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。
i)220kV～500kV变电所的主控制室，应装设2组蓄电池对控制负荷和动力负荷供电。
对于配电装置内设有继电保护装置小室时，可分散装设蓄电池组。
j)直流输电换流站，站用蓄电池可装设2组，极用蓄电池每极可装设2组或以上。
k)110kV及以下变电所可装设1组蓄电池，对于重要的110kV变电所也可装设2组蓄电池。对于某些小型变电所，当需要时可装设2组半容量蓄电池。
l)控制和信号系统的直流电源电压为48V及以下时，宜采用DC/DC变换器，也可以装设2组蓄电池。
6.3充电装置
6.3.1充电装置型式：ZZG10系列高频开关型整流器。
6.3.2整流器组数：
a)1组蓄电池的直流系统，宜配置1组整流器，也可以配置2组同容量的整流器。
b)2组蓄电池的直流系统，宜配置2组整流器，也可以配置3组同容量、或2小1大
或2大1小不同容量的整流器。
6.4系统接线
6.4.1母线接线方式
a)1组蓄电池的直流系统，采用单母线接线或单母线分段接线方式。
b)2组蓄电池的直流系统，采用二段单母线接线方式，蓄电池组分别接于不同母线段
上。二段直流母线之间设置联络电器，且满足在运行中二段直流母线切换时不中断供电的要求。
6.4.2蓄电池组和充电装置均经隔离和保护电器接入直流系统。
6.4.3直流系统为单母线分段接线方式时，蓄电池组和充电装置的接线方式如下：
a)1组蓄电池配置1组整流器时，二者跨接在两段直流母线上。
b)1组蓄电池配置2组整流器时，两组整流器接入不同直流母线段，蓄电池组跨接在
两段直流母线上。
6.4.4直流系统为二段单母线接线方式时，蓄电池组和充电装置的接线方式如下：
a)2组蓄电池配置2组整流器时，每一组蓄电池和整流器分别接入不同母线段。
b)2组蓄电池配置3组整流器时，每一组蓄电池和整流器分别接入不同母线段，另一
组公用整流器经切换电器可对2组蓄电池进行充电。
6.4.5对于二组全容量蓄电池组的直流系统，不允许蓄电池组长期并联运行；对于二组半
容量蓄电池组的直流系统，则允许蓄电池组长期并联运行。
6.4.6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，其硅降压装置串接在
控制母线与动力母线之间。
6.4.7蓄电池试验放电设备，经隔离和保护电器直接与蓄电池组出口回路并联。
6.5保护、测量、控制和信号
6.5.1保护
a)充电装置交流输入回路装设交流断路器保护，并装设吸收浪涌电压的C级防雷器。
b)充电装置直流输出回路、蓄电池组出口回路和蓄电池组试验放电回路均装设熔断器
或直流断路器保护。
c)直流馈线回路装设直流断路器保护。
d)二次控制和信号电源输入回路均装设熔断器保护。
e)装设硅降压装置的直流系统具有防止硅元件开路的应急措施。
6.5.2测量
a)直流系统在直流屏柜上装设有下列测量表计：
◇充电装置输出回路和蓄电池组出口回路的直流电流表。
◇充电装置输出回路、蓄电池组出口回路和直流主母线的直流电压表。
b)直流屏柜上所有的测量表计采用四又二分之一位精度数字式智能变送器。
6.5.3控制
a)1组蓄电池配置1组整流器的直流系统，充电装置的交流输入装设2个回路，运行
过程中两个回路互为备用，可手动和自动控制切换。
b)直流系统集中监控装置可控制充电装置对蓄电池限流充电、浮充和均衡充电转换、
温度补偿、开机和关机等操作。
6.5.4信号
a)充电装置的交流输入回路装设电源监视模块，当交流电源失压或缺相时，显示并发
出信号到监控装置。
b)充电装置的交流输入回路装设防雷器监视模块，当防雷器失效时，显示并发出信号
到监控装置。
c)充电装置的整流模块在交流输入电压过高或过低、直流输出过压或过流及温度过高
保护时，显示并发出信号到监控装置。
d)充电装置直流输出回路和蓄电池组出口回路的熔断器保护熔断或断路器保护跳闸
时，显示并发出信号到监控装置。
e)直流馈线回路的断路器保护跳闸时，显示并发出信号到监控装置。
f)直流主母线装设电压、绝缘监测装置，当母线电压过高或过低及绝缘电阻过低时，
显示并发出信号到监控装置。监测装置能正常显示直流主母线正、负极对地的电压值和绝缘电阻值。
g)装设硅降压装置的系统，当降压硅堆故障开路时，显示并发出信号到监控装置。
h)装设蓄电池巡检装置的系统，当单只电池电压过高或过低及蓄电池开路或短路时，
显示并发出信号到监控装置。巡检装置能正常显示蓄电池组出口的端电压值及单只电池的端电压值。
6.6集中监控系统
6.6.1直流系统装设集中监控装置，监控系统的接线采用串行总线结构及分散采集控制的
集中管理模式。直流系统中的各功能单元，充电监控模块、绝缘监测仪、电池巡检仪、智能变送器和信号采集模块均内置CPU，监控装置通过RS485通信口与这些下级智能设备连接，对它们实施数据采集，并加以显示；亦可根据系统的各种设置数据进行告警处理、历史数据管理等工作；同时能对这些处理的结果加以判断，根据不同的情况实行电池智能管理、输出控制等操作。最后集中监控装置通过RS232、RS485或RS422接口与电站综合自动化系统或后台监控计算机通信，实现对电源系统的远程集中监控；也可以通过MODEM电话专线或网络接口，实现对电源系统的远程集中监控。
6.6.2集中监控装置汇集电源系统中各设备的工作状态和各种数据，通过整理、分析和判
断，实现对电源系统以及蓄电池充放电的全自动管理。
6.6.3直流系统就地和远方监控的I/O内容参见附表一。
6.7直流负荷统计
6.7.1直流负荷按下列规定统计：
a)1组蓄电池的直流系统，控制负荷和动力负荷按全部负荷统计。
b)2组蓄电池的直流系统，对于控制负荷每组按全部负荷统计；对于动力负荷宜平均
分配在两组蓄电池，其中直流事故照明负荷，每组按全部负荷的60％（变电所和有保安电源的发电厂可按100％）统计；事故后恢复供电的断路器合闸冲击负荷按随机负荷考虑。
c)两组蓄电池间为临时或紧急备用而设有联络线时，每组蓄电池仍按各自所连接的负
荷考虑，不因互连而增加负荷数量的统计。
d)直流系统额定电压为48V及以下的蓄电池组，每组均按全部负荷统计。
6.7.2事故停电时间按下列规定计算：
a)与电力系统连接的发电厂，厂用交流电源事故停电时间按1小时计算。
b)不与电力系统连接的孤立发电厂，厂用交流电源事故停电时间按2小时计算。
c)直流输电换流站，全站交流电源事故停电时间按2小时计算。
d)有人值班的变电所，全所交流电源事故停电时间按1小时计算。
e)无人值班的变电所，全所交流电源事故停电时间按2小时计算。
6.7.3直流负荷统计的负荷系数和计算时间参见DL/T5044-2004《电力工程直流系统设计
技术规程》。
7.系统设备选择
7.1蓄电池组
7.1.1蓄电池个数选择
a)不设置硅降压装置的系统，蓄电池的个数按正常浮充时直流母线电压为1.05倍直流
系统标称电压值来确定：
N＝1.05Un／Uf
分别校验均衡充电时NUj≤1.1Un，事故放电末期NUm≥0.85Un或0.87Un。
b)设置硅降压装置的系统，蓄电池的个数按正常浮充时直流母线电压为1.10倍直流系
统标称电压值来确定：
N＝1.10Un／Uf
分别校验均衡充电时NUj≤1.15Un，事故放电末期NUm≥0.875Un。
式中：N----蓄电池个数；
Un---直流系统标称电压；
Uf---单只蓄电池浮充电压；
Uj---单只蓄电池均衡充电电压；
Um---单只蓄电池放电末期电压。
c)不同型式铅酸蓄电池的数量选择参见附表二。
7.1.2蓄电池浮充电压
a)一般防酸式铅酸蓄电池的单体浮充电压值取2.15V～2.17V；对于GFD型防酸式铅
酸蓄电池的单体浮充电压值取2.17V～2.23V。
b)阀控式铅酸蓄电池的单体浮充电压值取2.23V～2.27V。
7.1.3蓄电池均衡充电电压
a)一般防酸式铅酸蓄电池的单体均衡充电电压值取2.30V；对于GFD型防酸式铅酸蓄
电池的单体均衡充电电压值取2.33V。
b)阀控式铅酸蓄电池的单体均衡充电电压值取2.33V或2.35V。
7.1.4蓄电池放电终止电压
a)蓄电池放电终止电压值应根据直流系统中直流负荷允许的最低电压值和蓄电池的个
数来确定。
b)系统不设置硅降压装置、采用单只2V的蓄电池组，其单体放电终止电压值为：
◇对于防酸式铅酸蓄电池，控制负荷专用蓄电池组取1.75V；动力负荷专用或动力负荷与控制负荷合并供电的蓄电池组取1.80V。
◇对于阀控式铅酸蓄电池，控制负荷专用蓄电池组取1.80V或1.83V；动力负荷专用或动力负荷与控制负荷合并供电的蓄电池组取1.85V或1.87V。
c)系统设置硅降压装置、采用单只2V、6V或12V的阀控式铅酸蓄电池组，其单体放
电终止电压取1.80V。
7.1.5蓄电池容量选择的计算方法有两种：一种叫容量换算法（也叫电压控制法），按事故
状态下直流负荷消耗的安时值计算容量，并校验在事故放电各阶段的直流母线电压水平。另一种叫电流换算法（也叫阶梯负荷法），按事故状态下直流负荷电流和放电时间来计算容量。这两种计算方法参见DL/T5044-2004《电力工程直流系统设计技术规程》。
7.2充电装置
7.2.1充电装置输出额定电流选择
a)满足蓄电池限流充电时，输出电流为1.0 I10～1.25I10的要求：
Ir＝1.0 I10～1.25I10(A)
b)满足蓄电池浮充电时，输出电流为蓄电池自放电电流与经常负荷电流之和的要求：
Ir＝0.01I10＋I jc(A)
c)满足蓄电池均衡充电时，输出电流为蓄电池限流充电电流与经常负荷电流之和的要
求(当蓄电池脱开直流母线进行均衡充电时，可不计入经常负荷电流)：
Ir＝(1.0 I10～1.25I10)＋I jc(A)
式中：Ir---充电装置输出额定电流；
I10---铅酸蓄电池10h放电率放电电流；
I jc---直流系统的经常负荷电流。
7.2.2充电装置输出电压调节范围选择应满足蓄电池放电末期和初充电末期电压的要求，
具体参数见下表。
充电装置输出电压调节范围
电压调节范围
运行方式
防酸式铅酸蓄电池阀控式铅酸蓄电池
220V系统 110V系统 220V系统 110V系统限流充电 180V～290V90V～150V 180V～260V90V～130V
浮充电 220V～240V110V～120V220V～250V110V～125V
均衡充电 230V～290V115V～150V230V～260V115V～130V 注：防酸式铅酸蓄电池的充电末期单体电压为2.7V；
阀控式铅酸蓄电池的充电末期单体电压为2.4V。
7.2.3充电装置高频开关整流模块个数选择
a)1组蓄电池配置1组充电装置或2组同容量的充电装置，及2组蓄电池配置2组或3
组同容量的充电装置，其整流模块选择计算方法如下：
N＝〔(1.0 I10～1.25I10)＋I jc〕／I me＋1
式中：N----高频开关整流模块个数；
I10---铅酸蓄电池10h放电率放电电流；
I jc---直流系统的经常负荷电流；
I me---单个整流模块的额定电流。
b)2组蓄电池配置2小1大不同容量的充电装置，其整流模块选择计算方法如下：
N1＝(0.01I10＋I jc)／I me＋1
N2＝〔(1.0 I10～1.25I10)＋I jc〕／I me＋1
式中：N1---小容量充电装置高频开关整流模块个数；
N2---大容量充电装置高频开关整流模块个数；
I10---铅酸蓄电池10h放电率放电电流；
I jc---直流系统的经常负荷电流；
I me---单个整流模块的额定电流。
c)2组蓄电池配置2大1小不同容量的充电装置，其整流模块选择计算方法如下：
N1＝〔(1.0 I10～1.25I10)＋I jc〕／I me＋1
N2＝I10／I me＋1
式中：N1---大容量充电装置高频开关整流模块个数；
N2---小容量充电装置高频开关整流模块个数；
I10---铅酸蓄电池10h放电率放电电流；
I jc---直流系统的经常负荷电流；
d)ZZG10系列高频开关整流模块的规格见下表，一般宜选择三相交流输入的ZZG12
和ZZG13系列整流模块；对于电气化铁路的开闭所等只有单相交流电源的场所，可
选择单相交流输入的ZZG11系列整流模块。不同蓄电池容量的直流系统，高频开关
整流模块的数量选择参见附表三。
高频开关整流模块规格
额定电压
额定电流
220V 110V 5A ZZG11-05220，ZZG12-05220 /
10A ZZG11-10220，ZZG12-10220 ZZG11-10110，ZZG12-10110
20A ZZG13-20220
ZZG11-20110，ZZG12-20110
30A ZZG13-30220 ZZG13-30110
40A ZZG13-40220 ZZG13-40110
50A / ZZG13-50110 7.3绝缘监测装置
7.3.1绝缘监测装置型式：不具有支路巡检功能的FZJ-11型和具有支路巡检功能的WZJ-11
型直流绝缘监测装置。也可按用户要求装设其它专业生产厂家制造的产品。
7.3.2绝缘监测装置数：
a)1组蓄电池配置1或2组整流器，采用单母线或单母线分段接线方式的直流系统，
可装设1台绝缘监测装置。
b)2组蓄电池配置2或3组整流器，采用二段单母线接线方式的直流系统，根据用户
要求可装设1或2台绝缘监测装置。
7.4蓄电池巡检装置
7.4.1直流系统不推荐装设对单个蓄电池的电压进行在线监测的巡检装置，具体工程可按
用户要求装设。
7.4.2蓄电池巡检装置型式：WXJ-11型蓄电池巡检装置和WXJ-13型蓄电池巡检装置，其
选型原则如下：
a)单只2V的蓄电池组，当需要对每个单体进行在线监测时，可选择WXJ-11型蓄电
池巡检装置（不推荐）；当需要分组对每3个或每6个单体进行在线监测时，可选
择WXJ-13型蓄电池巡检装置（推荐）。
b)单只6V和12V的蓄电池组，当需要对每个单体进行在线监测时，可选择WXJ-13
型蓄电池巡检装置。
7.5硅降压装置
7.5.1当蓄电池的个数按正常浮充时其整组出口端电压为1.05倍直流系统标称电压值来确
定的直流系统不推荐装设硅降压装置；当蓄电池的个数按正常浮充时其整组出口端
电压大于1.05倍直流系统标称电压值来确定的直流系统应装设硅降压装置。
7.5.2硅降压装置的每级调节电压值按不大于直流系统标称电压值的5％来确定：对于
220V系统，硅降压装置的每级调节电压值一般取10V；对于110V系统，硅降压装
置的每级调节电压值一般取5V。
7.5.3硅降压装置的调节级数按蓄电池组在均衡充电时直流母线电压不大于1.05倍直流系
统标称电压值来确定。例如：108个单体阀控式铅酸蓄电池组的直流系统，在均衡
充电时其蓄电池组出口端电压为253.8V，则：
调节电压＝253.8V－230V＝23.8V
调节级数＝23.8÷10＝2.38(取整数3)
不同蓄电池个数的直流系统推荐的硅降压装置的调节级数参见附表四。
7.5.4硅降压装置的额定电流按所在回路的最大持续负荷电流来选择，并具有承受短时冲
击电流的过载能力。
7.5.5硅降压装置型式：ZTY10型一体化硅降压装置和由ZTY-2型母线电压自动调节控制
装置和直流接触器等元件组合而成的硅降压装置，其选型原则如下：
a)当硅降压装置所在回路的最大持续负荷电流不大于40A时，可选择ZTY10型一体
化硅降压装置。ZTY10型一体化硅降压装置的规格见下表。
ZTY10硅降压装置规格
额定电压
额定电流
220V 110V
ZTY12-20/2×10 ZTY12-20/2×5
20A
ZTY13-20/3×10 ZTY13-20/3×5
ZTY14-20/4×10 ZTY14-20/4×5
ZTY12-40/2×10 ZTY12-40/2×5
40A
ZTY13-40/3×10 ZTY13-40/3×5
ZTY14-40/4×10 ZTY14-40/4×5
b)当硅降压装置所在回路的最大持续负荷电流大于40A时，可选择由ZTY-2型母线电
压自动调节控制装置、降压硅堆和直流接触器等元件组合而成的硅降压装置。硅降
压装置的额定电流可选择60A、100A和200A三种规格。
7.6闪光电源装置
7.6.1闪光电源装置型式：JX-6型闪光继电器。
7.6.2闪光电源装置可根据具体工程需要选择装设，装置的数量按母线的段数进行设置，
即每段母线可装设1套闪光电源装置。
7.7集中监控装置
7.7.1集中监控装置型式：WZCK-11型集中监控装置或WZCK-12触摸屏型集中监控装置。
7.7.2集中监控装置数量：
a)1组蓄电池配置1或2组整流器，采用单母线或单母线分段接线方式的直流系统，
可装设1台集中监控装置。
b)2组蓄电池配置2组整流器，采用二段单母线接线方式的直流系统，宜装设1台集
中监控装置。也可按用户要求装设2台集中监控装置。
c)2组蓄电池配置3组整流器，采用二段单母线接线方式的直流系统，应装设2台集
中监控装置。
7.7.3集中监控装置“四遥”功能可根据具体工程选择RS232、RS485或RS422接口。通
信规约可根据具体工程选择“XJ”(许继电源通信协议)、“CDT”、“MODBUS”、“101”、“103”等通信协议。
7.8配电回路设备
7.8.1配电回路的隔离开关、熔断器和断路器等设备选择应满足下列要求：
a)额定电压应大于或等于回路的工作电压。
b)额定电流应大于回路的最大持续工作电流。
◇充电装置交流输入回路应按充电装置单相最大输入功率除以额定输入电压计算所得电流的1.5倍选择。
◇充电装置出口回路应按充电装置额定输出电流的1.2～1.25倍(可靠系数)选择。
◇蓄电池组出口回路应按蓄电池1h放电率电流选择，并应按事故放电初期(1min)放电电流校验保护动作的安全性。
◇蓄电池试验放电回路应按蓄电池10h放电率电流的1.2～1.6倍(可靠系数)选择。
◇母线分段开关和联络回路，可按全部负荷的60％考虑。
◇控制、保护、信号回路可按直流负荷统计计算电流的0.8倍(配合系数)选择。
◇断路器电磁操作机构的合闸回路可按0.3倍(配合系数)额定合闸电流选择，但保护元件的动作时间应大于断路器固有合闸时间(一般取0.5S)。
◇直流电动机回路应按电动机额定电流的1.2～1.25倍(可靠系数)选择。
c)断路容量和动稳定性应满足直流系统短路电流的要求。
d)各级保护电器的动作电流和动作时间应满足选择性要求。
7.8.2充电装置出口回路设备选择参见附表五；蓄电池组出口回路设备选择参见附表六；
充电装置交流输入回路设备选择参见附表七。
7.9直流屏柜
7.9.1直流屏柜采用JP(N)-6组合框架结构，防护等级为IP20以上。屏柜外形尺寸对于新
建或扩建工程推荐采用2260mm×800mm×600mm(高×宽×深)，对于改造工程可以采用2360mm×800mm×550mm(高×宽×深)或2360mm×800mm×600mm(高×宽×深)。机柜的自重为100kg，荷重能力为500～700kg。
7.9.2JP(N)-6直流屏柜的结构外形参见附图一。上部盖板设通风孔和防尘罩，四角装设
吊环。下部底板设电缆进线孔，并装设可拆卸压盖。左右两侧根据需要可装设防火板，防火板设电缆穿线孔，方便屏间电缆通过。面板以20mm高度模数由钣金弯曲而成，拼块式上下组合，按功能要求设计为旋转门或可拆卸固定面板型式，实现正面维护机柜电器设备。前门为钢化玻璃大门，但对于深度为550mm或采用PED-G
型固定分隔结构的柜体，可取消前玻璃大门。后门为带通风孔的双扇对开门。
7.9.3直流屏柜正面面板不设置模拟母线，但所有的指示仪表、信号灯和操作开关都装设
有标签框，并有相应的文字说明功能。
7.9.4直流屏柜内主母线采用阻燃绝缘铜母排，按蓄电池1h率放电电流选择，并进行短路
电流热稳定校验和按短时最大负荷电流检验其温度不超过绝缘体允许的最大温度。
但主母线最小截面积不小于120mm2。
7.9.5直流屏柜内装设30mm×4mm接地铜排，与屏内电器设备和屏体结构件可靠接触并
设有接地标志。
7.9.6直流屏柜按在系统中承担的主要功能可分为以下六种类型：
a)PZ61-ZK整流馈电屏：整流、联络、馈电合并在一个机柜内，接入蓄电池组即可组
成一套完整的操作电源系统。
b)PZ61-Z整流器屏：主要装设ZZG10系列高频开关整流模块，分别给蓄电池组和直
流负荷提供充电电流和经常负荷电流。
c)PZ61-L直流联络屏(电源进线屏)：主要装设隔离开关和相应的保护电器(熔断器或
断路器)，实现由蓄电池组和充电装置到直流母线的输出连接。
d)PZ61-K直流馈电屏：主要装设直流断路器，实现由直流母线给各馈线支路控制负荷
和动力负荷供电。
e)PZ61-D蓄电池屏：主要装设蓄电池组，蓄电池分层排列布置，适合容量为200Ah
及以下的蓄电池组。
f)PZ61-F直流分电屏：主要装设隔离开关和直流断路器，实现由直流主馈电屏在负荷
侧给各馈线支路控制负荷供电。
7.9.7直流屏柜内选用的主要电器设备的型号和生产厂商参见附表八。
7.9.8直流屏柜的基础安装采用地面预置槽钢及地脚螺栓紧固的方法。直流屏柜的基础安
装示意参见附图二。
8.系统设备布置
8.1电器设备的布置
8.1.1直流屏正面上部布置指示仪表、信号灯等设备；中部布置监控模块、整流模块、绝
缘监测仪、操作开关等设备。正面操作设备的布置高度不超过1800mm，距离地面高度不低于400mm。
8.1.2直流屏内上部布置降压硅堆、继电器、弱电信号转接端子等设备；中部布置互感器、
强电信号及馈电端子等设备；下部布置交流断路器、避雷器、接触器，直流断路器、熔断器、强电信号及馈电端子等设备。
8.1.3直流屏内额定电流为63A及以下的馈电端子，一般垂直安装在屏后的两侧，特殊情
况下也可以水平安装在屏内下部；额定电流为63A以上的馈电端子，应就近水平安
朝后安装，安装高度距离地面不低于250mm。
8.1.4直流主母排可根据具体情况水平布置在屏内上部或中部，特殊情况下也可以垂直布
置在屏内中部或两侧。直流馈电回路可采用装设分支母排的方式馈出。
8.1.5容量为200Ah及以下的蓄电池组可分层排列布置在蓄电池屏内，与其它的直流设备
布置在同一室内；容量为200Ah以上的蓄电池组可采用组合钢架分层排列布置，宜设置独立的蓄电池室，也可以与其它的直流设备布置在同一室内。
8.1.6集中监控装置应优先考虑布置在整流器屏上，安装高度距离地面应在1400～
1800mm的范围内；绝缘监测装置应优先考虑布置在直流馈电屏上；蓄电池巡检装置应优先考虑布置在蓄电池屏或蓄电池架上。当设置独立的蓄电池室时，蓄电池巡检装置应安装在蓄电池室的电池架上或靠近电池的墙面上(参见附图三)。
8.1.7硅降压装置可根据具体工程情况布置在整流器屏或直流馈电屏内的上部。当硅降压
回路的额定电流为60A以上时，应考虑单独设置硅碓调压屏(PZ61-G)的可能性。8.1.8直流屏主要电器设备的布置参数参见附表九。
8.2直流屏柜的布置
8.2.1直流系统的整流器屏、电源进线屏、直流馈电屏、蓄电池屏宜布置在蓄电池室附近
专用的直流电源室或电气继电器室，对于直流屏数量较少的小型直流电源系统可布置在电气控制室内。直流分电屏应布置在该部分直流负荷中心处。
8.2.2蓄电池屏(架)布置在0m以上的楼板上时，要特别注意蓄电池屏(架)安装电池后的
重量对楼板荷重的要求。
9.其它附加设备
9.1直流变换模块
在直流屏上可选择装设输出电压为48V或24V的DC-DC直流变换模块，为通信、载波等设备提供稳定可靠的直流工作电源。DC-DC变换器模块的型号规格如下：ZBG11-1048/220(110)：输入180～300(88～150V)Vdc；输出48Vdc±0.5％，10A；
ZBG11-2048/220(110)：输入180～300(88～150V)Vdc；输出48Vdc±0.5％，20A；
ZBG11-3048/220：输入180～300Vdc；输出48Vdc±0.5％，30A；
ZBG11-2024/220(110)：输入180～300(88～150V)Vdc；输出24Vdc±0.5％，20A；
ZBG11-3024/220(110)：输入180～300(88～150V)Vdc；输出24Vdc±0.5％，30A；
ZBG11-4024/220(110)：输入180～300(88～150V)Vdc；输出24Vdc±0.5％，40A。9.2逆变电源模块
在直流屏上可选择装设输出电压为220V的电力专用UPS模块，为通信、载波和计算机等设备提供稳定可靠的交流工作电源。电力专用UPS模块的型号规格如下：ZNB23-1/220(110)：输入180～300(88～150V)Vdc；输出220Vac±3％，50Hz，1kVA；
ZNB23-2/220(110)：输入180～300(88～150V)Vdc；输出220Vac±3％，50Hz，2kVA；
附表一：直流系统就地和远方监控I/O 内容
直流屏 直流系统 监控装置 发电厂和变电所
监控系统 回路
I/O 名称 模拟量开关量通信开入 模入 开入整流器电压 √ √ 整流器电流 √ √ ◇ 交流电源电压
◇ ◇ ◇ 交流输入空开状态 √ √ ◇ 交流输入空开跳闸 √ √ 交流输入避雷器失效
√ √ 交流电源故障 √ √ 整流模块异常 √ √ 整流器输出开关状态 ◇ ◇ ◇ 充电装置
整流器熔断器熔断或断路器跳闸
√ √ ◇ 电池组电压 √ √ √ 电池组电流
√ √ √ 电池组环境温度 ◇ ◇ 电池组输出开关状态 ◇ ◇ ◇ 电池组熔断器熔断或断路器跳闸
√ √ √ 电池组单只电压异常 ◇ 电池组开路或短路 ◇ 蓄电池组
电池巡检仪异常 ◇ ◇ 直流母线电压 √ √ √ 直流母线电压异常
√ √ √ 直流母线接地 √ √ √ 绝缘监测仪异常 ◇ ◇ 母线调压硅堆开路 √ √ ◇ 母线调压装置异常 √ √ ◇ 母线联络开关状态 ◇ ◇ ◇ 直流馈线开关状态
◇ ◇ ◇ 直流母线及馈线
直流馈线断路器跳闸或熔断器熔断 ◇ ◇ ◇ 交流电源告警 √ √ 整流模块告警 √ √ 蓄电池组告警 √ √ 直流母线告警 √ √ 直流馈线告警 √ √ 通信失败告警 √ √ 直流系统监控装置
监控装置异常
√
√
√
附表二：铅酸蓄电池个数选择
系统 标称电压 (V) 单只 电池电压 (V) 电池个数 浮充电压(V) 浮充时母线电压
(V) 均充电压
(V)
均充时母线电压 (％) 放电
终止电压 (V) 母线 最低电压(％)
106 227.90
110.82 1.80 86.73 107 2.15
230.05 2.30 111.86 1.80 87.54 103
229.69109.1 1.87 87.55
104
2.23
231.92
2.33
110.14 1.85 87.45
102 229.50108.95
1.87 86.70 103 231.75110.02 1.87 87.55 2
108(*)
2.25 24
3.00
2.35
115.36
1.80 88.36
34 229.50
108.95 5.61 86.70 6 36(*) 6.75
243.007.05 115.36 5.40 88.36
17 229.50
108.9511.22 86.70 220
12
18(*) 13.50
243.0014.10 115.3610.80 88.36
52 111.80
108.73 1.83 86.51 53 2.15
113.95
2.30 110.82 1.80 86.73
51 113.73
108.03 1.87 86.70 52 2.23
115.96 2.33
110.15 1.85 87.45
51 114.75108.95
1.87 86.70 53(*) 119.25113.23 1.80 86.73 2
54(*)
2.25 121.50
2.35
115.36
1.80 88.36
17 114.75
108.95 5.61 86.70 6
18(*) 6.75
121.50
7.05
115.36
5.40 88.36 110
12 9(*) 13.50 121.5014.10 115.36
10.80 88.36
23 49.45 110.21
1.87 89.60 24
2.15 51.60 2.30
115.00 1.80 90.00 23 2.23 51.29 2.33 111.65 1.87 89.60 2
23 2.25 51.75 2.35 112.60 1.87 89.60 6 8 6.75 54.00 7.05 117.50 5.40 90.00 48
12 4
13.50 54.00 14.10 117.50
10.80 90.00 12 2.15 25.80 2.30 115.00 1.80 90.00 12 2.23 26.76 2.33 116.50 1.80 90.00 2
12 2.25 27.00 2.35 117.50 1.80 90.00 6 4 6.75 27.00 7.05 117.50 5.40 90.00 24
12
8
13.50 27.00 14.10 117.50
10.80 90.00
注: (*)标注的蓄电池系统应装设硅降压装置。
附表三：整流模块数量选择
铅酸蓄电池容量(Ah)经常负荷电流(A) 模块额定电流(A) 模块数量
5 3
40,50,60,65,70 3
10 2
5 10 3
80,100,150
200 8 10 4
10 5或6
250 10
20 3
10 6或7
300,350 15
20 4
30 3
10 7或8
400 15
20 4
30 3
20 5
420,500 20
30 4
40 3
20 5或6
600 20
30 4
40 3
20 7
800 30
30 5
40 4
30 6或7
1000，1200 30
40 5
50 4
30 7
1400 35
40 6
50 5
40 6
1600 40
50 5
40 7
1800 40
50 6
40 8
2000 50
50 6或7
40 9
2200,2400 50
50 7
40 10
2600,2800 60
50 8
40 11
3000 60
50 9 注：表中所列模块数量为全容量充电装置推荐的模块个数。对于2组蓄电池配置2小1大或2大1小不同容量充电装置的系统，其大容量充电装置模块的个数按表中所列模块
数量选择，其小容量充电装置模块的个数可按7.2.3项b)和c)的要求选择计算。
附表四：硅降压装置调节级数选择
蓄电池类型 蓄电池个数
调节级差电压(V)
调节级数
90 5 4 高倍率镉镍蓄电池 180 10 4 88 5 4 中倍率镉镍蓄电池
176 10 4 51,52(*) 5 2 53,54 5
3 102,103,104(*) 10
2
108 10 3 阀控式铅酸蓄电池
114 10 4
注: (*)标注的蓄电池系统原则上不需要装设硅降压装置，具体工程可按用户要求装设。
附表五：充电装置出口回路设备选择
并联模块 额定输出电流
(A)
隔离开关 额定电流 (A)
熔断器或断路器
额定电流 (A)
分流器规格
(A)
电流表刻度
(A)
15 20(1*) 20 0～20 20 25(1*) 30 0～30 30 40(1*)
40 50(1*) 50 0～50
50 63 63(1*)
60 80(1*)
75 0～75
70,80 100
100(1*) 100 0～100 90,100 125(2*)
120 160 160(2*) 150 0～150
140,150,160 200 200(3*) 200 0～200 180,200 250 250(3*)
210,240,250 315(4*)
300 0～300
280,300,320 400
400(4*)
350,360,400 500(5*)
500 0～500
440,450 630
630(5*) 750 0～750 注: (1*)表示熔断器底座额定电流为160A ，断路器壳架额定电流为100A ；
(2*)表示熔断器底座额定电流为250A ，断路器壳架额定电流为160A ； (3*)表示熔断器底座额定电流为400A ，断路器壳架额定电流为250A ； (4*)表示熔断器底座额定电流为630A ，断路器壳架额定电流为400A ； (5*)表示熔断器底座和断路器壳架的额定电流均为630A 。
附表六：铅酸蓄电池组出口回路设备选择
蓄电池 容量 (Ah) 1h 放电率 电流 (A) 隔离开关 额定电流 (A) 主回路
熔断器 或断路器额定电流
(A) 分流器
规格 (A)
电流表 刻度 (A)
试验回路熔断器 或断路器 额定电流 (A) 主母线 铜导体 截面积 (mm 2)
40,50,60 65,70,80 ﹤50 100 50～60 100 100(1*)
100 ±100 20(1*)
4×30
150
75～90
200 100
160 160(2*)
150 ±150 32(1*)
250 125
300 150
200 200(3*)
200 ±200
50(1*) 4×40
350 175
400 200 250 250(3*)
63(1*)
420 210 500 250 315(4*)300
±300 5×40
600 300 400 400(4*)80(1*)
5×50
800 400 500(5*)500
±500
100(1*)
1000 500
630
630(5*)
125(2*)
1200 600
160(2*) 1400 700
800 800(6*)
750 ±750
6×60
1600 800
200(3*)
1800 900 1000 1000(7*)
1000 ±1000
225(3*)
2000 1000
250(3*)
2200 1100 2400 1200 1250 1250(8*)1500 ±1500
8×80 2600 1300
315(4*)
2800 1400 350(4*) 3000 1500
1600 1600 2000 ±2000 400(4*) 10×80 注: (1*)表示熔断器底座额定电流为160A ，断路器壳架额定电流为100A ；
(2*)表示熔断器底座额定电流为250A ，断路器壳架额定电流为160A ； (3*)表示熔断器底座额定电流为400A ，断路器壳架额定电流为250A ； (4*)表示熔断器底座额定电流为630A ，断路器壳架额定电流为400A ； (5*)表示熔断器底座或断路器壳架的额定电流均为630A ；
(6*)表示熔断器底座额定电流为1250A ，断路器壳架额定电流为800A ； (7*)表示熔断器底座额定电流为1250A ，断路器壳架额定电流为1000A ； (8*)表示熔断器底座和断路器壳架的额定电流均为1250A 。