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高频直流电流及试验电源

CXRD-GZDW系列高频开关直流电源

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 第一章 概 述

§1.1 简 介 
 
      CXRD-GZDW系列高频开关直流电源系统采用我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,触摸屏带触摸功能,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 型号定义说明


 §1.4 技术指标 
◆ 交流输入电压: 380V±15%
◆ 电网频率:50Hz±10%
◆ 输出电流等级:10A~320A
◆ 使用电池容量:10AH~3000AH
◆ 额定输出电压:220V/110V
◆ 输出电压范围: 198V~286V /99V~143V 连续可调
◆ 输出限流:额定电流×(10% ~110% )
◆ 模块额定输出电流:5A, 7A,10A,20A (220V系统);
10A,15A,20A,40A(110V系统)
◆ 稳压精度: ≤±0.5% 
◆ 稳流精度: ≤±0.5%
◆ 纹波系数: ≤±0.1%
◆ 效率: ≥91%
◆ 输出过压保护: 295±5V/155V±2V
◆ 输出欠压保护: 190V±2V/85V±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≤40dB
        风冷≤55dB(距柜体1米处)
◆ 防护等级: ≥IP30
◆ 屏体尺寸(长*宽*高):2260*800*600/2360*800*550


第二章 系统结构组成及接线方式

§2.1系统结构组成:
系统组成的屏面示意图如图2.1,其基本组成部件及功能如下:

A.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、绝缘监测单元PMU-J1、18节蓄 电池巡检仪PMU-B1中采集到的信号进行统一管理,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;选配单元:绝缘监测单元PMU-J1,18节蓄电池巡检仪PMU-B1,108节蓄电池巡检仪BAT-108。

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
      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。
 


B.充电模块(高频开关模块):完成AC/DC变换,实现系统基本功能。
C.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。
D.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。
E.直流馈电输出:将直流输出电源分配至每一路输出。
F.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。
G.闪光输出:系统可根据需要选配闪光母线输出。
H.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。
I.蓄电池巡检仪:
PMU-B1:支持18节蓄电池单体电压监测,负责采集两组环境温度,测量精度可达5%,受主监控器控制;
BAT-108:提供1 0 8 节单体电池检测,可测量任意规格电池,或者多节电池串连测量;提供电池总电压与电池电流的测量;提供电池温度监测, 监测电池体表温度或电池安装环境温度;通过LCD 和按键校准各种测量值;有标准RS-232和RS485接口,直接与上位机通讯;系统配备LCD显示屏、薄膜键盘、声光告警器;通过LCD 显示屏显示系统工作信息;通过薄膜键盘配合LCD显示可以方便快捷的完成系统的配置和参数的修改;系统根据设置参数自动处理系统告警,并用汉字显示系统故 障内容,同时发出声光报警。

第三章 系统监控模块
§3.0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(1~6);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

3.1 触摸屏监控模块PMU-S2T 操作说明
上电复位界面
触摸屏监控模块上电时,显示公司图标、公司基本信息以及时间、日期。如图3.2所示,其中包括公司地址、电话号码和传真号,便于用户与厂家联系。点击触屏幕的任意位置,则进入“图3.2主窗信息”页。
 


      主窗信息 显示系统状态(正常或故障)和直流参数,其显示画面如图3.3所示。在该界面中显示母线电压,电池组总电压,控母电压,控母电流,电池电流及当前电池充电状态。主窗信息中显示的各个电压、电流数据由直流监控单元采集。

      当系统检测到当前设备出现异常时,则系统状态显示为“故障”,并不停地闪烁,同时配有声音告警。直接点击“故障”处可查询到当前故障信息。 

      若母线分段或配有两组电池,则主窗信息由两页分别显示两段母线上的直流参数或电池参数,可点触“下页”按扭查询相应参数。在主窗信息页的菜单栏点触相应菜单可分别进入“信息查询”、“系统设置”、“系统控制”窗口,点击‘信息查询’进入信息查询界面。
 


      信息查询 在信息查询界面可以查询系统的工作参数和系统设置数据。包括交直流参数、模块参数、当前故障、历史故障、系统设置参数、系统控制参数、放电计量情况,以及 绝缘监测和电池巡检参数等。在主窗区显示出相应的信息查询选项,直接在相应的选项上点触即可查询到具体内容,如图3.4所示,点击‘交流参数’进入交流信 息查询界面。
 

      交流参数如图3.5所示,包括交流一、二路输入三相电压、交流电流、两路接触器路状态(工作、备用)以及环境温度。其中,交流电压、交流电流、交流接触器工作状态是由交流监控单元采集的数据;环境温度是在直流监控单元采集的数据。
 

      扩展测量参数如图3.6所示 ,系统可测量3个扩展模拟量,如逆变器电压,通信模块电压,电流等信号。扩展测量的测量系数在系统调置中可灵活设置,详见“系统设置”中的“系数设置”界面。
 

      高频整流模块参数如图3.7所示,每一页显示四个模块的相关参数,包括模块电压、电流、开关机状态以及模块位置信息。
 

      当系统配置有绝缘监测时,在‘信息查询’中点击‘绝缘监测’菜单,可进入绝缘监测详细的绝缘参数查询。绝缘监测如图3.8所示,显示合母、控母对地电压和 故障支路的接地电阻值。电阻值为正表示正接地,为负表示负接地。最多可显示7条支路故障。如果绝缘监测母线段数设为0,则不能进入该页面,若设为1,则 “下页”按钮无效。
 

      电池巡检如图3.9所示,显示各组电池中的每节电池电压值和温度(每组2个温度),最多显示19节电池。如果巡检组数设为0,则不能进入该页面,设为1,则上、下页按钮无效。
 

      放电计量如图3.10所示,实时监测两组电池的放电情况,包括放电电压、放电电流、放电容量和放电时间,可点触“启动/停止”来切换放电计量的开始与停止,或点触“清除”按钮2次,清除放电电量和放电时间,电池处于充电状态时,系统自动暂停计时、计数。
 

       当前故障显示系统当前所存在的故障信息,最多显示12条,历史故障显示的是以前发生过且现在已经排除掉了的故障信息。

      系统设置参数和系统控制参数与系统设置、系统控制内容一样,但只供查询,不可改变各参数的内容。

      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,即输入正确密码方可进行设置,密码输入 页面显示如图3.11,正确输入五位密码后自动进入图3.12系统设置页。产品出厂设定密码为“12345”,用户在系统设置中更改密码时,必须为5位。 系统设置页如图3.12所示,主窗区设有各设置项目的选择按钮,直接点触,进入相应设置操作。

      如客户已修改系统设置密码并遗忘时,可用系统万能密码20110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。

注意:
输入初始化密码16888后,监控模块所有设置恢复为出厂缺省数据,需要根据系统配置重新设置参数。

 

      交流设置 如图3.13所示,可设置交流供电是第一路供电、第二路供电还是两路同时供电,以及交流过压值和交流欠压值。设置交流供电方式时,先点触主窗区的“第一 路”,此时这三个字会变为反颜色显示,若再次点触,将变为“第二路”,下次点触变为“双 路”,直到您想要设置的参数为止。设置交流过压值时,先点触过压值后面的参数“253.0”,使其被选中,然后在数字键盘中输入欲设定的参数值,您所输入 的数据将会在附加栏中显示出来,直到输入一个完整的数据后,自动将您所输入的数据覆盖主窗区的相应参数。

      设置好以后,可点触“保存”按钮来保存您所设置的数据,或点触“退出”不保存退出“交流设置”,此时交流设置参数将恢复以前的数值。
 

      直流设置 如图3.14所示,可设置直流母线分段或不分段、控母输出电压、合母过压值、合母欠压值、控母过压值、控母欠压值。具体设置方法与“交流设置”相同。
 

      高频整流模块数量设置 如图3.15所示,设置模块个数。最多设置为16个模块。模块个数设置范围为1~16。
 

    电池管理 如图3.16所示,可设置电池组数(最多2组)、均充电压、浮充电压、充电限流值、转换电流、计时均充时间、均充限时时间、维护均充时间、温度补偿系数、电池欠压值。

     “充电限流”值是电池充电时的恒流值,此参数的设定要根据使用的电池容量及特性来设置。
 

      “转换电流”是电池均充转浮充的判据之一,当电池均充电流下降到转换电流点时,再经过“计时均充”时间,则自动转为浮充充电。

      电池巡检 如图3.17所示,可设置巡检组数、电池节数、单体电池过、欠压值以及差压报警值、尾电池数量及尾电池过欠压值。
 

      绝缘监测 如图3.18设置监测母线段数、差压报警值、接地电阻报警值。
 

      通信设置 如图3.19所示,可设置系统的通信地址、通信波特率和通信协议,波特率的设置方法是先选中“通信速率”,即点触“1200”,再次点触该位置,将变为 “2400”、“4800”、“9600”,直至您想要设置的速率值为止,然后按“保存”。通信协议可选择RTU协议、MODBUS协议、IEC协议或 CDT规约。
 

      硅链设置 如图3.20所示,设置硅链的级数(5级、7级或无硅链)、定义各路故障输出的具体故障类型。
 

      各类故障的编号定义如图3.21所示。只要输入相应故障编号,按确定键即可。
      若硅链设置为5级或7级,则04、05、06路输出无效(自动隐藏)。
 

      时间密码 如图3.22所示,可设置系统设置密码、系统控制密码和日期、时间。
 

系数设置 
      在图3.23系数设置中可设置电池电流测量传感器、控母电流测量传感器、及三个扩展测量用传感器的转换量程。此参数关系到电流测量及扩展测量的准确性。如当系统使用的电池电流传感器为200A/5V规格时,则将电池系数设为200即可。

      在系数设置页中可调整液晶显示屏的亮度,若按下“保存”键,则在下次系统上电时,将按照保存的亮度显示出来。
 

系统控制 
      系统控制如图3.24可控制电池的充电方式(均充、浮充)和模块的开、关机。按下保存后,控制生效。

系统设置参数的设置范围:
 

 

      为确保系统安全,在设置系统参数时,系统自动对所改变参数的数据格式及数据范围值进行检查,如果输入的参数不在规定的范围内或数据格式不对时,系统会提示设置有误并不能保存。各参数的具体设置范围如下表3.1所示:
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      


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。

第四章 高频整流模块说明
§4.0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。

模块命名规则:

§4.1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。
 

 

§4.2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。整流模块目前有多种型号,可满足客户的不同需求。

表4.1整流模块型号及输出通用技术指标: 

整流模块型号 输出电流/输出电压 冷却模式 开孔尺寸
(宽×高×深)mm3
  模块重量
GF22020 220V/20A 风冷 160×300×420 15 Kg
GF11040 110V/40A 风冷 160×300×420 15 Kg
GZ22010 220V/10A 自冷 160×300×420 13 Kg
GZ11020 110V/20A 自冷 160×300×420 13 Kg
GF22010 220V/10A 风冷 160×222×310 8.0Kg
GF11015 110V/15A 风冷 160×222×310 8.0Kg
GF22005 220V/5A 风冷 127×222×310 5.0Kg
GF22007 220V/7A 风冷 127×222×310 5.0Kg
GF11010 110V/10A 风冷 127×222×310 5.0Kg


表4.2整流模块技术参数
 

型号
项目
参数指标 备注
220V模块 110V模块
三相输入额定电压 380VAC±15%  
输出额定值 见 表4.1  
电压调节范围 198~286VDC 99~143VDC 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 自冷系列 ≥93% 在额定输入电压、额定输出情况下
风冷系列 ≥91%
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 97±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块自动转为恒压充 电,当充电电流逐渐减小,达到0.01CA(可设置)时,微机开始计时3h后,监控模块控制高频整流模块自动转为浮充状态运行,电压为 (2.23-2.28)V×n。
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,按阀控式密封铅酸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,无间断地向二次控制母线送电。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,按阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序进行充电。

5.2温度补偿
      阀控式密封铅酸蓄电池在不同的温度下必须对蓄电池充电电压做相应的调整才能保障电池处于最佳状态,电池管理系统可以监测电池温度;用户可根据电池厂家提供 的参数,选择使用电池温度补偿功能,选择此功能后系统监测电池温度,自动调整电池充电电压,使电池工作在最佳状态。

5.3电池定期维护保养功能
      当电池长期不用或长期处于浮充状态,电池极板的活性物质很易硫化,当活性物质越来越少时,电池的放电能力也越来越差,直至放不出电。

      此外,由于电池之间的离散性,单体电池之间的实际电压不尽相同,电池标称的浮充电压只是一种均值,所选定的浮充电压并不能满足每一节电池的要求,如果电池 长期处于浮充状态,其结果必定是,部分电池的电量能保证充满,而有一部分电池是无法充满的,这一部分电池表现出来的电压是虚的,需要放电时,其放电能力很 差。

      因此,要求充电系统具备定期对电池作维护性的均充活化功能,以免电池硫化、虚充,确保电池的放电能力和使用寿命。

      我公司的监控模块,能非常方便的实现这一功能,而且定期均充间隔时间可由用户根据需要自行设定;在需要对蓄电池进行充放电实验的时候,该监控系统可以实时监测蓄电池的放电容量和电压,防止蓄电池过度放电,从而增加蓄电池的寿命。
 

附录:注意事项
◆ 接线时,请不要带电操作,避免起弧。非专业人士严禁带电维护,以免触电
◆ 注意确认直流端子输出极性正负,反接会导致充电设备及用电设备的损坏
◆ 设备断电后,柜内高压会残留一段时间
◆ 本系统控制器及整流模块皆由精密元器件构成,且经过出厂严格测试,里面没有需要维护的器件,请用户不要随意打开。

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