英可瑞模块100AH直流屏说明书标准.docx

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英可瑞模块100AH直流屏说明书标准

第一章概述

1.1简介

GZDW系列高频开关直流电源系统采用英可瑞公司自主研制开发的高频开关整流模块及微机监控模块，融合了最新的高频软开关技术和计算机控制技术，具有高效率的零开通和零关断整流技术，简洁易懂的中文界面显示，完全智能化运行管理和多层保护等优异性能，极大地提高了系统的稳定性、可靠性和效率。

高频开关电源由于其体积小，重量轻，技术指标优越，模块化设计，Ｎ＋１热备份方式，系统配置有RS485和RS232接口，可与后台计算机配合通讯，实现“遥控、遥测、遥信、遥调”功能，完全满足电力系统自动化控制系统要求，是符合高新技术发展方向的新型电源产品。

目前已广泛应用于发电厂、水电站及各类变电站和工业企业配电系统中心。

1.2系统性能特点

●　高频软开关技术：

采用最新的高频谐振软开关技术，实现整流过程高频开关管的零开通和零关断，提高系统的效率和功率密度。

●　模块化设计，充电装置使用多个高频开关模块并联，N+1热备分，可平滑扩容，可带电热拔插模块具有一体化接口，提高系统稳定性和可靠性。

●　监控功能完善，高智能化，采用大屏幕液晶汉字显示，声光告警。

●　全智能化设计，对系统的各组成部分：

交流配电、整流模块、直流馈电实现全参数本地及远端监控；主要监控量有：

模块的开/关机、充电方式、输出电压调节、输出限流点整定、双路交流自动切换、电池自动管理等等。

●　监控系统配有标准RS-232/485接口，采用电力部标准通信规约，方便接入自动化系统，提供开放协议，方便组网，简单实现“四遥”及无人值守。

●　对蓄电池自动管理及自动维护保养：

实时监测蓄电池组的端电压，充、放电电流，单体蓄电池电压自动控制，均、浮充以及定期维护均充。

●　具有电池温度补偿功能。

●　整流模块操作使用简单，可带电插拔，更方便于安装、检修、更换。

1.3技术指标

◆　交流输入电压:

380V±15%

◆　电网频率：

50Hz±10%

◆　输出电流等级：

30A

◆　使用电池容量:

100AH

◆　额定输出电压：

220V

◆　输出电压范围:

198V～286V连续可调

◆　输出限流：

额定电流×（10%～110%）

◆　模块额定输出电流：

10A（220V系统）；

◆　稳压精度:

≤±0.5%

◆　稳流精度:

≤±0.5%

◆　纹波系数:

≤±0.1%

◆　效率:

≥91%

◆　模块输出过压保护:

295±5V

◆　模块输出欠压保护:

190V±2V

◆　绝缘电阻:

≥10M

◆　绝缘强度：

输出对地、输入对地、输入对输出施加2KVAC,1min无飞弧无闪络。

◆　相对湿度:

≤90%

◆　海拔:

≤1000m

◆　地震烈度:

≤7度

◆　环境温度:

-5℃～45℃

◆　可闻噪音:

自冷≤50dB（距柜体1米处）

◆　防护等级：

≥IP30

◆　屏体尺寸（宽*深*高）：

800*600*2200

第二章系统结构组成及接线方式

2.1系统组成

2.1.1屏面示意图

2.1.2原理图一

2.1.3原理图二

2.2基本组成部件及功能

2.2.1监控模块：

监控模块进行系统管理，对系统的交流监控单元PMU-A2、直流监控单元PMU-D2、开关量监控单元PMU-K2，实现电池智能化管理、系统、报警，使分布式集中监控的模式成立并实现后台远程通讯功能。

监控模块配置下位机：

交流检测单元PMU-A2，直流检测单元PMU-D2，开关量信号单元PMU-K2，绝缘监测单元PMU-J1（选配）。

交流监测单元

测量双路三相交流输入电压、电流、交流接触器状态。

通过RS485串行接口将检测的信息传送给电源系统监控模块，作为监控模块管理电源系统和处理故障告警的依据。

根据测量的交流输入电压自动完成双路交流输入的自动切换；实现双路交流互为备用供电。

直流馈电监控单元

测量直流馈电的输出参数和馈电元件的工作状态。

监测合母输出电压、电流；控母输出电压、电流、电池充放电电流和环境温度等模拟量；通过RS485串行接口将检测的信息传送给电源系统监控模块，作为监控模块管理电源系统和处理故障告警的依据。

开关量监控单元

电池熔断器状态、电池开关状态、合闸开关状态、控制开关状态、绝缘监察继电器状态降压模块工作状态等开关量采集到此监控单元中，自行控制，并通过RS485口上报至监控模块。

绝缘监测单元（选配）

实现系统母线和支路绝缘状况监测，产生告警信号并上报至监控模块，同时具有告警干接点输出；单个绝缘监测单元可测量30路支路输出，绝缘监测单元可进行并机扩展。

2.2.2充电模块（高频开关模块）：

将三相交流电整定成为具有额定电压的直流电，向各种直流负载供电。

2.2.3其它部分

（1）交流配电：

将交流电源引入分配至各个模块，具备两路交流输入互投电气、机械功能。

（2）避雷装置：

使用C级防雷器，防止交流处引进浪涌及雷击，保证系统运行的稳定性。

（3）直流馈电输出：

将直流输出电源分配至每一路输出。

（4）母线电压调节：

控制降压硅链投入节数，使直流母线电压保持在额定范围。

（5）蓄电池：

交流断电时，由蓄电池对直流负荷供电；合闸大电流输出时也由蓄电池对其进行供电。

第三章系统监控模块

3.1监控系统原理组成：

监控系统硬件结构采用模块式集散结构，各单元功能相对独立，单元故障不会在系统中扩散，因而系统具有极高的可靠性。

监控系统采用三级控制管理结构，监控系统结构框图如3.1图所示，最高一级为系统控制后台或电力自动化系统，通过RS232/RS485与系统监控模块连接；系统监控模块为监控系统的第二级，监控系统的底层由交流配电监控单元、直流监控单和开关量监控单元构成。

系统监控模块通过RS485通讯接口与交流配电监控单元、各模块监控单元和直流馈电监控单元相连接。

交流配电监控单元、模块监控单元和直流馈电单元内部均采用微机处理技术，负责监测各部件的运行参数和工作状态，执行从上级监控发出的控制命令，是整个监控系统的基础。

监控系统的主要技术参数：

●工作电源：

85V~320VDC，176V~264VAC

●最大功耗：

≤10W

●工作温度：

-5℃~40℃

●海拔高度：

≤2500m

●内部通信端口：

RS485

●后台通信端口：

串口RS485和RS232

●电池管理：

自动均浮充转换

充电限流

定时均充

温度补偿

●控制功能：

高频整流模块开、关机

高频整流模块限流

高频整流模块电压调节

电池均/浮充转换

降压装置电压控制

●告警功能：

可为告警量设定继电器输出（1～3）；蜂鸣器声音告警

交、直流电压过欠压告警

馈线开关故障告警

绝缘故障告警

电池电压故障告警

●绝缘强度：

通信端口对机壳耐压500VAC/1Min，电源端口对机壳耐压2000VAC/1Min，电源端口与通信端口耐压2500VAC/1Min

监控模块性能特点：

◆符合高等级的抗扰度国际标准，工作稳定可靠

◆设置密码保护，保证设备维护、操作权限

◆大屏幕液晶中文显示，界面友好，易操作

◆监控可同时管理两组电池，并可监测两段母线

◆提供RS232、RS485硬件接口，可方便接入远程监控系统

◆支持CDT91、RTU、MODBUS、IEC103等多种规约，易于接入远程监控系统

3.2液晶屏监控模块PMU-S3L操作说明

前面板如图3.25所示:

键功能定义:

F1－F4:

对应LCD显示的功能,在不同状态有不同的定义。

设置:

在系统设置状态和系统操作状态用于改变状态设定，如：

模块有无、模块开关机、均浮充等。

清除:

在系统设置和系统操作状态输入数据错误时清除输入数据，以便重新输入。

“↑↓”:

在系统设置和系统操作状态改变光标位置。

确认:

在出现告警时用于告警确认，在系统操作状态用于下载操作数据。

复位:

复位系统监控，复位时不影响系统监控工作状态。

数字键:

在系统设置和系统操作时输入数据。

%注意：

系统由于程序版本不同，操作界面可能会有差异，以当时实物为准。

系统上电时显示公司信息和当前时间，显示界面如下，在此状态按任意键进入系统信息显示，如不按键2分钟后自动进入系统信息显示。

系统信息显示界面如下：

该页面显示系统当前状态和合母、控母及电池的基本信息以及当前时间，按“F3”键进入主菜单显示，按“F4”键返回公司信息显示。

主菜单显示如下：

该页面显示系统主菜单，按“1”键进入信息查询菜单；按“2”键进入系统设置，需输入密码，输入正确可进入系统设置，错误则返回主菜单；按“3”键进入系统操作，需输入密码，输入正确可进入系统操作，错误则返回主菜单；按“4”键进入放电计量界面；按“F3”键返回系统信息显示。

信息查询说明：

信息查询菜单显示如下：

该页面显示信息查询菜单，按数字键“1”进入当前信息显示，信息包括交流配电信息，直流馈电信息和模块工作信息。

按数字键“2”进入故障信息查询，可查询当前系统存在故障。

按数字键“3”进入设置信息查询，可查询系统设置的参数。

按数字键“4”进入操作信息查询，可查询系统设定的电压、限流点及模块状态。

按“F3”键返回系统主菜单。

如系统配有电池巡检，按数字键“5”可查询系统单体电池电压值。

同样，按数字键“6”及“7”可分别查询系统的绝缘状态及历史故障。

1）当前信息查询：

当前信息查询可查看系统的工作参数，包括交流配电、直流馈电和高频整流模块的工作参数。

在此状态按“F1”键向上翻页，按“F4”键向下翻页，按“F3”键返回信息查询菜单。

显示包括如下的内容。

此页显示为第一路交流输入的参数和状态，包括交流输入A、B、C三相电压以及一路交流处于工作还是备用状态。

此页显示为第二路交流输入的参数和状态，包括交流输入A、B、C三相电压以及二路交流处于工作还是备用状态。

此页显示为交流工作电流和系统环境温度，当系统进行温度补偿时，补偿电压就是以此温度作为计算补偿电压的因素。

此页显示合闸母线的电压，控制母线的电压、电流，电池端电压、充电电流、电池充电状态，电池有三种充电状态：

均充状态、浮充状态、放电状态。

此页显示模块的工作参数及配置状态,显示的页数由系统设置的模块组数决定,最多可设置4组模块,即最多可有四页显示,显示内容包括：

此组模块的工作状态是对合母供电还是对控母供电，每组模块包括5个高频整流模块或降压模块，显示模块的开关机状态。

2）故障信息

故障信息最多显示3页共12条故障信息，如果系统没有故障则显示“系统正常”。

故障信息显示页数由故障信息条数决定，当一页显示不完时增加页面，按“F1”键向上翻页，按“F4”键向下翻页，按“F3”键返回信息查询菜单。

显示实例如下：

当系统出现故障时，故障信息立即弹出，同时发出声光告警，操作人员在查阅故障信息后按“确认”键后系统显示自动返回基本信息显示，同时关闭声音告警。

3）设置信息

设置信息显示与系统设置显示内容相同。

但密码设置不显示，光标不显示，只可进行查询，不可更改设置，详细内容见系统设置。

4）操作信息

操作信息显示与系统操作显示，显示内容相同。

但不显示光标，只可以进行查询，不可以实现操作。

详细内容见系统操作。

系统设置

系统设置完成系统自动管理所必须的参数设定，是系统自动管理的基础，非法更改可能造成严重损害，因此必需进行操作权限管理，即需输入正确密码方可进行设置，密码输入页面显示如下：

输入五位密码（密码为数字键）正确后进入系统设置，错误则返回系统主菜单，也可以按”F3”键直接返回主菜单。

密码的出厂设定为“12345”，用户可在系统设置中更改密码，密码设定必须为5位。

如客户已修改系统设置密码并遗忘时，可用系统万能密码02051进入。

当系统所有的参数需要恢复为出厂默认参数时，输入16888既可，请注意，输入后参数恢复为出厂缺省参数，需要根据系统实际配置重新设置参数。

正确输入系统设置密码后，进入系统设置界面。

“↑，↓”键用于改变光标位置，“设置”键设定二值参数，“清除”键清除输入数据，“F1”键为向上翻页，“F4”键为向下翻页，“F2”键为保存后退出，“F3”键为不保存设置退出，系统以原设置的参数运行。

下面详细说明系统设置的内容：

此页设置系统交流进线情况，以供交流故障报警判断。

当设置为交流一路供电时，如第一路交流异常，系统会报交流第一路电压异常信息，第二路交流信息系统则不处理。

交流供电有第一路供电、第二路供电或是两路供电三种方式，用“设置”键选择；交流过、欠压值是主监器判断交流异常的依据，一般过压值设为220V×1.15=253V,欠压值设为220V×0.85=187V。

此页设置模块组数，在系统中一层放置5个模块构成一组，每组模块中可以放置1~5个模块，因而系统监控在管理系统时需要知道哪些位置放置了模块，即要输入每组模块的配置，更改配置的方法是移动光标到要更改的位置按“设置”键即可。

后续模块设置的页数由模块组数确定，设置的方法相同。

此两页设置直流母线告警参数。

一般合母过压值根据电池的参数和节数设定为：

电池单体的最高允许充电电压×电池节数；合母欠压值设定为：

电池的放电终止电压×电池节数；控母过压值设定为：

额定电压×110%=220×110%=242V控母欠压值设定为：

额定电压×90%=220×90%=198V。

传感器设置即为所使用的测量电流霍尔传感器规格。

如200A/5V的传感器就设为200。

此两图设置电池管理的参数，电池管理方式可设置“自动”和“手动”两种方式，用“设置”键选择，电池自动管理方式可根据设置的参数自动的完成电池的充放电管理，自动进行电池温度补偿；手动方式电池充电需要人工完成，一般情况下设置为自动方式。

‘电池容量’为所安装电池的额定容量，‘充电限流值’设定电池充电的最大电流，防止过大电流充电对电池造成危害，一般阀控式铅酸蓄电池设置为：

0.1CA（C为电池额定容量）；电池在均充完成后自动转换到浮充状态，电池充电程序要求充电电流小于某一电流值后再均充３小时转到浮充，‘均浮转换电流’设置此参数，出厂设置为0.01CＡ；一般的免维护电池如果长期工作在浮充状态电池所储备的能量会逐步减小，因而要求每隔一定时间（如果此段时间内未对电池均充）要对电池进行均充以补充电池损失的容量，确保电池处于最佳工作状态，此参数建议设置值为：

720小时。

温度补偿系数设置：

电池温度补偿的参数，根据电池厂家提供的参数确定，一般设置为：

5mV×单体电池总节数；电池欠压值设定电池的告警下限，一般设定为：

1.85V×单体电池总节数。

在使用电池巡检时，按‘设置’键设置电池是否有电池巡检；电池节数为电池巡检实际测量电压个数,最多可测量19个测量单体；对免维护铅酸电池，过压值设置一般为（2.40～2.45）×N，欠压值设置一般为（1.70～1.80）×N，（N为由2V单体电池组成一个电池巡检测量单体的数量,如104节2V电池可组成17个12V的测量单体，乘下2节可作为尾电池来处理（12V单体电池可看成是由6个2V单体电池组成）；压差设置一般为（0.05～0.10）×N；尾电池是指在电池用2V一节单体电池总节数除N有余数时,将剩余电池组成一组电池巡检测量单体,可单独设置其过欠压值，尾电池不包含在电池总节数内。

操作设置键可设置系统是否配置有绝缘检测仪，绝缘电阻设置系统接地电阻告警限，差压报警设置正负母线对地不平衡电压大小。

此三页设置开关量监控单元的故障输出接点内容，可在0----6内可设，当此故障发生时，设置的故障接点会动作。

硅链控制可设置无，五级，七级，由开关量监控单元的故障接点4、5、6输出。

此页设置系统对外通信的基本参数，通信地址在多机通信时作为本机的识别标志，可设置两位数字，通信速率可设置1200BIT/S、2400BIT/S、4800BIT/S和9600BIT/S四种通信速率，用“设置”键选择。

通信协议有RTU、CDT，IEC103、MODBUS四种可供选择。

此页设置系统的时间，包括年、月、日、时、分、秒,设置方法为移动光标到要修改位置，直接输入数字。

此页设置系统修改权限密码，系统可分别设置“操作密码”和“设置密码”，操作密码用于设置操作员进行系统运行参数和状态修改的权限；设置密码用于设置系统管理员进行系统参数设置的权限。

系统操作

系统操作可进行系统运行参数和状态的修改，输入正确密码方可进行操作，密码输入页面显示如下：

输入五位密码（密码为数字键）正确后进入系统操作，错误则返回系统主菜单，也可以按“F3”键直接返回主菜单。

密码的出厂设定为“12345”，用户可在系统设置中更改密码，密码设定必须为5位。

系统操作中，“↑、↓”键用于改变光标位置，“设置”键设定二值参数，“清除”键清除输入数据，“确认”键用于立即执行修改参数，“F1”键为向上翻页，“F4”键为向下翻页，“F2”键为保存后退出，“F3”键为不保存操作退出，系统以原设置的参数运行。

下面详细说明系统操作的内容：

此页可修改电池充电方式和充电电压，充电方式有“均充”、“浮充”两种方式，浮充电压出厂设为108×2.25V=243.0V；均充电压出厂设为108×2.35V=253.8V。

此页可设置控母电压值及屏幕灰度调节，控母电压出厂设为221.0V，灰度在1~7级内可调节。

此页修改模块的工作状态，显示页数由系统设置的模块组数确定，最多2页即4组模块，修改的方法是移动光标到要修改的模块状态的显示位置（显示排列和每组模块对应排列一致），用“设置”键修改。

表3.1系统设置参数

参数名称

典型值

设置范围

参数名称

典型值

设置范围

交流过压值

253.0V

220～264V

巡检差压报警值

0.35V

0.1～0.99V

交流欠压值

187.0V

160～220V

均充

电压

220系统

254.0V

220～合母过压值

控母输出电压

220系统

220.0V

198～242V

110系统

127.0V

110～合母过压值

110系统

110.0V

99～121V

浮充

电压

220系统

243.0V

220～合母过压值

合母过压值

220系统

264.0V

220～320V

110系统

121.5V

110～合母过压值

110系统

132.0V

110～160V

充电限流值

20.0A

1～200A

合母欠压值

220系统

198.0V

170～220V

计时均充时间

3.0小时

0～4.2小时

110系统

99.0V

85～110V

转换电流

2.0A

0.5～20.9A

控母过压值

220系统

242.0V

220～250V

均充限时时间

18小时

5～36小时

110系统

121.0V

110～125V

维护均充时间

30天

20～99天

控母欠压值

220系统

198.0V

170～220V

温度补偿系数

0.3

0～1.0

110系统

99.0V

85～110V

电池巡检组数

0组

0～2组

电池欠压值

220系统

187.0V

160～220V

绝缘监测段数

0段

0～2段

110系统

94.0V

80～110V

绝缘差压报警值

50.0V

20～99.9V

模块个数

04个

01～16个

接地电阻报警值

30.0

10～50

电池组数

1组

1～2组

通信地址

01

01～99

单组电池节数

19节

1～19节

单体电池过压值

14.40V

1～21V

单体电池欠压值

11.40V

1～21V

第四章高频整流模块说明

4.1概述

高频整流模块的主要作用是将三相交流电整定成为具有额定电压的直流电，向各种直流负载供电，是系统中最基本的组成部件。

高频整流模块特点：

采用先进的高频移相谐振软开关技术，转换效率高；

模块采用输出无级限流方式，可根据负载电流的大小和电池容量由系统监控模块选择，限流点稳流精度优于±1%；

采用低差自主均流技术，多个模块并机运行时，具有理想的均流性能；

采用一体化的输入输出及通讯端口，并设计为可带电插拔，方便模块的更换，使系统维护变得安全、简单、高效；

具有完整的告警和保护功能；

能够实现与上位机通讯，具有“四遥”接口。

4.2工作原理

三相交流输入首先进行防雷处理和EMI滤波,然后经整流转换成高压直流，再通过全桥PWM电路逆变为高频交流,经高频变压器隔离降压后通过高频整流滤波成为直流电，最后经EMI滤波和防反接保护输出。

图4.1工作原理图

4.3整流模块技术参数

整流模块的主要功能是实现交流—直流变换。

整流模块可以在自动（监控模块控制）和手动（人为控制）两种工作方式下工作。

表4.2整流模块技术参数

型号

项目

参数指标

备注

三相输入额定电压

380VAC±15%

输出额定值

DC220V

电压调节范围

198～286VDC

带监控模块

输出限流范围

10%～105%额定电流

稳压精度

≤0.5%

稳流精度

≤0.5%

纹波系数

≤0.1%

转换效率

≥91%

在额定输入电压、额定输出情况下

动态响应

恢复时间≤200μs，超调≤±5%

20%负载跃变到80%负载

输出短路回缩

回缩电流≦40%额定电流，可恢复

输出过压告警

由监控模块设置

输出欠压告警

194±5VDC

过温保护

过温保护点80±5℃，降温后可恢复

散热器温度

第五章蓄电池使用维护

监控模块电池管理过程

电池组是直流系统中重要的组成部分，对电池组良好的维护和监测显得尤其重要。

我司的智能监控模块具有先进的电池管理功能，可以严格按照电池的充放电曲线对电池进行管理。

5.1充电功能

系统监控根据设置的充电参数，自动完成电池充电程序，充电参数根据使用电池的类型、容量以及厂家提供的资料设置（镉镍蓄电池和阀式密封铅酸蓄电池充电程序有一定差异）。

1、镉镍蓄电池的运行示图如下图所示，充电程序如下：

a、镍蓄电池正常充电程序（恒流---恒压---浮充）：

用0.2C5A（可设置）恒流充电，电压达到均充整定值（1.47–1.55）V×n（n为单体电池节数）时，监控模块控制高频整流模块自动转为恒压充电，当充电电流逐渐减小，达到0.02CA（可设置）时，再延续充电3h，监控模块自动转为浮充电运行状态，电压为（1.36–1.45）V×n（可设置）。

b、长期浮充充电程序：

正常运行浮充状态下每隔3个月，监控模块自动转入均充状态运行，按镉镍蓄电池正常充电程序进行充电。

c、交流电中断程序：

正常浮充电运行状态时，当电网事故停电，这时高频整流模块停止工作，蓄电池通过降压装置，无间断地向控制母线送电。

当电池电压低于设置的告警限时系统监控模块发出声光告警。

d、交流电源恢复程序：

交流电源恢复送电运行时，监控模块自动进入均充状态运行，按镉镍蓄电池正常充电程序进行充电。

2、阀控式密封铅酸蓄电池运行示图如下图所示，充电程序如下：

a、阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序（恒流---恒压---浮充）：

用0.1C10A（可设置）恒流充电，电压达到均充整定值（2.30–2.40）V×n（n为单体电池节数）时，监控模块控制高频整流模