直流屏原理

产 品 组 成
交流配电单元 监控系统模块 调压硅链模块 绝缘监测模块 高频开关整流模块 蓄电池监测仪 蓄电池组 馈电单元
各组成部分的原理和功能
1、交流配电单元： 直流屏的交流系统一般都有两路交流电输入，正常 时交流电输入切换开关置于“自动”位置，1路工作，2路备用，交流电 经交流输入空气开关、交流接触器、熔断器等送至各个充电模块，为 高频开关整流模块提供交流电源。 如图：
2. 蓄电池充电 (1)放电后的蓄电池在线再充电，单个电池组充电电压为13.5±0.3V。 (2)电池组温度不得超过55℃，持续运行避免超过45℃。温度超过45℃ 时必须终止充电 注意：蓄电池严禁过放电，电池活化及容量核对性放电时，要严格 掌握放电电流及放电终止电压。防止蓄电池过放电，影响蓄电池寿命 及容量。
蓄电池组：作为全站直流系统
的后备电源，在充电模块停止工作 时，蓄电池无间断的向直流母线送 电；此外，在断路器进行合闸操作 时，此时蓄电池成为合闸电源。因 为交流电是不能存储的，所以使用 直流屏来利用电池组把由模块转换 过来的直流电转化成化学能进行存 储，等到交流停电时又由化学能转 化成电能来给直流负载供电。
2、交流输入停电或异常时 正常浮充运行，交流输入停电或异常时，充电模块停止工作，这时由 电池通过硅链系统不间断的给负载供电，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 复正常后，充电模块对电池充电。 系统工作时的能量流图：
高频开关整流模块功能说明
一、保护功能
4、绝缘检测模块：用于监控直流系统电压及其绝缘情况，在直流系统出 现绝缘强度下降（220V直流电压系统一般为低于25KΩ ，110V直流 电压系统一般为低于7 KΩ ）等异常情况下，发出声光告警，并能找 出对应的支路和对应流模块是直流屏的心脏，负责给直流 屏提供动力，一方面给蓄电池充电，另一方面给直流负载提供正常工 作电流。充电模块内部有监控系统能监视、控制模块运行情况。由于 充电模块本身具有CPU，充电模块也可以脱离监控模块独立运行。
直流系统电池管理
在变电站或电厂中，直流电源不仅要为二次设备提供不间断直流电源， 还要向断路器分合闸线圈提供冲击电流。电池组在直流系统中的地位 很重要，如何维护就成为非常重要的一个问题。智能高频开关电源具 有电池管理系统。它采用二级监控模式，能对电池的端电压、充电电 流、电池温度及其它参数作实时在线监测。可准确地根据电池的充放 电情况估算电池容量的变化，还能在电池放电后按事先设置的条件自 动转入限流均充状态，通过控制母线电压来完成电池的正常均充过程。 并可自动完成电池的定时均充维护，均/浮充电压温度补偿等工作， 实现了全智能化。
直流屏系统原理
直流屏系统
1、直流屏用途 2、直流屏组成 3、系统原理和特点 4、环境条件 5、系统参数 6、系统工作原理 7、直流系统电池管理
产品用途
主要适用在发电厂、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控制、信号、保护、 远动通讯和故障照明提供直流电源。应用 于电力、石油、化工、冶金、机械、造纸、 煤炭、建材、纺织、酿酒等领域。
•输出过压保护：模块集成过压保护电路，出现过压后相应模块
自动锁死，故障指示灯亮，自动退出运行而不影响整个系统正 常运行。（320V±2V）
•输出限流保护：每个模块的输出功率受到限制，输出电流不能
无限增大，因此每个模块输出电流最大限制为额定输出电流的 1.05倍，如果超负荷，模块会自动调低输出电压以保护模块。
高频开关整流模块的原理
高频开关整流模块三相三线交流输入，输入经过输入保护、三相整 流桥整流、无源的功率因数校正技术，经过平滑滤波单元转换成直流电。 直流电再经过 “谐振电压型双环控制技术”把整流好的直流电转换成高 频的脉冲，然后高频的脉冲再通过高频的桥式整流平滑滤波后通过输出 保护得到所需的直流电源。
蓄电池活化 蓄电池在长期浮充运行状态下，其极板上会吸附堕性物质，容易使蓄 电池活性降低。为了恢复蓄电池容量，激活堕性物质，要定期对蓄电 池进行活化。方法是先将蓄电池内的电放完，再充满即可。 1. 蓄电池放电： 放电电流按0.1C10A放电，记录放电时间、蓄电池电压，电流及环境温 度；放电至10.8V×n放电终止。计算放电容量，在环境温度在20℃左 右时，蓄电池容量应≥95%C10。
2、监控系统模块：直流屏的监控系统是一个带LCD显示屏的人机界面， 它是底层模块和后台管理的桥梁，是直流屏的大脑，负责管理充电模 块和底层对电池自动管理，查看当前故障信息、历史信息记录和各种 参数。 如图：
3、调压硅链模块：直流电源系统对电池组进行均衡充电时，充电模块的 输出电压会高于控制回路的额定电压值，这时就需要一个调压装置来 调节电压给控母回路供电。硅链模块就是这样一个调压装置，可自动 和手动来改变电压的大小，从而保证控制母线的电压在范围之内。 降压硅链单元是利用大功率的整流二极管的PN结正向压降叠加 来产生调整压降。这种方式安全可靠，抗冲击性好，易维护。
过的电流超过器件承受电流，系统就会自动关闭功率器件，保护功 率器件。在电流恢复正常后可自动恢复。
二、测量功能
测量模块输出电压和电流以及模块的工作状态，并通过前面板显示 输出电流。工作指示灯（绿色）和告警指示灯（红色）显示运行状 态。
三、故障报警功能
在模块出现故障时会发出光报警，同时可通过主监控单元显示故障信 息，定位故障点，便于及时排除故障。
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、直流馈电单元、绝缘监测等几部分组成，其基本原 理框图如下：
+ KA1
SA1 KA1
JKQ
+WF
+WO +WC -WC、-WO
系统的基本工作原理：
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，经整合在充电模块内部的隔离二极 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，直流屏中各模块的运 行由数据采集模块采集处理，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。
•短路保护：输出短路时模块在瞬间将输出电压拉低到零，限制
短路电流在限流点之下，以达到保护模块的目的。
自动退出系统，而不影响其它模块工作。
•并联保护：每个模块内部均有并联保护电路，保证故障模块可 •过温保护：模块检测散热器温度超过85℃时自动关机保护，温
度降低到70℃时模块自动启动
•过流保护：主要保护大功率变流器件，在交流的每一个周期，如果通
监控器简介
1 电力监控器是整个直流系统的控制、管理中心；电力监控器的主要 任务是：对系统中各功能单元和蓄电池进行长期自动监测、获取系统 中的各种运行参数和状态、根据测量数据及运行状态实时进行处理， 并以此为依据对系统进行控制。 2 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。 3 对蓄电池电压、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，为此监控模块根据用户设定的充电参数，调 整整流模块的充电方式、充电电流，自动完成电池的精确管理及保养 维护。 4 检测整流模块的输出电流和故障状态：当模块有故障时，电力监 控器发出声光报警信号，并重新分配整流模块负载。 5 监测电池电压及充放电电流：当市电中断由电池维持向负载供电时， 如果电池电压降低至告警值，监控模块发出声光报警；当市电恢复后 电力监控器可对电池进行均衡充电管理。 6 采用电力部标准通讯协议，可方便地与电力自动化系统对接，实现 电源系统“遥信、遥测、遥控、遥调”的四遥功能。
馈线单元：绝缘检测单元
开关量单元
环境条件
◆ 环境温度不低于-5℃，不高于+45℃,设备存储环境温度允 许为-10 ℃～60℃ ◆ 环境最大相对湿度不超过90%（环境温度25 ℃ ） ◆ 运行地点无导电尘埃，没有腐蚀金属和破坏绝缘的气体或 蒸汽 ◆ 海拔高度: 海拔高度≤2000m
系统参数
● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 稳压精度：≤0.5% 稳流精度: ≤0.5% 纹波系数: ≤0.1% 转换效率: ≥94% 噪 声: ≤55dB 均流不平衡度: ≤3% 介电强度：2000V/min无闪络，无击穿。 交流电压输入范围：380V±15% 交流电压频率范围：50Hz±10% 防护等级：IP≥30