高频开关直流电源系统使用说明书-正文

第一章概述

1.1 引言

电力直流电源系统（或称电力操作电源）主要应用在发电厂、水电站、各类变电站，以及钢铁厂与石化等工矿企业中，为断路器的分、合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护和应急故障照明等提供不间断的直流电源。

GZDZ1系列电力用智能型高频开关直流电源系统是我公司根据多年的研究开发和设备运行经验，针对电力系统高可靠性和高性能要求而设计的新一代电源产品，它采用智能化高频开关电源技术，模块化设计，具有稳压精度高、稳流精度高、纹波系数小、可靠性高等优点。监控系统功能全面，同时具有电池智能充电管理、电池电压巡检、电池容量和电池内阻检测、母线及馈电支路的在线绝缘接地检测等功能，是目前可控硅整流电源的升级替代产品。

GZDZ1系列直流电源系统同时配有标准RS-232，或RS-485数字通讯接口，以及光纤通讯接口以及以太网络接口（当采用KXT05系统监控器时具有该功能），方便实现与自动化系统对接，是变电站实现无人值守改造和新建无人值守变电站的理想选择。

1.2 系统特点

●采用双路交流输入，自动切换；

●采用多模块并联的开关电源模块化设计，容量配置灵活，N+1冗余备份，电源模块间

自主均流；

●降压方式灵活：既可用传统硅链降压装置，也可用高频开关直流/直流变换模块调压

装置（当交流停电及电池电压很低时，仍可通过调压模块保证控制母线电压稳定）；

●监控配置灵活，根据用户需要，可以配置模块控制器或单片机系统监控器或触摸屏系

统监控器；

●系统监控器可有效实现对电源模块、交直流配电等的监控，提供干接点告警、显示和

声光告警；

●系统监控器配有RS232/RS485接口，以及网络接口（采用KXT05时），可实现系统全

参数本地和远端监控，满足“四遥”及无人值守需要。

●自动按蓄电池充放电曲线对蓄电池进行管理，有效延长蓄电池使用寿命，可同时管理

多组蓄电池（采用KXT05时）；

●可根据用户需要配置放电控制模块与电池采样模块，实现蓄电池容量与内阻的在线监测；

●绝缘巡检模块配置灵活，占屏空间小，和系统监控器组成一体化的的母线与馈电分路

绝缘巡检装置；

●电池采样模块采用单片机控制管理技术，巡检速度快，可靠性好，彻底消除继电器方

式速度慢、寿命短的弱点；

●可根据用户需要配置微型打印机，在线打印报警信息等（采用KXT05时）。

1.3 产品型号说明

G Z D Z 1—□ / □—□

蓄电池额定容量（AH）

额定输出直流电流（A）

标称输出直流电压（V）

设计序号

智能型

电力电源

直流

柜

示例：

1、产品型号：GZDZ1-220/40-200。

意指：标称输出直流电压220V，额定输出直流电流40A，蓄电池容量200AH的智能型高频开关模块式电力直流电源系统。

2、产品型号：GZDZ1-110/100-500。

意指：标称输出直流电压110V，额定输出直流电流100A，蓄电池容量500AH的智能型高频开关模块式电力直流电源系统。

1.4 GZDZ1系列电力直流电源系统产品简介

GZDZ1系列电力用智能型高频开关直流电源系统共分四种类型：（见表1-1）

●标准一体化系统；

●分屏系统Ⅰ；

●分屏系统Ⅱ；

●组合系统。

表1-1 GZDZ1系列电力直流电源系统一览表

说明：

1、上表内容为GZDZ1系列产品四种类型的典型配置。可根据用户需要进行具体参数的选配，

以满足用户不同需要。

2、整流模块配置中，也可以配置由本公司生产的高频开关直流/直流变换模块，实现合闸

母线与控制母线间的无级调压。

当配置直流/直流变换模块时，整流模块可配置数量会相应减少。

3、GZDZ1系列电力直流电源所配置的蓄电池组容量，可根据用户实际需要，以满足实际负

荷用电量大小。

推荐标准一体屏电池组容量最大值为220V/38AH或110V/52AH。

4、标准一体屏推荐使用风冷式整流模块。如要采用自冷式整流模块，因其占用空间较大，

会使馈电开关的可配置数量或电池容量受到限制。

表1-2 电力直流电源屏柜满配置一览表

说明：

1、配置DC/DC变换模块时，整流模块数量会相应减少。

2、在备注（*）行的配置中，可以同时配置MDF系列放电控制模块，用于在线测量电池

组的放电容量和电池内阻；但同时可配置的整流模块数量也相应减少。

1.5 执行标准

本说明书所涉及的电力直流电源系统执行中恒公司企业标准《Q/ZHD01—2002》标准，符合并部分优于国家电力行业的DL/T459—2000标准和DL/T724—2000标准。

1.6 使用环境条件

1.4.1 工作环境温度：-5℃～+45℃，相对湿度不大于90%（+25℃时），无冷凝；

1.4.2 海拔高度：≤2000m；

1.4.3 无剧烈振动和冲击，垂直倾斜度不超过5%；

1.4.4 工作环境应无导电爆炸尘埃，无腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽。

第二章工作原理

2.1 系统工作原理

GZDZ1系列电力用智能型高频开关直流电源系统由交流配电、整流模块、监控器、直流馈电、蓄电池组、降压单元（可选配）、绝缘监测（可选配）、电池监测（可选配）、机柜等部分组成，如图2-1所示。

图2-1 系统工作原理框图

GZDZ1系列电力直流电源的组屏方式十分灵活，根据直流输出的容量大小和馈电分配参数，分为四大类：标准一体化、分屏Ⅰ、分屏Ⅱ、组合系统。其中，降压单元可用传统硅链装置，也可采用具有无级调压、稳压精度高等优点的MDZ系列高频开关直流/直流变换模块；绝缘监测可选用绝缘检察继电器、绝缘巡检仪，也可选用组屏灵活、占屏空间小、与本公司监控器一体化设计的JAK系列绝缘监测模块。

GZDZ1系列电力直流电源采用组态式一体化监控系统，分散控制、集中管理的设计思想，各个子监控单元有自己的微机处理器独立运作，各自实现自己的控制功能，这使整个系统的可靠性提高。

各子监控单元采用了模块化设计，可根据电力直流电源的直流输出容量大小和馈电分配路数的需要，通过配置各个模块的数量，满足用户不同的需求。这种模块化、积木式的设计，能够使系统组成方式灵活。

标准一体化系统是将所有的部件配置在一个机柜（采用GGD式）内，因此标准一体化系统的电池组容量和各路馈电的数量与容量受到限制，电池组容量在220V/38AH、110V/52AH以下。

分屏Ⅰ系统由一面充馈电屏、1～3面电池屏组成。

分屏Ⅱ系统的馈电路数和电池容量大，需要单独的充电屏和馈电屏。分屏Ⅱ系统由一面充电屏、一面或多面馈电屏、多面电池屏组成。

组合电源系统，是应变电站（所）通讯机房的供电要求，将48V通讯电源模块组成的通讯屏、应急电源和逆变电源等与电力直流电源系统组合在一起。通常将分屏Ⅰ系统、或分屏Ⅱ系统与通讯屏组合。

2.2 监控系统工作原理

由主监控器、各子功能模块（包括交流监控单元、模块监控单元、直流监控单元和电池采样单元等）组成监控系统。对电力直流电源的各个部分电气运行参数进行实时监测，遇到故障等异常情况，发出声光报警，并通过多种数字通讯手段，将故障信息上报监控后台。

监控系统的另一大作用是智能化的蓄电池组充放电管理，根据电池组的容量状况调节整流模块的输出电压和限流值，使电池组容量充满，并延长电池组使用寿命；此外还有两路交流市电的切换控制功能，保证一路交流电失效时，另一路交流电能及时供应，保证电力直流电源系统的可靠工作。

监控系统的内部原理框图如图2-2所示。

监控系统内部各单元之间可通过RS-485接口进行通讯，也可以通过光纤进行通讯。

图2-2 监控系统原理框图

绝缘主控模块和电流采样模块组成的绝缘监测功能可以实现最多为4段母线、每段最多160路馈电支路的绝缘检测。

放电控制模块和放电负载模块组成蓄电池组的自动恒流放电功能，可实际测量出蓄电池组的真实可放电容量。并且其和电池电压巡检模块配合可实现单节电池内阻的检测功能。

GZDZ1系列直流电源监控系统和外部设备的通讯方式有多种：标准配置RS232或RS485串口通讯接口，KXT05监控器还配有光纤通讯接口，以及以太网络接口，嵌入TCP/IP，配置IP地址，可以通过局域网络实现通讯，如图2-3所示：