TKZW微机控制高频开关直流电源柜.docx
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TKZW微机控制高频开关直流电源柜
TKZW微机控制高频开关直流电源柜
技术手册
目录
第一章概述。
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1.1引言及系统特点。
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1.2工作原理及基本参数。
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1.3系统屏柜组成形式。
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1.4型号定义及配置清单。
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第二章系统结构及接线方案。
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2.1典型接线方案。
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2.2系统结构。
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2.3小型电池一体柜系统配置方案。
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2.4标准充馈一体柜系统配置方案。
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2.5充馈电池分屏柜系统配置方案。
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2.6落地式、壁挂式、一体化小系统及配置方案。
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第三章交流输入单元及直流馈出单元。
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3.1交流输入接口。
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3.2防雷装置………………………………………………………………………………5
3.3直流馈线………………………………………………………………………………5
3.4直流降压装置…………………………………………………………………………5
3.5电池接口。
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3.6直流变换器。
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3.7逆变电源。
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第四章整流单元。
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4.1整流模块工作原理及选型。
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4.2整流模块主要技术指标。
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第五章监控单元。
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5.1监控单元的功能特点及选型。
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5.2电池巡检仪及绝缘巡检仪选型………………………………………………………8
5.3监控模块一般操作及设置。
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5.4监控模块与上位机通信协议。
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第六章接线方案及相关屏柜图…………………………………………………………………13
[附录1]订货技术协议
第一章概述
1.1引言及系统特点
TKZW系列微机控制高频开关直流电源柜采用模块化结构，选配灵活，可靠性高，适应性强。
广泛应用于电力系统中的发电厂，变电站，高层建筑，智能小区，厂矿企业的用户变电站，配电站，自备电厂，小型发电厂，开闭所及铁路，冶金，石化等需要直流操作电源、充电屏的场所。
整流器采用高频开关谐振高效率智能电源模块，智能数字技术，自主均流，温控风扇，热快插拔，保护功能齐全，性价比高，系统检测完善，设置方便，四遥智能管理。
系统监控采用触摸屏5.8吋液晶,可监测交流电网,直流馈出状态,动母控母电压电流,电池电压电流,各馈出分路状态,报警状态,降压硅链控制接口,系统干结点输出,19-108只单体电池巡检（选配）,支路绝缘巡检（选配），闪光控制及母线绝缘报警（选配）,监控系统采用四遥模式。
小系统也可采用小监控模块，可监测交流电压，动母控母电压电流,电池电压电流,馈出分路状态,降压硅链控制接口,干结点输出等。
监控根据蓄电池电力系统运行管理图,完成均浮充自动控制及管理,并设有充电温度补偿功能.
监控模块提供电力标准RTU/CDT协议,通讯RS232/RS485或TCP/IP（选配）接口，可与计算机或综合自动化等组成各种网管系统。
1.2工作原理及基本参数
1.2.1工作原理
TKZW微机控制高频开关直流电源柜是专为电力及铁路系统设计的智能型操作电源，主要用于对电池组充电并向控制、保护、信号、自动装置回路以及操作传动机构供电，组成电力直流系统成套装置；同时还可作为独立的事故照明电源。
TKZW微机控制高频开关直流电源柜采用模块化结构，组合多屏柜，选配灵活，适应性强。
1.2.2基本参数
交流输入电压：
AC380V/300～460V，AC220V/160～270V
输出电压等级：
110V（88～155V），220V（176～315V）
配装电池容量：
8、12、20、38、65、100、200、500、1000、2000AH
直流柜外形尺寸：
2260（2360）X800X600
1.2.3系统特点
与国内外同类产品比较，TKZW系列微机控制高频开关直流电源柜具有以下特点：
●整流模块采用谐振技术，自动民主均流，效率高，电磁兼容性好，保护功能完善。
●N+1冗余模块化设计，单模块有2.5A,5A,10A,15A,20A,30A,选配灵活、扩容方便、可靠性高。
●采用三相四线制双交流输入，多重防雷体系，确保电源可靠运行，小系统一般采用单相输入。
●采用以数字DSP为核心大屏幕触摸屏液晶中文显示的集散式监控系统，模块化设计；对交流配电、直流馈电、整流模块、电池组和系统支路绝缘实施全方位的监测和控制。
●根据用户设定的充放电参数（如均浮充电压值，充电限流值、维护性均充间隔时间等），调整整流模块的充电方式、充电电压电流，定时时间，自动地完成电池的精确管理及保养维护。
●可自动完成电池温度补偿，确保电池工作在最佳状态。
●智能监控单元提供详尽的通讯协议，并具备RS232/RS485及TCP/IP接口，可与计算机或变电站综合自动化系统组成各种网管系统，实现远程无人“四遥”监控。
1.3系统屏柜组成形式
TKZW系统成套装置包括充电屏，馈电屏，电池屏，联络屏，交流屏，事故照明屏以及各种一体化屏柜，用户可根据用途及设计要求选型定货。
1.4型号及其含义
TKZW□。
□/□□×□
整流模块数量（2,3,4…）
整流模块额定电流（5,10,20）
整流模块额定电压（220,110）
组屏方案功能序号（0,1,2…）
组屏方案编号（1,2,3,4…）
微机控制高频开关直流电源柜
第二章系统结构及接线方案
2.1典型接线方案
电力系统根据不同电压等级（35KV，110KV，220KV，330KV，500KV）不同容量的变电站和电厂的设施安排及可靠性要求，对直流馈线的分配接线方式（包括电池、母线、整流器等）作了规范方案。
我公司针对不同规模的发电厂和不同等级的变电站，结合高频开关电源特点，推荐以下四种具有代表性的典型方案：
方案一：
单母线，单电池，电池容量大于200Ah（一般为300～400Ah），无降压装置，一组整流模块。
适用于220KV及以下变电站。
方案二：
单母线分段，单电池，有硅降压装置，电池容量在100Ah左右，动力、控制各一组（或共一组）整流模块。
适用于110KV及以下变电站。
方案三：
单母线分段，单电池，电池容量大于200Ah，无降压装置，两组整流模块。
适用于220KV及以上变电站。
方案四：
单母线分段，两组电池，电池容量大于1000Ah，两组或三组整流模块。
适用于500KV变电站及4×300MW以上发电厂。
由于各发电厂、变电站的实际情况不完全相同，对直流系统的要求也可能不尽相同，所以每一套直流系统的具体接线方案请查阅相应的技术图纸。
2.2系统结构
TKZW微机控制高频开关直流电源柜一般由充电柜、馈线柜、电池柜组成，但容量较小、馈出分路不多的直流系统，可将充电柜和馈线柜合二为一，而容量较大、馈出分路较多的直流系统，则可增加屏柜个数。
通常情况下，充电柜包括双路交流输入单元、整流单元、监控单元等，馈线柜包括动力馈线单元、控制馈线单元、绝缘监测仪等。
电池柜用于放置蓄电池，内设电池监测仪（电池监测仪也可置于充电柜的监控单元内）。
直流系统用于不同用户用途时，选型电池容量大小不一，充电电源模块个数与之相对应，一般按0.1Ah数的2~4倍电流选型，电池屏也相应选型。
2.3电池充馈一体化屏
在大量农网及城网用户设备改造过程中，提出了精减屏柜占地的要求，电池充馈一体化屏将直流系统三大基本构成即电池组，充电及监控模块，馈电输出集中安装在一个标准屏柜内，既简化了工程安装，又减少了屏柜占地位置。
屏内布置一般为屏体下方全部安装18-19只12V电池，屏体中部安装充电电源模块及监控模块，上部安装硅管降压装置，交流输入馈电安装于屏体上部后方，直流控母馈出安装在屏体中部前方，直流动母馈出安装在屏体中部后方。
部分屏体会根据用户设计选件适当调整。
2.4充馈一体化屏
此组屏装配方案是将选型100Ah/200Ah电池组安装在1-2个屏的电池屏柜内，而将直流系统充电模块，监控模块，双交流输入，直流馈电输出，硅管降压等安装在充馈一体化屏内。
屏内平面布置一般为屏体下方安装直流馈电动母，控母输出，配有单开小门，中部为监控模块及充电模块，上部为硅管降压装置，中上部后方为双交流输入及防雷装置，下部后方为支路绝缘传感器，系统装柜直观，接线清晰。
如选用19路电池巡检装置，可采用TMZP三合一监控模块，如选用108路TMBJ电池巡检仪，则可与电源监控装置并排安装在中上部，亦可放置在电池屏内。
2.5分体屏柜
直流成套装置在电力系统属重要设备，维系着电力输送及控制，切换，电网管理大动脉，所以其方案选型优先考虑系统安全性及可维修性。
对大系统直流成套装置而言会根据：
母线，充电器，电池组，直流馈出，交流输入，监控装置重大部分或前三大部分备份组成复杂的直流大系统，核心部分甚至会备份三套，相关方案也因此复杂；根据以上设计，屏柜也相应安装在不同功能屏柜内，如充电屏，馈电屏，电池屏，母线联络屏，交流输入屏，电压调整屏，事故照明屏等。
充电屏：
标准屏：
采用220V10A充电模块，最大可达220V120A.
大型屏：
采用220V20A或40A充电模块，单屏可达220V160-200A，可多屏并联。
馈电屏：
一般动母可达20支路，控母可达30支路，为方便检修，设计时取动母10路，控母15路为佳。
其它屏柜一般参照设计方案设计屏面布置图，多数情况采用功能单屏柜或调整为组合屏。
2.6小型直流系统选型指南：
小型直流系统主要采用免维铅酸蓄电池，容量选型为8Ah，12Ah，20Ah，38Ah等。
壁挂箱式：
电池可选用8Ah,12Ah两种；
电源模块可选用220V2.5A/5A两种；
硅链可选用5段8V5A/10A两种规格；
选用SM小型监控单元组成系统；
机箱可选单箱式800X600X250或两箱式600X500X250。
落地柜式：
电池可选用20Ah,38Ah两种；
电源模块可选用220V5A/10A两种；
选用SM小型监控或TPTRC-E监控；
硅链可选用5段8V10A/20A两种规格；
机柜可选1m或1.5m两种，尺寸为1000（1500）X600X550
屏柜式：
电池可选用38Ah,65Ah两种；
电源模块可选用220V10A；
监控可选用SM小型监控或TM触摸屏监控；
硅链可选用5段8V20A/40A两种规格；
屏柜为电力标准屏2260X800X600,外形平面布置同电池充馈一体化屏。
需要特别说明的是，屏柜结构的小型直流系统可以只选配电池，自组充电模块；其中充电模块自带单机测量显示及充放电管理，还具备多机通讯连接及自组系统管理，可管理直流系统电池组充放电过程，此种型号特别适合企业小型自备发电，开关控制等小型直流系统。
小系统一般不选用支路绝缘巡检装置和电池支路巡检装置，如需用相关设计功能，可选用母线绝缘继电器及小型19路电池巡检仪TMBA019,这些配件外形小巧，易于安装调试及使用方便。
用户电池组模块容量及参数屏柜方案
16KV企业用8-20Ah220V5A*（2-4）壁挂式、落地式；
210KV开闭所20-60Ah220V10A*（2-4）电池一体柜；
335KV变65-100Ah220V10A*（3-5）充馈一体柜；
4110KV变100-200Ah220V10A*（4-6）3分屏柜；
5220KV变200-500Ah220V20A*（4-6）5分屏柜；
6500KV变500-2000Ah220V20A*（6-20）5分屏柜
TKZW微机控制高频开关直流电源柜出厂时会提供具体的系统结构图纸。
第三章交流输入单元及直流馈出单元
3.1交流输入接口
交流输入单元设置两路交流输入接口，提供自动和手动两种切换方式。
在自动切换方式下，两路交流输入都有电时，“交流输入1#”优先供电；“交流输入1#”断电时，自动切换至“交流输入2#”供电；相应手动选择开关断开时，对应回路不供电。
3.2防雷装置
TKZW微机控制高频开关直流柜采用进口防雷器件组成防雷装置，可确保系统安全运行。
整流模块内部也设置了防雷器件，使直流系统形成了多级防雷屏障。
3.3直流馈线
直流馈线包括动力馈线单元和控制馈线单元。
各馈出分路设有相应规格的熔丝、直流断路器或隔离开关及合闸指示灯。
各馈出分路均可配备信号采样点，向检测模块提供检测信号。
直流馈线开关常用ABB、Siemens、LG、Fuji，人民电器等厂家产品，电流型号常用16A、25A、40A、60A、80A、100A等规格。
辅助接点按厂家选用参数型号，部分厂家可选用辅助触点与报警触点两种方式。
3.4降压装置
降压装置是直流柜的选配件，根据用户要求配置。
可采用8V5段硅链调压。
硅链调压为手动/软件二种控制方式，硅链由监控模块TMZP自动调压，称为软件调压方式（推荐运行方式）。
3.5电池接口
电池接口一般从动力母线上出线，配置相应规格的熔断器及撞击器，并接有霍尔电流传感器，电池接口设有电压电流信号采样点，向监控模块及巡检板提供采样信号。
3.6直流变换器
直流变换器主要用于利用直流220VDC作为输入，产生直流48V输出或24V输出供调度、通讯、载波、仪表等设备用电。
这种配置方式可保证在交流不停电情况下，仍能通过直流220VDC电池系统及变换器向设备实现不间断供电。
直流变换器型号有：
DH220S4810/DH220S4820：
48V10A/20A
DH220S2420/DH220S2430：
24V20A/30A
与直流变换器类似的还可以选用双输入变换器，即可利用交流220V输入供电，又可利用直流220V输入供电，实现交流、直流、电池三输入不间断供电系统。
相关型号有：
MH4810-AD，MH4820-AD
MH02420-AD，MH2430-AD
3.7逆变电源
EP系列逆变电源主要用于交流用电设备不间断供电，其输入采用直流220VDC；功率1KVA、2KVA、3KVA等，可选配维修旁路开关，市电故障旁路开关，市电优先旁路开关不同工作方式并在订货时注明，标准型无旁路开关。
第四章整流单元
4.1整流单元工作原理及选型
TKZW微机控制高频开关直流电源柜整流单元采用ZPF系列电力用高频开关整流模块按n+1备份方式叠加运行。
ZPF系列高频开关整流模块是专为电力操作电源系统设计制造的电源模块。
该产品采用当今最先进的边缘谐振软开关技术，可带电插拔，模块与模块之间采用自带二极管隔离设计，防止模块间相互影响。
模块内部自带CPU，模块还内置E2ROM，保证了模块的运行参数永不丢失，即使脱离主监控工作其运行参数也不会有任何改变。
[（有220V/5A、220V/10A、220V/20A、220V/30A，110V/10A、110V/20A等多种型号规格）]
4.2整流模块的主要技术指标
项目
技术指标
交流输入
三相输入额定电压
380V/50Hz，三线制，或单相220V
电压/频率变化范围
323V-437V;50Hz±10%;160-270V
直流输出
直流输出额定电压
220V;110V
直流输出额定电流
2.5A/5A/10A/20A/30A/40A/60A/80A
输出电压调节范围
180V-320V;90V-160V
输出限流范围
（10%-100%）×额定电流
稳压精度
≤0.5%
稳流精度
≤0.5%
纹波系数
≤0.1%
工作效率
≥94%
可闻噪声
≤55dB
工作环境温度
-5—+45℃
绝缘
绝缘电阻，绝缘强度
DC500V/>2MΩ；AC2000V/1min
四遥功能
遥控，遥信
开/关机、均/浮充；开/关机状态、故障类型
遥调，遥测
输出电压、输出限流遥调，遥测
4.3操作说明模块参数设置，工作母线设置：
地址设置：
浮充电压设置：
均充电压设置：
合母限流设置：
合母过压设置：
控母输出电压设置：
控母限流设置：
控母过压设置：
保存设置信息。
在模块安装或换机应注意，必须将地址重新设置，否则会出现通讯故障。
第五章监控单元
5.1监控单元的功能特点及选型
电力系统监控主要是针对直流成套装置设计，其中TMZP系列为综合型监控设备，实现电源模块及系统，电池巡检，绝缘支路巡检三合一功能。
TMBJ是针对电池19-108单元的巡检仪，TMJJ是专门针对15-150路绝缘支路的巡检仪。
与同类产品比较，TMZP监控系统具有以下特点：
□采用以数字DSP为核心的集散式监控系统，模块化设计；对交流配电、直流馈电、整流模块、电池组和系统支路绝缘实施全方位的监测和控制。
□采用大屏幕触摸屏，点阵液晶显示，长寿命LED背光，实现全汉化显示，除完成常规数据测量，电源系统运行状态的实时显示外，还提供各种菜单、信息提示，屏幕触摸操作，真正实现人机对话操作。
□通过显示屏，信号灯及声光报警提供各种工作状态、故障类型、故障部位指示；系统故障可准确定位，使系统维护变得简单有效。
□监控系统的软件、硬件采用开放式设计，根据用户不同需要可随时增加、修改监控系统的测量及控制参量，以及改造及增加监控功能配置。
□对电池电压、充放电电流的精确管理及严格控制是保护电池及延长电池使用寿命的关键，为此本监控模块根据用户设定的充电参数（如电压均浮充值，充电限流值、维护性均充间隔时间等），调整整流模块的充电方式、充电电流，自动地完成电池的精确管理及保养维护。
□电池温度补偿功能，免维护电池的充电电压需要随环境温度的变化做相应的调整，才能保障电池处于最佳工作状态，延长电池使用寿命。
本监控模块可自动完成电池温度补偿，确保电池工作在最佳状态。
TMZP监控系统型号及功能配置见下表：
表1-1型号及功能配置
型号
功能
TMZP
1.0
TMZP
1.1
TMZP
2.0
TMZP
3.0
TMZP
3.1
TMZP
3.2
TMZP
4.0
TMJJ
1.0
TMBJ
1.0
TMBJ
1.1
电源监控
有
有
有
有
有
有
有
—
—
—
绝缘检测
—
母线
30路
—
母线
—
30路
30路
—
—
电池巡检
—
—
—
19路
19路
38路
19路
—
24路
110路
型号说明：
TM[xx][y].[z]
其中：
TM——监控装置代号
xx——监控装置类型，ZP:
电源监控装置、JJ:
绝缘监测装置、BJ:
电池监测装置。
y——监控装置版本代号，首版为1，产品升级或功能扩展后的版本用2,3,4……
z——相同版本但功能有所差异的监控装置序号，通常用0表示标准品（缺省默认值为0），功能有差异的产品用1,2,3……
由于TMZP采用触摸屏大液晶及分布式DSP数字系统，属于高成本配置产品。
对一些如开闭所，企业站小直流系统可采用SM系列监控，简称小监控，该产品主要特点如下：
1．采用12864/12232液晶中文菜单人机界面。
2．采用数字AVR核心技术，数字采集与通讯独立工作。
3．对交流单相输入，直流动母控母电压电流，电池组电压电流，整流模块工作电压电流进行实时监测报警。
4．对4-8路直流馈出（包括动母、控母，电池断路器）工作状态进行检测。
5．可根据系统设置界面，对电源系统通过RS485接口实现四遥功能。
6．参照电力系统电池管理程序，根据定时时间
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