智能高频开关电力操作直流电源系统

1.系统概述PZ61智能高频开关电力操作直流电源系统是许继电源公司集多年开发电力电子产品和成套电源设备网上运行经验设计生产的高可靠性产品。

系统由交流配电单元、高频整流模块、绝缘监测模块、电池巡检模块、直流馈电单元和集中监控模块等部分组成。

主要应用在发电厂、水电站及各类变电站中，为控制、信号、测量、继电保护和自动化装置等控制负荷，断路器电磁合闸、直流电动机、交流不停电电源、事故照明等动力负荷提供直流电源。

2.型号定义2.1高频开关电力操作直流电源系统的型号定义如下：PZ 61／□ - □ - □／□系统标称电压配套电池容量系统配置方案配套电池型号产品系列号直流电源屏2.1.1系统标称电压为220V或110V。

2.1.2配套电池容量为40～3000Ah(C10)。

2.1.3系统配置方案用阿拉伯数字表示如下：111---代表该系统配置为1组蓄电池、1组整流器、单母线接线；112---代表该系统配置为1组蓄电池、1组整流器、单母线分段接线；121---代表该系统配置为1组蓄电池、2组整流器、单母线接线；122---代表该系统配置为1组蓄电池、2组整流器、单母线分段接线；222---代表该系统配置为2组蓄电池、2组整流器、两段单母线接线；232---代表该系统配置为2组蓄电池、3组整流器、两段单母线接线。

系统配置方案代号后缀字母A、B、C……代表该系统配置方案不同的接线方式。

2.1.4配套电池型号为电池生产厂家提供的蓄电池型号。

2.2高频开关整流模块的型号定义如下：ZZG □ - □ □额定输出电压额定输出电流产品系列号高频整流器2.2.1模块额定输出电压为220V或110V。

2.2.2模块额定电流为5A、10A、20A、30A、40A、50A。

2.2.3产品系列号用阿拉伯数字表示如下：11--代表该模块为单相交流电源输入，防尘风冷结构；12—代表该模块为三相交流电源输入，自然冷却结构；13--代表该模块为三相交流电源输入，防尘风冷结构。

3.工作条件3.1正常工作环境条件3.1.1环境温度：-5℃～40℃。

3.1.2大气压力：80kPa～110kPa。

3.1.3相对湿度：最湿月的平均最大相对湿度为90％，同时该月的平均最低温度为25℃。

且表面无凝露。

3.1.4安装位置：垂直安装，偏离基准任一方向不超过5度。

3.1.5使用场所：无强烈的振动和冲击，无爆炸危险的和破坏绝缘的介质，且具有防御雨、雪、风、沙的设施。

3.2正常工作电源条件3.2.1交流输入电压：380V±15％，相间不平衡对称度不大于5％。

3.2.2交流电源波形：正弦波。

3.2.3交流电源频率：50Hz±5％。

4.技术性能指标4.1直流输出电压4.1.1专供控制负荷的直流母线电压为系统标称电压值的85％～110％。

4.1.2专供动力负荷的直流母线电压为系统标称电压值的87.5％～112.5％。

4.1.3控制与动力负荷合并供电的直流母线电压为系统标称电压值的87.5％～110％。

4.1.4设置硅降压装置，控制负荷与动力负荷混合供电的直流系统:a)控制负荷直流母线电压为系统标称电压值的87.5％～110％。

b)动力负荷直流母线电压为系统标称电压值的87.5％～115％。

4.2直流输出电流4.2.1专供控制负荷的直流母线电流为125A、160A、200A、250A、300A、400A。

4.2.2专供动力负荷的直流母线电流为125A、160A、200A、250A、300A、400A、500A、630A、800A、1000A、1250A、1600A。

4.2.3控制与动力负荷合并供电的直流母线电流为125A、160A、200A、250A、300A、400A、500A、630A、800A、1000A、1250A、1600A。

4.2.4设置硅降压装置，控制负荷与动力负荷混合供电的直流系统：a)控制负荷直流母线电流为20A、40A、60A。

b)动力负荷直流母线电流为125A、160A、200A、300A。

4.3高频开关整流器4.3.1输出电压调节范围：220V模块：180V～290V；110V模块：90V～150V。

4.3.2稳压精度：≤±0.5％。

4.3.3稳流精度：≤±0.5％。

4.3.4纹波系数：≤0.1％。

4.3.5均流不平衡度：≤±3％(50％～100％负载)；≤±5％(10％～50％负载)。

4.3.6满载效率：≥94％。

4.3.7功率因数：≥0.94。

4.3.8音响噪声：≤50dB。

4.4绝缘电阻：≥10MΩ。

4.5绝缘强度：交流50Hz、有效值2000V(直流3000V)，1min。

5.主要功能特点5.1充电装置采用ZZG10系列高频开关整流模块N＋1冗余并联组合供电，运行稳定可靠。

整流模块可带电插拔更换，个别模块故障不会影响系统正常工作，维护快捷方便。

并联的整流模块采用低压差硬件自主均流技术，可以使负载电流平均分配到各个整流模块，实现负荷均担，延长模块使用寿命。

整流模块的工作采用不依赖上位监控的方式，即使在监控模块故障退出时，整流模块也能按预先设定的浮充电方式工作，保证电池组正常的充电电压，确保系统安全供电。

5.2控制母线电压采用硅堆降压自动调节方式，具有过载能力强、耐冲击电流大的优点。

同时ZTY系列自动调压装置可在线监测降压硅堆的工作状况，当降压硅堆故障开路时，调压装置可自动把故障开路的硅堆短接旁路，保证控制母线不间断供电，可避免采用DC-DC变换器调节方式在输出过载或短路时，因保护限流而不能可靠地分断故障回路的保护断路器或熔断器，使控制母线电压严重下降，扩大事故范围。

5.3智能型数字变送器，具有数字显示与串行通信双重功能，四位半数字显示精度高，读数方便，显示精度达0.5级。

RS485串行通信抗干扰能力强，可靠性高。

内置CPU并具有自诊断功能，其中任何一个故障，不影响监控模块对其他设备的通信和监控功能。

5.4WXJ-10型蓄电池巡检装置，可实时在线监测电池组单只电池的电压，并可以实现单只电池电压异常报警和蓄电池开路或短路报警功能，为电池的维护带来极大的方便。

5.5WZJ-11型直流绝缘监测装置，可实时在线监测直流母线对地的绝缘电阻值。

馈线支路绝缘采用漏电流检测原理，可精确地计算出支路绝缘电阻值，避免正负极对地电容对测量精度的影响，并可以实现母线电压异常和绝缘降低报警功能。

5.6WZCK-11(12)型集中监控装置采用32位处理器，240×128(320X240)大屏幕液晶汉字显示，强大的菜单操作提示信息，便于人机对话和减少误操作。

直流系统中各设备的运行状态、运行参数、告警信息等内容可通过LCD实时显示，系统运行相关参数可通过键盘和LCD进行设置和维护，同时监控模块具备RS232和RS485∕RS422通信接口，远方调度中心通过电站综合自动化系统，实现对电源系统的遥测、遥信、遥控和遥调功能，可以满足无人值守。

5.7监控装置具备完善的智能电池管理功能，它能对电池的端电压、充放电电流、电池房环境温度等参数作实时的在线监测，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用户事先设置的条件和运行参数，通过调节整流器的输出电压，自动完成电池的限流充电和均浮充转换，并可以自动完成电池的定时均充维护和均浮充电压温度补偿工作。

实现了全智能化，不需要任何人工干预。

6.系统设计原则6.1系统电压6.1.1直流系统标称电压按下列要求确定：a)专供控制负荷的直流系统标称电压宜采用110V。

b)专供动力负荷的直流系统标称电压宜采用220V。

c)控制负荷与动力负荷合并供电的直流系统标称电压宜采用220V。

6.1.2直流系统在正常浮充运行情况下，直流母线电压应为直流系统标称电压的105％。

浮充运行的具体电压值根据工程确定的蓄电池个数决定。

6.1.3直流系统在均衡充电运行情况下，其直流母线电压应满足如下要求：a)专供控制负荷的直流系统，应不高于直流系统标称电压的110％。

b)专供动力负荷的直流系统，应不高于直流系统标称电压的112.5％。

c)控制负荷与动力负荷合并供电的直流系统，应不高于直流系统标称电压的110％。

6.1.4直流系统在事故放电运行情况下，其蓄电池组出口端电压应满足如下要求：a)专供控制负荷的直流系统，应不低于直流系统标称电压的85％。

b)专供动力负荷的直流系统，应不低于直流系统标称电压的87.5％。

c)控制负荷与动力负荷合并供电的直流系统，应不低于直流系统标称电压的87.5％。

6.1.5设置硅降压装置，控制负荷与动力负荷混合供电的直流系统：a)正常浮充运行情况下，控制母线电压应不高于直流系统标称电压的105％，动力母线电压应不高于直流系统标称电压的110％。

b)均衡充电运行情况下，控制母线电压应不高于直流系统标称电压的110％，动力母线电压应不高于直流系统标称电压的115％。

c)事故放电运行情况下，其蓄电池组出口端电压应不低于直流系统标称电压的87.5%。

6.2蓄电池组6.2.1蓄电池型式：a)大型和中型发电厂、220kV及以上变电所和直流输电换流站采用阀控式铅酸蓄电池或防酸式铅酸蓄电池。

b)小型发电厂、110kV及以下变电所采用阀控式铅酸蓄电池。

c)阀控式铅酸蓄电池的容量为100Ah以上时，应选用单只电压为2V的产品；蓄电池的容量为100Ah及以下时，可选用单只电压为6V或12V的产品。

6.2.2蓄电池组数：a)设有主控制室的发电厂(燃煤凝汽式)，当机组总装机容量为100MW及以上时，应装设2组蓄电池。

其它情况下可装设1组蓄电池。

b)单机容量为200MW及以下机组的发电厂，当采用单元控制室的控制方式时，每台机组可装设1组蓄电池(控制负荷与动力负荷合并供电)。

c)单机容量为200MW机组的发电厂，当采用单元控制室的控制方式，且升高电压为220kV及以下时，每台机组可装设1组蓄电池(控制负荷与动力负荷合并供电)或2组蓄电池(控制负荷与动力负荷分别供电)。

d)单机容量为300MW机组的发电厂，每台机组宜装设3组蓄电池，其中2组对控制负荷供电，另1组对动力负荷供电，也可以装设2组蓄电池(控制负荷与动力负荷合并供电)。

e)单机容量为600MW机组的发电厂，每台机组应装设3组蓄电池，其中2组对控制负荷供电，另1组对动力负荷供电。

f)供热发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂和垃圾发电厂，根据需要可装设1组或2组蓄电池。

g)当发电厂的网络控制系统中包括有330kV及以上电气设备时，应装设2组蓄电池对控制负荷和动力负荷供电。

h)规划容量为800MW及以上发电厂的220kV网络控制室，应装设2组蓄电池对控制负荷和动力负荷供电。

其它情况的网络控制室可装设1组蓄电池。