

第一部分开关设备常规技术要求......................................................................................3

1.标准和规范...............................................................................................................3

2.开关设备通用技术要求...........................................................................................4

3.开关设备及部件技术要求.......................................................................................7

3.1.断路器.......................................................................................................................7

3.1.1.SF6气体及操动液技术要求.................................................................................7

3.1.2.操动机构要求.......................................................................................................7

3.1.3.控制和操作技术要求...........................................................................................8

3.1.4.位置指示器...........................................................................................................8

3.1.5.计数器...................................................................................................................8

3.2.隔离开关...................................................................................................................8

3.3.快速接地开关...........................................................................................................9

3.4.检修接地开关...........................................................................................................9

3.5.避雷器.......................................................................................................................9

3.6.套管...........................................................................................................................9

3.7.绝缘子.......................................................................................................................9

3.8.母线...........................................................................................................................9

3.9.壳体...........................................................................................................................9

3.10.SF6气体...................................................................................................................10

3.11.备品备件要求.........................................................................................................10

4.试验.........................................................................................................................10

4.1.型式试验.................................................................................................................10

4.2.出厂试验.....................................

............................................................................11

4.3.现场交接试验.........................................................................................................11

第二部分开关设备智能化对本体的附加技术要求........................................................11

5.对本体结构的附加技术要求.................................................................................11

5.1.气室.........................................................................................................................11

5.2.操动机构.................................................................................................................12

5.3.罐式断路器套管.....................................................................................................12

6.本体试验的附加要求.............................................................................................12

第三部分智能组件技术条件..............................................................................................12

7.标准和规范.............................................................................................................12

8.智能组件柜技术要求.............................................................................................13

8.1.现场布置要求.........................................................................................................13

8.2.结构要求.................................................................................................................13

8.3.工作电源.................................................................................................................13

8.3.1.交流电源.............................................................................................................13

8.3.2.直流电源..............................................................................