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PZ61-2000高频开关直流操作电源系统技术说明书


PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统
技术说明书
V2.0 ---------------------------------------------------------------------------------------

许继电源有限公司 2008 年 12 月

PZ61-2000 高频开关直

流操作电源系统

技术说明

1. 直流操作电源的发展历程
发电厂和变电站中,为控制、信号、保护和自动装置(统称为控制负荷) ,以及断路器 电磁合闸、直流电动机、交流不停电电源、事故照明(统称为动力负荷)等供电的直流电源 系统,通称为直流操作电 源。

1.1 直流操作电源的历史
根据构成方式的不同,在发电厂和变电站中应用的有以下几种直流操作电源: 电容储能式直流操作电源 :是一种用交流厂(站)用电源经隔离整流后,取得直流电为 控制负荷供电的电源系统。正常运行时,它给与保护电源并接的足够大容量的电容器组 充电,使其处于荷电状态;当电站发生事故时,电容器组继续向继电保护装置和断路器 跳闸回路供电,保证继电保护装置可靠动作,断路器可靠跳闸。这是一种简易的直流操 作电源,一般只是在规模小、不很重要的电站使用。 复式整流式直流操作电源 :是一种用交流厂(站)用电源、电压互感器和 电流互感器经 整流后,取得直流电为控制负荷供电的电源系统,在其设计上,要在各种故障情况下都 能保证继电保护装置可靠动作、断路器可靠跳闸。这也是一种简易的直流操作电源,一 般只是在规模小、不很重要的电站使用。 蓄电池组直流操作电源:由蓄电池组和充电装置构成。正常运行时,由充电装置为控制 负荷供电,同时给蓄电池组充电,使其处于满容量荷电状态;当电站发生事故时,由蓄 电池组继续向直流控制和动力负荷供电。 这是一种在各种正常和事故情况下都能保证可 靠供电的电源系统,广泛应用于各种类型的发电厂和变电站中。 以上电容储能式和复式整流 式直流操作电源系统,在六、七十年代有较多的应用,八十 年代以后,由于小型镉镍碱性蓄电池和阀控式铅酸蓄电池的应用,这种操作电源在发电 厂和变电站中已不再采用。而蓄电池组直流操作电源系统,其应用历史悠久,而且极为 广泛。 现代意义上的直流操作电源系统就是这种由蓄电池组和充电装置构成的直流不停 电电源系统,通常简称为直流操作电源系统或直流系 统。

1.2 直流操作电源的设计技术发展
在 1955 年以前,国内发电厂和变电站的建设规模较小,其直流操作电源系统大多采用 110V 、单母线和不带端电池的蓄电池组。 1956 年以后,发电厂和变电站的建设规模增 大。这是引进了当时苏联的设计技术,在所有新建和扩建的发电厂和变电站中,都采用 了 220V 、带端电池的蓄电池组,并根据工程规模的大小,采用单母线或双母线接线。 这个时间的设计,是充分利用了蓄电池的容量和具有较小的电压波动范围,但代价是采 用了较复杂的接线。 1984 年以后,随着欧美设计技术的引进,以及发电厂和变电站建设规模的不断增大, 在直流操作电源系统的设计上,又开始普遍采用单母线接线和不带端电池的蓄电池组, 对于控制负荷则推行采用 110V 电压,而动力负荷则采用 220V 电压。这一期间设计的 主导思想,则是以适当加大蓄电池的容量,允许电压有较大的波动范围为代价,达到简

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化接线、提高可靠性的目的。

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六十年代以前,国内设计的发电厂采用主控制室方式。在容量较小的发电厂中,装设一 组蓄电池组构成的直流操作电源系统;在较大容量的发电厂中,则装设由两组蓄电池构 成的直流操作系统;其接线采用单母线或双母线,但对于容量较大的发电厂,则广泛采 用双母线接线。 七十年代以后,单元制发电厂随着机组容量的增大而普及。在单元制发电厂中,直流操 作电源系统按单元配置。七十年代到八十年代初期,一般是一个单元配置一套由一组蓄 电池组构成的控制、 动力混合供电的 220V 操作电源。 从八十年代后期开始, 对于 200MW 以上的大机组电厂, 则每一单元配置两套直流操作电源: 一套 220V 由一组蓄电池构成, 专供动力负荷;另一套 110V 由两组蓄电池构成,专供控制负荷。同时,在一些辅助车 间,如水泵房、输煤控制楼等处,开始应用由小容量的蓄电池组构成的操作电源系统。 对于 220KV 及以下电压等级的变电站, 一般装设由一组蓄电池组构成的直流操作电源; 对于容量较大和 500KV 以上的大型变电站,则装设由两组蓄电池组构成的直流操作电 源;对于 220KV 的变电站, 2002 年国家电力公司要求全部装设两组蓄电池组。 这一发展过程表明,随着大机组、超高压工程的发展,人们更加关注的是直流操作电源 的可靠性,并为此提高适当提高电池组的容量和增加数量,普遍采用单母线接线方式, 提高了工程造价。

1.3 直流操作电源的设备技术发展
在直流操作电源系统中,主要的设备有蓄电池组、充电装置、绝缘监测装置以及控制保 护等设备。随着制造技术的发展,几十年来也发生了很大的变化 。 蓄电池组型式,在七十年代以前发电厂和变电站中应用的都是 开启式铅酸蓄电池,使用 的容量逐渐增加,单组额定容量达到了 1400 ~ 1600Ah 。七十年代以后,开始应用半封 闭的固定防酸式铅酸蓄电池,并逐步得到普遍采用。到八十年代中期以后,镉镍碱性蓄 电池以其放电倍率高、耐过充和过放的优点,开始在变电站中得到应用,但由于价格较 高,一般使用的都是额定容量在 100Ah 以内的,限制了其应用的范围。九十年代发展 起来的阀控式铅酸蓄电池,以其全密封、少维护、不污染环境、可靠性较高、安装方便 等一系列的优点,在九十年代中期以后等到普遍的采用。 回顾蓄电池的变化可知,蓄电池在向维护工作量小、无污染、安装方便、可靠性提高的 方向发展。虽然提高蓄电池的寿命是一重要课题,但在提高寿命方面国内的技术进展不 大,一般的阀控式铅酸蓄电池在 5 ~ 10 年之间,低的只有 3 ~ 5 年;目前国外的技术一 般可以做到 10 ~ 15 年,高的达到 18 ~ 20 年。而且,国内市场的恶性竞争环境,使许多 蓄电池制造厂不愿在设计寿命上投资, 提高制造成本。 需要说明是, 蓄电池的使用寿命, 在很大程度上要依靠正确的运行和维护。 对于充电装置,在七十年代以前,主要是用电动直流发电机组作充电器;七十年代开始 应用整流装置,并逐渐取代了电动发电机组,得到普遍的应用。

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八十年代以前,考虑到经济性和运行的稳定性,对充电和浮充电整流装置采用不同的容 量设计。 1984 年以后,对充电和浮 充电整流装置开始采用相同的容量设计,使之更有 利于互为备用,并且这种作法被普遍接受。充电装置的配置方式是:一组蓄电池的直流 操作电源系统配置两组充电装置,两组蓄电池的直流操作电源系统配置三组充电装置。 1995 年以后,随着高频开关型整流装置的普及,考虑到整流模块的 N+1 ( 2 ) 冗余配置和 较短的修复时间,大量采用一组蓄电池配置一组充电装置的方式。 作为充电器的整流装置,多年来在不断的发展改进,七十年代是分立元件控制的晶闸管 整流装置,可靠性和稳定性较差,技术指标偏低。八十年代发展为集成电路控制的晶闸 管整流装置,可靠性和稳定性以及技术指标得到较大的提高,这一时期的晶闸管整流控 制技术也日臻成熟,并具备简单的充电、浮充电和均衡充电自动转换控制功能。进入九 十年代以后,随着微机控制技术的普及,集成电路控制型晶闸管整流装置逐渐被微机控 制型晶闸管整流装置取代,使整流装置的稳流和稳压调节精度得到较大的提高,并且自 动化水平的提高可以实现电源的“四遥” ,为实现无人值班创造了条件。 1996 年以后, 随着高电压、大功率开关器件和高频变换控制技术的成熟,高频开关整流装置以其模块 化 结 构 、 N+1 ( 2 ) 并 联 冗余 配 置 、维 护 简单 快 捷、 技 术 指标 和 自动 化 程度 高 的 优点 , 得 到迅速的推广和普及。目前,这种高频开关型整流装置已成为市场的主角,未来几年不 会有新的整流装置替代。 绝缘监测装置是直流操作电源系统不可缺少的组成部分, 用于在线监测直流系统的正负 极对地的绝缘水平。在八十年代以前,一直是采用苏联技术设计的、以电桥切换原理构 成的绝缘检查装置,用继电器、电压表和切换开关构成,具有发现接地故障、测量直流 正负极对地绝缘电阻和确定接地极的功能。八十年代,在此原理技术上,国内制造了用 集成电路构成的绝缘监测装置,并把母线电压监视功能与之合并在一起,提高了装置的 灵敏度和易操作性。上述的 绝缘监测装置,在直流系统发生接地故障时,只能确定哪一 极接地,而不能确定哪一条供电支路接地,在运行维护中查找接地点非常麻烦,并且存 在监测死区。针对这种情况,国内在 九十年代以后,采用微机控制技术,开发制造了具 有支路巡检功能的绝缘监测装置。其不但能够准确的测量直流系统正负极的接地电阻, 同时还可以确定接地支路的位置。 当前这种具有支路巡检功能绝缘监测装置得到普遍的 应用,技术的发展围绕支路巡检功能展开,早期全部采用低频叠加原理,目前以直流漏 电流原理为主,两种原理各有优缺点。 蓄电池组、充电装置和直流馈电回路,多年来一直 用熔断器作短路保护,用隔离开关作 回路操作,直到现在仍在普遍使用。进入九十年代以来,随着技术的发展,这些老式的 保护和操作设备逐渐被具有高分断能力和防护等级的新型设备替代。到 1996 年以后, 开始用带热磁脱扣器的直流自动空气开关,兼作保护和操作设备,为直流屏的小型化设 计创造了条件。目前,这种直流专用空气开关在直流系统中已普遍的应用,并开发出具 有三段式选择性保护功能的直流空气开关产品。

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2. PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统的构成原理
2.1 直流系统的构成
PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统 是由交流配电单元、高频整流模块、蓄电池组、 硅堆降 压单元、绝缘监测装置 、电池巡检装置、配电 监测单元和集中监控装 置等部分 组成。系统构成原理接线如图 2-1 所示。

交流输入

交 流 配 电 单 元

整流模块 *) 整流模块 硅 堆 降 压 动力输出 整流模块 控制输出

配电监测

电池巡检

动 力 母 线

控 制 母 线

绝缘监测

无源触点

监控模块

至电站监控系统

*)系统不设置硅降压装置时,动力母线和控制母线合并。

图 2-1 高频开关直流操作电源系统 构成原理接线图

2.2 直流系统的工作原理
2.2.1 交流正常工作状态: 系统的 交流输入正常供电时, 通过交流配电单元给各 个整流模块供电。高频 整流模块 将交流电 变换为直流电, 然后经 保护电器 ( 熔 断器或断路 器 ) 输出,一 方面给蓄电 池组 充电,另一方面经直流配电馈电单元给直流负载提供正常工作电源 。 交流配电单元: 将交流输入电源分配给各个整流模块,并装设 C 级和 D 级防雷模块, 能有效 吸收电网浪涌电压,将 雷电感应和线路操作产 生的过电压危害降至最 小,保障 整流模块安全工作。对具备两路交流输入电源的系统,可实现两路电源的自动转换。 高频整 流模块: 将交 流输入电 源变换为直流 电输出, 正常受监控装 置的控制 ,实现对 蓄电池组的恒压限流充电和自动均 充∕浮充转换等操作。 当集中监控装置故障退出时, 充电模块自动进入安全模式,按预设的浮充电压值继续运行。 硅堆降 压单元: 根据蓄电池组 输出电压的变化自动调 节串入降压硅堆的数量 ,使直流 控制母线的电压稳定在规定的范围内。当提高蓄电池的 容量,减少整组串联的个数时, 可以取消硅堆降压单元,达到简化系统接线、提高可靠性的目的。

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绝缘监 测装置: 实时在线监测 直流母线的正负极对地 的绝缘水平,当接地电 阻下降到 设定的 告警电阻值时,发出接 地告警信号。对于带支 路巡检功能的绝缘监测 装置,还 可以定位接地故障点发生在哪一条馈电支路中。 电池巡 检装置: 实时在线监测 蓄电池组的单 节电压和 内阻,当单体电池出现 开路时, 发出单 体异常告警信号。通过 该装置可以使维护人员 随时了解蓄电池组的运 行状况, 提高蓄电池运行管理的自动化水平 。 配电监 测单元: 采用 数字变送 测量仪表实时 采集系统 中的 交流配电 回路,充 电装置、 蓄电池组和直流配电回路的运行参数( 模拟量) ;采用开入模块采集各配电回路设备的 状态和告警触点信号(开关量) 。 数据上传到监控装置进行显示、告警等处理。 电源监控模块: 采用集散方式对电源系统进行监测和控制。通过 RS485 串口分别与系 统各配 电回路的智能 设备(高 频整流模块、 绝缘监测 装置、电池巡 检装置 、 数字变送 仪表和开关量采集模块)连接,接收处理上传信息,通过 LCD 实时显示系统中各设备 的运行状态、运行参数、告警信息等内容,系统运行的相关参数可通过 LCD 进行设置 和维护。同时监控模块可通过 RS485 串口、光纤或以太网接入电站自动化系统,实现 对电源系统的远程监控, 满足“四遥”和无人值守的要求 。 此外, 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 电流和电压, 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 , 保证蓄电池组能正常工作,最大限度地延长电池的 使用寿命。 2.2.2 交流失电工作状态:

系统交流输入故障停电时,充电模块停止工作,由蓄电池组不间断地给直流负载供电。 微机监控装置时实监测蓄电池组的放电电压和电流, 当电池放电至设定的终止电压时, 监控装置告警。 2.2.3 系统工作能量流向:

系统工作时的能量流向如图 2-2 所示。

交流输入

整流模块

直流配电

直流输出

交流正常供电时 交流故障停电时 蓄电池组

图 2-2 系统工作能量流向图

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3 PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统的配置接线
3.1 高频开关直流操作电源系统的型号规格定义
PZ 61 /□-□-□/□ 直流 系统标称电压 充电装置配置电流 系统配置方案代号 配套电池类型容量 成套产品系列号 直流电源屏(柜) 3.1.1 3.1.2 直流系统标称电压: 220V , 110V , 48V , 24V 。 充电装置配置电流:为满配置并联整流模块的额定电流之和。 220V 整流模块额定电流: 5A 、 10A 、 20A 、 30A 、 40A ; 110V 整流模块额定电流: 10A 、 20A 、 30A 、 40A 、 50A 。 3.1.3 系统配置方案代号用三位数定义如下: 111---- 系统配置方案为 1 组蓄电池、 1 组整流器、单母线接线; 112---- 系统配置方案为 1 组蓄电池、 1 组整流器、单母线分段接线; 121---- 系统配置方案为 1 组蓄电池、 2 组整流器、单母线接线; 122---- 系统配置方案为 1 组蓄电池、 2 组整流器、单母线分段接线; 222---- 系统配置方案为 2 组蓄电池、 2 组整流器、两段单母线接线; 232---- 系统配置方案为 2 组蓄电池、 3 组整流器、两段单母线接线。 3.1.4 配套电池类型用字母表示,其中 K 代表阀控式铅酸蓄电池, F 代表防酸式铅酸蓄电 池, Z 代表中倍率镉镍蓄电池, G 代表高倍率镉镍蓄电池。

3.2 高频开关直流操作电源系统的典型接线方案
3.2.1 直 流操作电 源系统的 各种 配置方案 可以派生 出多 个典型的 接线方式 ,分 别在配置 方 案代号后缀字母 A 、 B 、 C …… 等加以区分。 3.2.2 对于 220KV 及以上的变电站和 200MW 以上的大机组发电厂,根据用电负荷和设备 的布置情况,普遍采用设置直流分电屏的辐射供电网络。 3.2.3 各种典型接线方案的单线图和特点说明参见附录。

4 PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统的技术指标
4.1 工作环境条件
工作环境是保证直流系统正常运行和产品质量的首要条件。 4.1.1 4.1.2 环境温度:- 5 ℃~+ 40 ℃, 24h 内平均温度不高于 35 ℃。 相对湿度:

a) 在环境温度为 40 ℃时,空气的平均最大相对湿度不超过 50 % 。

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b) 最湿月空气的平均最大相对湿度不超过 90 %( 20 ? 5 ℃) 。 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 海拔高度:设备安装地点的海拔高度应在 2000 米以下。 大气压力: 80kPa ~ 110kPa 。 安装位置:垂直安装,任一方向不超过 5° 。

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使用场所:设备安装地点应无强烈振动和冲击,无腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体, 无导电尘埃和引发火灾及爆炸的危险介质,无强电磁场和高频电磁干扰。

4.2 基本技术参数
4.2.1 交流输入电源: a) 工作电压: 380/220V ± 20 %。 b) 工作频率: 50Hz ± 5 %。 4.2.2 直流输出电压:

a) 系统标称电压: 220V ; 110V 。 b) 专供控制负荷的直流母线电压为系统标称电压值的 85 %~ 110 %。 c) 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 %。 d) 控制与动力合并供电的直流母线电压为系统标称电压值的 87.5 %~ 110 %。 e) 设置硅堆降压装置,控制负荷与动力负荷混合供电的直流系统: 控制负荷直流母线电压为系统标称电压值的 87.5 %~ 110 %; 动力负荷直流母线电压为系统标称电压值的 87.5 %~ 115 %。 4.2.3 直流输出电流: a) 充电装置额定电流 :10A 、20A 、30A 、40A 、50A 、60A 、80A 、100A 、120A 、160A 、 200A 、 250A 、 300A 、 400A 、 500A 、 600A 、 800A 。 b) 硅降压装置额定电流: 20A 、 40A 、 60A 、 100A 、 200A 、 400A 、 600A 。 c) 直流主母线额定电流: 400A 、 500A 、 630A 、 800A 、 1250A 、 1600A 。

4.3 技术性能指标
4.3.1 绝缘电阻 用开路电压为表 4-1 规定电压的绝缘测试仪器测量电源系统有关部位的绝缘电阻,应符 合以下要求: a) 各独立带电电路(交流输入端子、直流配电母线)与地(金属框架)之间的绝缘电 阻应不小于 10M Ω 。 b) 无电气联系的各带电电路(交流输入与直流输出)之间的绝缘电阻应不小于 10M Ω 。 4.3.2 介质强度

用耐压仪在下列部位施加频率为 50 ± 5Hz 、表 4-1 规定的正弦波试验电压(采用直流电 时, 试验电压为交流电压有效值的 1.4 倍) , 历时 1min 不应出现绝缘击穿或闪烙的现象。 a) 各独立带电电路(交流输入端子、直流配电母线)与地(金属框架)之间。 b) 无电气联系的各带电电路(交流输入与直流输出)之间。

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表 4-1 :绝缘试验的电压等级 额定绝缘电压 Un Un ≤ 60 60 < Un ≤ 300 300 < Un ≤ 500 4.3.3 整流器输出电压调节范围 绝缘电阻测试仪电压等级 250 500 1000 1000 2000 2500

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( V) 耐压测试仪试验电压

高频开关整流器在充电(恒流)状态下的电压调节范围和在浮充电及均衡充电(稳压) 状态的电压调节范围应满足表 4-2 的规定。 表 4-2 :整流器输出电压调节范围 运行状态 充电 ( 恒流 ) 浮充电 ( 稳压 ) 均衡充电 ( 稳压 ) 电压调节范围( 220V 或 110V 系统) 防酸式铅酸蓄电池 0.85Ue ~ 1.35Ue 0.90Ue ~ 1.20Ue 1.00Ue ~ 1.35Ue 阀控式铅酸蓄电池 0.85Ue ~ 1.25Ue 0.90Ue ~ 1.20Ue 1.00Ue ~ 1.25Ue

注: Ue :直流系统标称电压, Ie :整流器( N 个工作模块)额定输出电流。 4.3.4 4.3.5 4.3.6 恒流充电运行时,整流器的充电电流调节范围为: 20 %~ 100 %额定值。 稳压均∕浮充运行时,整流器的负荷电流调节范围为: 0 ~ 100 %额定值。 恒 流充 电运行 状态 下,交 流输 入电压 在额 定值的 ± 20 %范围 内变化 ,充 电电 压在 表 4-2 规定的电压调节范围内变化, 整流器输出电流整定在 20 %~ 100 %额定值范围内 的任一点,分别测量其输出电流值,其稳流精度应不超过 ± 0.5 %。 稳流精度计算公式: δ I = ( I M - I Z ) / I Z *100 % 式中: δ I ----- 稳流精度; I M ---- 输出电流波动极限值; I Z ---- 交流输入电压为额定值,充电电压在调节范围内的中间值时,输出电流 的测量值。 4.3.7 稳 压均 ∕浮充 运行 状态下 ,交 流输入 电压 在额定 值的 ± 20 % 范围内 变化 ,负 荷电 流 在 0 ~ 100 %额定值范围内变化,整流器输出电压整定在表 4-2 规定的稳压调节范围 内的任一点,分别测量其输出电压值,其稳压精度应不超过 ± 0.5 %。 稳压精度计算公式: δ U = ( U M - U Z ) / U Z *100 % 式中: δ U ----- 稳压精度; U M ---- 输出电压波动极限值; U Z ---- 交流输入电压为额 定值,负荷电流为 50 %的额定值时,直流输出电压 的测量值。 4.3.8 稳 压均 ∕浮充 运行 状态下 ,交 流输入 电压 在额定 值的 ± 20 % 范围内 变化 ,负 荷电 流 在 0 ~ 100 %额定值范围内变化,整流器输出电压整定在表 4-2 规定的稳压调节范围 内的任一点,分别测量其输出电压值和对应的交流分量峰峰值或有效值 ,其纹波峰
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值系数应不超过 0.5 %,纹波有效值系数应不超过 0.1 %。 纹波峰值系数计算公式: X PP = U PP / Udc*100 % 纹波有效值系数计算公式: Xrms = Urms / Udc*100 % 式中: X PP ------ 纹波峰值系数; Xrms---- 纹波有效值系数 U PP ------ 输出直流电压中的交流分量峰峰值; Urms---- 输出直流电压中的交流分量有效值; Udc------ 输出直流电压的测量值 。 4.3.9

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多个整流模块以 N 个并机工作时,各模块应能按比例均分负荷电流,在平均单机输 出电流在 50 %~ 100 %额定值范围内的任一点,分别测量各工作模块的输出电流值, 其模块间负荷电流的差异即均流不平衡度应不超过 ± 3 %。 均流不平衡度计算公式: β = ( I M - I P ) / I N *100 % 式中: β ----- 均流不平衡度; I M ---- 单个模块输出电流的极限值; I P ----N 个工作模块输出电流的平均值; I N ---- 单个整流模块的额定输出电流值。

4.3.10 对 采用数字 方式进行 电流 整定调节 的整流器 ,在 恒流充电 运行状态 下, 交流输入 电 压在额定值,充电电压在表 4-2 规定的电压调节范围内的中间值,输出电流整定在 20 %~ 100 %额定值范围内的任一点,分 别测量其输出电流值,其充电电流的整定误 差应不超过± 1 %(充电电流≥ 30 A 时)或± 0.3 A (充电电流< 30 A 时) 。 电流整定误差计算公式: △ I = ( Iz - Ig ) / Ig*100 % 式中:△ I ---- 电流整定误差; Ig----- 输出电流的数字给定值; Iz----- 输出电流的测量值。 4.3.11 对 采用数字 方式进行 电压 整定调节 的整流器 ,在 稳压均∕ 浮充运行 状态 下,交流 输 入电压在额定值,负荷电流在 50 %额定值,输出电压整定在表 4-2 规定的稳压调节 范围内的任一点, 分别测量其输出电压值, 其输出电压的整定误差应不超过 ± 0.5 %。 电压整定误差计算公式: △ u = ( Uz - Ug ) / Ug*100 % 式中:△ u---- 电压整定误差; Ug----- 输出电压的数字给定值; Uz----- 输出电压的测量值。 4.3.12 稳 压均充运 行状态 下,交 流输入电 压在额 定值, 负荷电流 为 100 %额定 值(电阻 性 负载) ,输出电压为表 4-2 规定的稳压调节范围上限值,分别测量交流输入与直流输 出的电压和电流,以及交流输入的有功功率,整流器的满载效率应不小于 92 %。功 率因数应不小于 0.94 。

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满载效率计算公式: η = P d / P*100 %= ( U d *I d ) / P * 100 % 功率因数计算公式: λ = P / S = P / ( 1.732*U l *I l ) 式中: η ------ 满载效率; λ ------ 功率因数; P d ----- 直流输出功率; S------ 交流输入视在功率; P------ 交流输入有功功率; U l ----- 交流输入电压; I l ------ 交流输入电流; U d ----- 直流输出电压; I d ------ 直流输出电流。

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4.3.13 在额定负载电流和周围环境噪音不大于 40dB 的条件下, 距离直流电源设备内噪音源 水平位置 1m,离地面高度 1m~ 1.5m 处,测得的噪声最大值对于配套 ZZG21 、 22 系列整流模块应不超过 55dB ,对于配套 ZZG23 系列整流模块应不超过 60dB 。 4.3.14 电磁兼容要求 a) 抗扰度要求 ? 振荡波抗扰度:直流电源设备应能承受 GB/T 17626.12-1998 中第 5 章规定的试验 等级为 3 级的 1 MHz 和 100 kHz 振荡波抗扰度试验。 ? 静电放电抗扰度:直流电源设备应能承受 GB/T 17626.2-1998 中第 5 章规定的试验 等级为 3 级的静电放电抗扰度试验。 ? 射频电磁场辐射抗扰度:直流电源设备应能承受 GB/T 17626.3-1998 中第 5 章规定 的试验等级为 3 级的射频电磁场辐射抗扰度试验。 ? 电快速瞬变脉冲群抗扰度:直流电源设备 应能承受 GB/T 17626.4-1998 中第 5 章规 定的试验等级为 3 级的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验。 ? 浪涌(冲击)抗扰度:直流电源设备应能承受 GB/T 17626.5-1999 中第 5 章规定的 试验等级为 3 级的浪涌(冲击)抗扰度试验。 ? 射频场感应的传导骚扰抗扰度:直流电源设备应能承受 GB/T 17626.6-1998 中第 5 章规定的试验等级为 3 级的射频场感应的传导骚扰抗扰度试验。 ? 工频磁场抗扰度:直流电源设备应能承受 GB/T 17626.8-1998 中第 5 章规定的试验 等级为 4 级的工频磁场抗扰度试验。 ? 阻尼振荡磁场抗扰度:直流电源设备应能承受 GB/T 17626.10-1998 中第 5 章规定 的试验等级为 4 级的阻尼振荡磁场抗扰度试验。 b) 电磁发射限值要求 ? 传导发射限值和辐射发射限值:直流电源设备应符合表 4-3 和表 4-4 规定的传导发 射限值和辐射发射限值。

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表 4-3 :传导发射限值 频率范围 ( MHz ) 0.15 ~ 0.5 0.5 ~ 30 发射限值 准峰值 79 73 表 4-4 :辐射发射限值 频率范围 ( MHz ) 30 ~ 230 230 ~ 1000 在 10 m 测量距离处辐射发射限值 准峰值 40 47 dB ( μ V ) 平均值 66 60

技术说明

dB ( μ V/m )

? 谐波电流限值:直流电源设备返回交流电源侧的 各次谐波电流含有率应不大于 30%。

5 PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统的单元功能
5.1 交流配电单元
交 流配电单 元实现由 交流 输入到 整 流模块的 电源 分配和保 护, PZ61-2000 系 列高频开 关直流操作电源系统,根据 不同工程的要求,提供以下四个类型的配电 解决方案。 5.1.1 单路输入交流配电单元

a) 交流配电的原理 单路输入交流配电单元的电路原理接线如图 5-1 所示,适用于每组充电装置由一路独 立的交流电源供电的系统 。

图 5-1 单路输入交流配电单元电路原理图 QF1 为交流电源输入保护断路器,其作为充电装置的电源开关。 FV1 为 C 级防雷器, 安装 在交流电 源进线侧,作 为 第一级 防雷保护措施 ,能绝大 部分泄放雷击 感应或开 关 操作产生的浪涌电流。 FV2 为 D 级防雷器,安装在交流分配母线侧,其作为第二级防
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技术说明

雷保 护措施, 与第一级保护 配合, 能 有效泄放残余 的浪涌电 流, 进一步限 制模块侧 的 残余浪涌电压,结合整流模块内的 EMI 吸收,能将电涌冲击对整流模块的危害降至最 小。 QF 为防雷器保护断路器,避免防雷器因过载而损坏线路。 PV 为交流电压测量变 送器 ,用于监 测交流工作电 源的电压 ,当交流电源 过压、欠 压或缺相时, 由电源系 统 的监控装置发出相应的告警信号。 b) 交流配电的监控 ? 测量:包括“交流电源电压”( 1 、 2 、 3 号整流器交流电压)。三相交流电压采用 1 个数字变送器检测,循环显示 AB / BC / CA 线电压值,电压测量数据通过 RS485 通信接口上传到电源监控装置。 ? 信号:告警信号包括“交流输入断路”( 1 、 2 、 3 号整流器交流输入断路)和“交 流防雷器失效”( 1 、 2 、 3 号整流器交流防雷器失效);状态信号包括“交流电源 投入”( 1 、 2 、 3 号整流器交流电源投入)。这些信号均为无源开关触点,通过开 关量采集单元上传到电源监控装置。 5.1.2 双路交流电源供一组充电装置的交流配电方案

a) 交流配电的原理 双路交流电源供一组充电装置的交流配电原理接线如图 5-2 所示。一般适用于变电站中 的直流操作电源系统,个别 的发电厂工程也有采用。

图 5-2 双路交流电源供一组充电装置的交流配电 原理图 QF1 、 QF2 分别为 1 号和 2 号交流电源输入保护断路器,其作为充电装置的电源开关。 对断路器的转换控制由控制器及其操作机构完成。 智能控制器实时检测两路电源电压, 在一路 电源发生异常时,能自 动控制转换到另一路电 源 ,实现双路电源之间 的切换。

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FV1 为 C 级防雷器,安装在交流电源进线侧,作为第一级防雷保护措施, 能绝大部分 泄放雷击感应或开关操作产生的浪涌电流 。 FV2 为 D 级防雷器,安装在交流分配 母线 侧,其 作为第二级防雷保护措 施,与第一级保护配合 ,能有效泄放残余的浪 涌电流, 进一步限制模块侧的残余浪涌电压,结合整流模块内的 EMI 吸收,能将电涌冲击对整 流模块的危害降至最小。QF 为防雷器保护断路器,避免防雷器因过载而损坏线路。PV 为交流 电压测量变送器,用于 监测交流工作电源的电 压,当交流电源过压、 欠压或缺 相时,由电源监控装置发出相应的告警信号。 b) 交流配电的监控 ? 测量:包括“交流电源电压”( 1 、 2 、3 号整流器交流电压)。三相交流电压采用 1 个数字变送器检测,循环显示 AB / BC / CA 线电压值,电压测量数据通过 RS485 通信接口上传到电源监控装置。 ? 信号:告警信号包括“交流输入断路”( 1 、2 、 3 号整流器交流输入断路)和“交 流防雷器失效”( 1 、2 、3 号整流器交流防雷器失效);状态信号包括“交流电源 投入”( 1 、2 、3 号整流器交流电源投入)。这些信号均为无源开关触点,通过开 关量采集单元上传到电源监控装置。 5.1.3 双路交流电源供两组充电装置的交流配电方案

a) 交流配电的原理 双路交流电源供两组充电装置的交流配电原理接线如图 5-3 所示。一般适用于变电站中 一个机柜装设两组整流模块的直流操作电源系统。

图 5-3 双路交流电源供两组充电装置的交流配电 原理图 QF1 、 QF2 分别为 1 号和 2 号交流电源输入保护断路器, QF3 、 QF4 分别为 1 号和 2 号 充电装置的电源开关。对输入保护断路器的转换控制由控制器及其操作机构完成。智能
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技术说明

控制器实时检测两路电源电压, 在一路电源发生异常时, 能自动控制转换到另一路电源, 实现双路电源之间的切换 。 FV1 为 C 级防雷器,安装在交流电 源进线侧,作为第一级 防雷保护措施,能绝大部分泄放雷击感应或开关操作产生的浪涌电流 。 FV2 为 D 级防 雷器,安装在交流分配母线侧,其作为第二级防雷保护措施,与第一级保护配合,能有 效 泄 放残 余的 浪涌 电流, 进 一步 限制 模块 侧的残 余 浪涌 电压 ,结 合整流 模 块内的 EMI 吸收,能将电涌冲击对整流模块的危害降至最小。 QF 为防雷器保护断路器,避免防雷 器因过载而损坏线路。 PV 为交流电压测量变送器,用于监测交流工作电源的电压,当 交流电源过压、欠压或缺相时,由电源监控装置发出相应的告警信号 。 b) 交流配电的监控 ? 测量:包括“交流电源电压”。三相 交流电压采用 1 个数字变送器检测,循环显示 AB / BC / CA 线电压值,电压测量数据通过 RS485 通信接口上传到电源监控装置。 ? 信 号: 告警 信号 包括 “交 流 输 入断 路” 和“ 交流 防雷 器失 效” ;状 态信 号包 括“ 1 号整流器交流电源投入”和“ 2 号整流器交流电源投入” 。这些信号均为无源开关 触点,通过开关量采集单元上传到 电源监控装置。 5.1.4 双路交流电源供一组充电装置的 一体化交流配电方案

a) 交流配电的原理 双路交流电源供一组充电装置的一体化交流配电原理接线如图 5-4 所示。一般适用于变 电站中所用电交流与直流混合配电的一体化电源系统。

图 5-4 交流配电单元原理图 QF1 、 QF2 分别为 1 号和 2 号交流电源输入保护断路器, QF4 为充电装置的电源开关 , QA1 ~ QA8 为站用电交流馈电开关。 对输入保护断路器的转换控制由控制器及其操作机 构完成。智能控制器实时检测两路电源电压,在一路电源发生异常时,能自动控制转换
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技术说明

到另一路电源,实现双路电源之间的切换 。 FV1 为 C 级防雷器,安装在交流电源进线 侧,作为第一级防雷保护措施, 能绝大部分泄放雷击感应或开关操作产生的浪涌电流 。 FV2 为 D 级防雷器,安装在交流分配母线侧,其作为第二级防雷保护措施,与第 一级 保护配合,能有效泄放残余的浪涌电流,进一步限制模块侧的残余浪涌电压,结合整流 模块内的 EMI 吸收,能将电涌冲击对整流模块的危害降至最小。QF 为防雷器保护断路 器,避免防雷器因过载而损坏线路。 PV 为交流电压测量变送器,用于监测交流工作电 源的电压,当交流电源过压、欠压或缺相时,由电源监控装置发出相应的告警信号 。PJ 为交流电度表,用于测量交流所用电负荷的电度量。 b) 交流配电的监控 ? 测量:包括“交流电源电压”。三相交流电压采用 1 个数字变送器检测,循环显示 Ua/Ub/Uc 相电压值,电压测量数据通过 RS485 通信接口上传到电源监控装置。 ? 信号:告警信号包括“交流 输入断路”和“交流防雷器失效”;状态信号包括“交 流电源投入”。这些信号 均为无源开关触点,通过开关量采集单元上传到 电源监控 装置。

5.2 直流配电单元
直流配电单元是采用保护电器(熔断器或断路器)和隔离开关实现由整流器、蓄电池、 直流母线和馈电输出的电气连接。 5.2.1 直流配电的原理

根据实际工程的具体要求,不同的系统配置可以派生出多种方式的原理接线方案。 PZ61-2000 系列 高频开关 直流操作 电源系 统 各种 典型接线 方案的 原理单 线图及其 技术 特点说明参见附录 。 5.2.2 直流配电的监控

a) 测量:整流器输出回路包括“整流器电压”( 1 、 2 、 3 号整流器电压)和“整流器 电流”( 1 、 2 、 3 号整流器电流);蓄电池回路包括“电池组电压”( 1 、 2 号电池 组电压)和“电池组电流”( 1 、 2 号电池组电流);直流母线回路包括“直流母线 电压”( 1 、 2 段直流母线电压)。这些模拟量全部采用数字变送器检测,测量数据 通过 RS485 通信接口上传到电源监控装置。 b) 信号:告警信号包括“整流器出口断路器跳闸∕熔断器熔断”( 1 、 2 、 3 号整流器 出口断路器跳闸∕熔断器熔断)、“电池组出口断路器跳闸∕熔断器熔断”( 1 、 2 号电池组出口断路器跳闸∕熔断器熔断)、“直流母联断路器跳闸∕熔断器熔断” ( 1 、2 段直流母联断路器跳闸∕熔断器熔断)、“直流馈电支路断路”( 1 、2 段直 流馈电支路断路)和“ 1 ~ 16 号分屏直流馈电支路断路”。状态信号包括“ 1 ~ 480 路开关合闸”;对于 1 组蓄电池和 2 组整流器的系统组态,状态信号应接入“ 1 、 2 号整流器接入电池组”或者“ 2 、 3 号整流器接入电池组”,这些信号均为无源开关 触点,通过开关量采集单元上传到 电源监控装置。

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技术说明

5.3 高频整流模块
5.3.1 整流模块的工作原理

图 5-5 高频整流模块原理框图 如图 5-5 所示高频开关整流模块的主回路电路包括 EMI 滤波、全桥整流、 PFC 校正、 高频逆变、高频变压器、高频整流和 LC 滤波,各部分的功能如下: EMI 滤波: 抑制交流输入侧的尖峰电压干扰, 将过电压冲击对整流模块的危害降至最小 ; 阻断整流模块产生的高频干扰反向传输污染电网 。 全桥整流: 采用整流桥直接将交流输入电压变换为脉动直流电 。 PFC 校正: 单相模块采用有源器件,三相模块采用无源器件,将整流所得的脉动直流电 转换成平滑的直流电,对交流输入电路的功率因数进行校正。 高频变换: 采用 MOSFET 或 IGBT 开关功率器件,将输入直流电变换为脉冲宽度可调 的高频交流脉冲波。 高频变压器:将高频交流脉冲波隔离、耦合输出,实现交流输入与直流输出的电气隔离 和功率传输。 高频整流: 采用快恢复二极管,将高频交流脉冲波变换为高频脉动直流电 。 LC 滤波: 采用无源 LC 器件,将整流所得的高频脉动直流电转换成平滑的直流电。 5.3.2 整流模块的软开关技术

采用 软开关技 术,可以大幅 减小功率 器件的开关损 耗,提高 转换效率;同 时,由于 电 压变化率( dv / dt )或电流变化率( di / dt )相对减小很多,功率开关器件承受的电应力 较小,可靠性得到了提高;另外,由于 dv / dt 或 di / dt 的减小,高频开关电源产生的电 磁干扰也有很大的改善,被称为“绿色电源” 。 整流模块采用全桥 ZCS 和 ZVS 软开关先进技术,具有频率恒定,易于控制,可靠性 高的特点;通过软开关技术的使用,可实现整机满载效率接近 93% 。 5.3.3 整流模块的均流技术

整流模块采用先进的平均值自动均流技术,工作原理如图 5-6 所示。在每个并联模块 的输出电流反馈放大信号输出端分别通过一个电阻 R 接到一条公用母线上,这条母线 称为 均流母线 。均流母线工 作时的电 压等于各模块 电流反馈 放大 信号的电 压平均值 , 它与 负载有关 ,表征 总负载 电流的平 均值。将每个 模块的电 流反馈信号电 压与均流 母 线电压比较,得到误差放大信号去修正模块的输出电压给定信号,从而对 PWM 控制 器的占空比进行微调,达到 自动均流和稳压的目的。

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技术说明

平均值均流技术的本质是调整模块的外特性,即通过模块的输出电流反馈信号来适当 调整模块输出电压,从而调整其输出电流,使各并联模块输出电流等于总负载电流的 平均值,可以非常精确地实现自动均流。 平均值法的均流母线断开或开路都不会影响电源模块独立工作,但某一模块失效会使 均流母线电压下降,因此对连接均流母线的电流反馈信号 输出采用电压继电器保护。
XT+ XT模块1
PID调节 PWM控制 Ug Uc 输出电流 反馈信号 Ug Uc PID调节 PWM控制 输出电流 反馈信号 Ug Uc

模块2
PID调节 PWM控制

模块N+1

输出电流 反馈信号

R 保护

R 保护

R 保护

CS(均流母线)

图 5-6 整流模块并联均流电路原理 图 5.3.4 整流模块的型号规格定义

PZ61-2000 系列高频开关直流操作电源系统配置以下三个系列的高频开关整流模块。 a) ZZG21 系列整流模块:单相输入, MOSFET 开关功率器件变换。 ZZG21-05220---- 标称直流输出电压 220V ,额定输出电流 5A ; ZZG21-10220---- 标称直流输出电压 220V ,额定输出电流 10A ; ZZG21-10110---- 标称直 流输出电压 110V ,额定输出电流 10A ; ZZG21-20110---- 标称直 流输出电压 110V ,额定输出电流 20A 。 b) ZZG22 系列整流模块:三相输入, MOSFET 开关功率器件变换。 ZZG22-05220---- 标称直流输出电压 220V ,额定输出电流 5A ; ZZG22-10220---- 标称直流输出电压 220V ,额定输出电流 10A ; ZZG22-10110---- 标称直 流输出电压 110V ,额定输出电流 10A ; ZZG22-20110---- 标称直 流输出电压 110V ,额定输出电流 20A ; ZZG22-3048---- 标称直流输出电压 48V ,额定输出电流 30A ; ZZG22-5048---- 标称直流输出电压 48V ,额定输出电流 50A ; ZZG22-3024---- 标称直流输出电压 24V ,额定输出电流 30A ; ZZG22-5024---- 标称直流输出电压 24V ,额定输出电流 50A 。 c) ZZG23 系列整流模块:三相输入, IGBT 开关功率器件变换。 ZZG23-20220---- 标称直流输出电压 220V ,额定输出电流 20A ; ZZG23-30220---- 标称直流输出电压 220V ,额定输出电流 30A ; ZZG23-40220---- 标称直流输出电压 220V ,额定输出电流 40A ; ZZG23-30110---- 标称直 流输出电压 110V ,额定输出电流 30A ; ZZG23-40110---- 标称直 流输出电压 110V ,额定输出电流 40A ; ZZG23-50110---- 标称直 流输出电压 110V ,额定输出电流 50A 。
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5.3.5 整流模块的技术指标 a) ZZG21 系列整流模块的技术指标如表 5-1 所示: 表 5-1 项目 输入电压 输 入 特 性 交流频率 功率因数 满载效率 最大输入功率 电压调节范围 额定输出电流 最大输出电流 限流调节范围 输 出 特 性 软启动时间 负载调整率 电网调整率 稳压精度 稳流精度 纹波系数 温度系数 输入过压保护 输入欠压保护 保 护 特 性 输入缺相保护 输出过压保护 输出欠压保护 输出过流保护 输出短路保护 过温保护 LED 数码管 人 机 界 面 绿色 LED 黄色 LED 红色 LED ▲▼ 按键 拨码开关 冷却方式 其 它 音响噪声 外形尺寸 5A 6A 1.65kW 3.3kW 10A 11A 4~ 8 秒 ≤± 0.5 ﹪ ≤± 0.1 ﹪ ≤± 0.5 ﹪ ≤± 0.5 ﹪ ≤ 0.5 ﹪(峰峰值) ≤ 0.2 ‰( 1 / ℃) 281 ± 3V 关机,可自恢复,回差电压 3 ~ 9V 148 ± 3V 关机,可自恢复,回差电压 6 ~ 12V 关机,可自恢复 ZZG21 整流模块技术指标 技术指标 ZZG21-05220 ZZG21-10220 ZZG21-10110

技术说明

ZZG21-20110

154V ~ 275V (单相二线,满足铁路要求) 50Hz ± 10 ﹪ ≥ 0.99 ≥ 92 ﹪ 1.7kW 10A 11A 3.4kW 20A 22A 176V ~ 286V 88V ~ 143V

1A ~ 100% 额定值

295 ± 5V 关 机 , 5min 内 3 次不 可 恢 复 148 ± 3V 关 机 , 5min 内 3 次不 可 恢 复

170 ± 4V 告警,回差电压 4V

85 ± 2V 告警,回差电压 2V

关机,可自恢复 电压≤ 170 ± 4V ,回缩电流≤ 40 ﹪额定值,可自恢复 75 ± 5 ℃关机,温度降低后可自恢复 指示输出电压和电流,电压误差≤ 1V ,电流误差≤ 0.2A “运行”指示 “保护”指示 “故障”指示 设置模块运行参数,显示与给定校正 6 位:设置模块运行方式和通信地址 风冷(防尘) ≤ 55dB 2U 高 19 英寸机箱
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b) ZZG22 系列整流模块的技术指标如表 5-2 所示: 表 5-2 项目 输入电压 输 入 特 性 交流频率 功率因数 满载效率 最大输入功率 电压调节范围 额定输出电流 最大输出电流 限流调节范围 输 出 特 性 软启动时间 负载调整率 电网调整率 稳压精度 稳流精度 纹波系数 温度系数 输入过压保护 输入欠压保护 保 护 特 性 输入缺相保护 输出过压保护 输出欠压保护 输出过流保护 输出短路保护 过温保护 LED 数码管 人 机 界 面 绿色 LED 黄色 LED 红色 LED ▲▼ 按键 拨码开关 冷却方式 其 它 音响噪声 外形尺寸 5A 6A 1.65kW 3.3kW 10A 11A 4~ 8 秒 ≤± 0.5 ﹪ ≤± 0.1 ﹪ ≤± 0.5 ﹪ ≤± 0.5 ﹪ ≤ 0.5 ﹪(峰峰值) ≤ 0.2 ‰( 1 / ℃) 465 ± 5V 关机,可自恢复,回差电压 5 ~ 15V 295 ± 5V 关机,可自恢复,回差电压 10 ~ 20V 关机,可自恢复
295 ± 5V 关 机 ,5min 内 3 次不 可 恢 复

技术说明

ZZG22 整流模块技术指标 技术指标 ZZG22-10220 ZZG22-10110* ZZG22-20110

ZZG22-05220*

304V ~ 456V (三相三线) 50Hz ± 10 ﹪ ≥ 0.94 ≥ 92 ﹪ 1.7kW 10A 11A 3.4kW 20A 22A 176V ~ 286V 88V ~ 143V

1A ~ 100% 额定值

148 ± 3V 关 机 ,5min 内 3 次不 可 恢 复

170 ± 4V 告警,回差电压 4V

85 ± 2V 告警,回差电压 2V

关机,可自恢复 电压≤ 170 ± 4V ,回缩电流≤ 40 ﹪额定值,可自恢复 75 ± 5 ℃关机,温度降低后可自恢复 指示输出电压和电流,电压误差≤ 1V ,电流误差≤ 0.2A “运行”指示 “保护”指示 “故障”指示 设置模块运行参数,显示与给定校正 6 位:设置模块运行方式和通信地址 风冷(防尘) ≤ 55dB 2U 高 19 英寸机箱

“ *”当配套蓄电池容量≥ 100Ah 时,不推荐选择该规格。
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表 5-2 续 项目 输入电压 输 入 特 性 交流频率 功率因数 满载效率 最大输入功率 电压调节范围 额定输出电流 最大输出电流 限流调节范围 软启动时间 输 出 特 性 负载调整率 电网调整率 稳压精度 稳流精度
电话衡重杂音电压

技术说明
ZZG22 整流模块技术指标 技术指标 ZZG22-5048 ZZG22-3024 ZZG22-5024

ZZG22-3048

304V ~ 456V (三相三线) 50Hz ± 10 ﹪ ≥ 0.94 ≥ 92 ﹪ 2kW 42V ~ 58V 30A 32A 50A 52A 3~ 5 秒 ≤± 0.5 ﹪ ≤± 0.1 ﹪ ≤± 1 ﹪ ≤± 1 ﹪ ≤ 2mV 3.4kHz ~ 150kHz :≤ 100mV , 150kHz ~ 30MHz :≤ 30mV ≤ 200mV ≤ 0.2 ‰( 1 / ℃) 465 ± 5V 关机,可自恢复,回差电压 5 ~ 15V 295 ± 5V 关机,可自恢复,回差电压 10 ~ 20V 关机,可自恢复
60 ± 1V 关 机 , 5min 内 3 次不 可 恢 复 30 ± 0.5V 关 机 , 5min 内 3 次 不 可 恢 复

3.3kW

1kW 30A 32A

1.65kW 21V ~ 29V 50A 52A

1A ~ 100% 额定值

宽频杂音电压
峰-峰值杂音电压

温度系数 输入过压保护 输入欠压保护 保 护 特 性 输入缺相保护 输出过压保护 输出欠压保护 输出过流保护 输出短路保护 过温保护 LED 数码管 人 机 界 面 绿色 LED 黄色 LED 红色 LED ▲▼ 按键 拨码开关 冷却方式 其 它 音响噪声 外形尺寸

40 ± 1V 告警,回差电压 1V

20 ± 0.5V 告警,回差电压 1V

关机,可自恢复
电 压 ≤ 40 ± 1V , 回 缩 电 流 ≤ 40 ﹪ 额 定 值 电 压 ≤ 20 ± 0.5V , 回 缩 电 流 ≤ 40 ﹪ 额 定 值

75 ± 5 ℃关机,温度降低后可自恢复 指示输出电压和电流,电压误差≤ 0.24V ,电流误差≤ 0.2A “运行”指示 “保护”指示 “故障”指示 设置模块运行参数,显示与给定校正 6 位:设置模块运行方式和通信地址 风冷(防尘) ≤ 55dB 2U 高 19 英寸机箱
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c) ZZG23 系列整流模块的技术指标如表 5-3 所示: 表 5-3 项目 ZZG23 整流模块技术指标 技术指标 ZZG23 -20220 ZZG23 -30220 ZZG23 -40220 ZZG23 -30110 ZZG23 -40110

技术说明

ZZG23 -50110

输入电压 输 入 特 性 交流频率 功率因数 满载效率 最大输入功率 电压调节范围 额定输出电流 最大输出电流 限流调节范围 输 出 特 性 软启动时间 负载调整率 电网调整率 稳压精度 稳流精度 纹波系数 温度系数 输入过压保护 输入欠压保护 保 护 特 性 输入缺相保护 输出过压保护 输出欠压保护 输出过流保护 输出短路保护 过温保护 LED 数码管 人 机 界 面 绿色 LED 黄色 LED 红色 LED ▲▼ 按键 拨码开关 冷却方式 其 它 音响噪声 外形尺寸 20A 22A 6.6kW 9.9 kW

304V ~ 456V (三相三线) 50Hz ± 10 ﹪ ≥ 0.94 ≥ 92 ﹪ 13.2kW 40A 42A 4~ 8 秒 ≤± 0.5 ﹪ ≤± 0.1 ﹪ ≤± 0.5 ﹪ ≤± 0.5 ﹪ ≤ 0.5 ﹪(峰峰值) ≤ 0.2 ‰( 1 / ℃) 465 ± 5V 关机,可自恢复,回差电压 5 ~ 15V 295 ± 5V 关机,可自恢复,回差电压 10 ~ 20V 关机,可自恢复
295 ± 5V 关 机 ,5min 内 3 次不 可 恢 复 148 ± 3V 关 机 ,5min 内 3 次不 可 恢 复

5kW 30A 32A

6.7kW 88V ~ 143V 40A 42A

8.4 kW 50A 52A

176V ~ 286V 30A 32A

1A ~ 100% 额定值

170 ± 4V 告警,回差电压 4V

85 ± 2V 告警,回差电压 2V

关机,可自恢复 电压≤ 170 ± 4V ,回缩电流≤ 40 ﹪额定值,可自恢复 85 ± 5 ℃关机,温度降低后可自恢复 指示输出电压和电流,电压误差≤ 1V ,电流误差≤ 0.2A “运行”指示 “保护”指示 “故障”指示 设置模块运行参数,显示与给定校正 6 位:设置模块运行方式和通信地址 风冷(防尘) ≤ 55dB 3U 高 19 英寸机箱
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5.3.6 整流模块的监控 a) 本机监控: ?

技术说明

测量:模块输出电压和电流。由高亮度 LED 数码管显示,通过 V / A 显示转换按钮 进行切换。测量采用零点和满度自校准技术(可通过按键手动校正) ,在环境温度 变化或测量电路参数时变的条件下,仍能保证测量数据的准确性。

?

信号:绿色 LED 闪亮指示模块工作正常;黄色 LED 指示模块保护告警,包括交流 输入过压、欠压或缺相,直流输出 欠压及模块过温。红色 LED 指示模块故障告警, 包括直流输出过压。

?

控制:通过后背板上的船形开关控制模块的开关机。通过前面板内的拨码开关选择 模块的工作方式,第 1 位拨码向上拨为自主,向下拨为受控。在受控工作方式下, 整流模块的输出电压、限流值、开 / 关机和均 / 浮充状态由监控装置进行控制,人工 无法干预;在自主工作方式下,可通过前面板上的↑↓按键调节模块的输出电压和 限流值,模块的运行不受监控装置 的控制,但仍上送运行状态信息。

b) 后台监控:通过 RS485 通信接口,将模块信息上传到电源监控装置,同时接收监 控装置的控制命令。整流模块与监控装置的通信 地址由第 2 ~ 6 位拨码开关决定, 其中第 2 位拨码开关为地址高位,第 6 位拨码开关为地址低位,拨码向上拨为 1 , 向下拨为 0 。整流模块的后台监控内容如表 5-4 所示。 表 5-4 项目 遥测 整流模块的后台监控内容 备 注

监 控 内 容 测量模块的输出电压,并上 报给监控装置。 测量模块的输出电流,并上报给监控装置。 将 模块 的保护 告警信 号“ 交流 异常” (包 括

交流输入过压、欠压或缺相) 、 “直流欠压” 1. 模 块 在 交 流 异 常 、 直 流 过 压 和“模块过温”上报给监控装置。 遥信 将模块的故障告警信号“直流过压”上报给 监控装置。 将模块的工作方式信号“自主”或“受控” 上报给监控装置。 接收监控装置的命令, 控制整流模块的开机 1. 模 块 在 自 主 工 作 方 式 下 , 不 和关机。 接受监控装置的“遥控”和 接收监控装置的命令, 控制整流模块的均充 和浮充转换。 接收监控装置的命令, 调节整流模块的输出 电压给定值。 遥调 接收监控装置的命令,在 1A ~ 100% 额定值 范围内调节整流模块的输出限流点。 接收监控装置的命令, 调节整流模块的输出 充电保护值。
“遥调”命令。 2. 模 块 在 遥 控 关 机 时 , 屏 蔽 直 流欠压告警信号。 3. 模 块 与 监 控 装 置 通 信 中 断 时,如果之前在浮充状态, 则继续按给定的浮充电压值 运 行 ;如 果 之 前 在 均 充 状 态 , 则自动转为浮充状态,按预 设的充电保护电压值运行。 或过温保护时,或者在限流 输出状态时,屏蔽直流欠压 告警信号。 2. 交 流 异 常 和 直 流 欠 压 告 警 信 号 延 时 10 秒 输 出 。

遥控

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5.3.7 整流模块的端口定义 a) ZZG21 、 22 、 23 整流模块的背板端子如图 5-7 所示。

技术说明

0

I

图 5-7

ZZG22 、 23 整流模块的背板端子示意图

b) ZZG21 、 22 、 23 整流模 块的背板有三个对外接 线端子插座,包括交流 输入、直流 输出和通信并机接口。各接口端子的定义如表 5-5 、表 5-6 、表 5-7 所示。 表 5-5 接口名称 ZZG21 、 22 、 23 整流模块交流输入接口端子 X1 定义 代号 U V W PE 定义 ZZG21 交流相线输入 交流零线输入 空 保护地 ZZG22 、 23 交流 A 相输入 交流 B 相输入 交流 C 相输入

端子号 1

交流输入

2 3 4

注:交流输入的 U 、 V 、 W 、 PE 端子分别用黄色、绿色、红色和黑色区分。 表 5-6 接口名称 直流输出 ZZG21 、 22 、 23 整流模块直流输出接口端子 X2 定义 代号 + - 定义 直流正极输出 直流负极输出 备注 为保证均流的精度, 各模块直流 输出的接线长度应相等。 1 2 端子号

注:直流输出的正极和负极端子分别用红色和黑色区分 表 5-7 接口名称 ZZG21 、 22 、 23 整流模块通信并机接口端子 X3 定义 代号 A B CS 定义 DATA + DATA - 均流总线 备注 接口电平为 RS485 , 与电源监控 装置连接。 与直流输出负极共地 1 通信并机 2 4

端子号

5.4 硅堆降压单元
对于蓄电池组的个数选择大于 104 只 ( 110V 系统大于 52 只 ) 的阀控式铅酸直流系统, 由于 整流器在 对蓄电池进行 充电时, 与蓄电池并联 的直流母 线电压超出 控 制直流负 荷 电 压 不 大 于 + 10% 的 要求 , 因 此 需 要这 样 一 个 降 压 装 置 把 直流 母 线 的电 压 调 节 到 控制 直流负荷要求的范围内。 二极 管硅堆就 是这种降压装 置,它可 自动或手动调 节 电压降 ,从而使控制 直流母线 的 电压稳定在规定的范围内。
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5.4.1 硅堆降压装置的工作原理

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图 5-8 硅堆降压装置原理图 降压硅堆是由多只大功率硅整流 二极管串接而成,利用 PN 结基本恒定的正向压降作为 调整电压,通过改变串入线路的 硅管数量获得适当的压降,达到电压调节的目的。相比 于其它形式的电压调节方式,采用硅堆调压具有抗电流冲击性好、安全、可靠的优点。 如图 5-8 所示,降压硅堆均分为 4 节( AS1~AS4 )串联而成,在每节硅堆两端并联调压 执行继电器( K1~K4 )的常闭触点,若驱动执行继电器 动作,令其触点断开,使得该节 硅堆被串入线路,降压单元的压降增大;反之,若执行继电 器返回,其触点闭合,使得 串入线路中的硅堆数量减少,降压单元的压降减小。 控制转换开关 SA 用于选择调压控制方式,当开关手柄在 -45 °位置时,硅堆降压装置 处于自动调压状态,硅堆调压控制单元 AVR 根据控制母线电压的变化情况,驱动适当 数量的执行继电器动作, 保证控制母线的电压在正常范围内 。 当开关手柄在 0 °位置时, 硅堆降压装置处于旁路直通状态,此时的各节硅堆被执行继电器短接旁路;当开关手柄 分别在 45 °~ 180 °位置时,硅堆降压装置处于手动调压状态,此时开关手柄的不同操 作位置,强制不同数量的执行继电器动作,实现手动调节控制母线的电压。 隔离开关 QS 是在硅堆降压装置故障维修时,为控制直流母线提供一个旁路直通回路, 保证控制直流母线连续不间断供电。注意禁止带负荷分断开关! 5.4.2 硅堆降压装置的型号规格定义 a) 220V 系列硅堆降压装置: ZTY23-20A/3X8V---- 额 定工作电流 20A ,额定工作电压 220V ,最大调节压降 24V ZTY23-40A/3X8V---- 额 定工作电流 40A ,额定工作电压 220V ,最大调节压降 24V ; ZTY23-60A/3X8V---- 额 定工作电流 60A ,额定工作电压 220V ,最大调节压降 24V ; ZTY24-20A/4X8V---- 额 定工作电流 20A ,额定工作电压 220V ,最大调节压降 32V ;

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ZTY24-40A/4X8V---- 额 定工作电流 40A ,额定工作电压 220V ,最大调节压降 32V ; ZTY24-60A/4X8V---- 额 定工作电流 60A ,额定工作电压 220V ,最大调节压降 32V 。 b) 110V 系列硅堆降压装置: ZTY23-20A/3X4V---- 额 定工作电流 20A ,额定工作电压 110V ,最大调节压降 12V ; ZTY23-40A/3X4V---- 额 定工作电流 40A ,额定工作电压 110V ,最大调节压降 12V ; ZTY23-60A/3X4V---- 额 定工作电流 60A ,额定工作电压 110V ,最大调节压降 12V ; ZTY24-20A/4X4V---- 额 定工作电流 20A ,额定工作电压 110V ,最大调节压降 16V ; ZTY24-40A/4X4V---- 额 定工作电流 40A ,额定工作电压 110V ,最大调节压降 16V ; ZTY24-60A/4X4V---- 额 定工作电流 60A ,额定工作电压 110V ,最大调节压降 16V 。 5.4.3 硅堆降压装置的技术指标

ZTY20 系列硅堆降压装置的技术指标如表 5-8 所示: 表 5-8 ZTY20 系列硅堆降压装置技术指标 技术指标 项目 ZTY23ZTY23ZTY23ZTY23ZTY23ZTY2320A/3X8V 40A/3X8V 60A/3X8V 20A/3X4V 40A/3X4V 60A/3X4V ZTY24ZTY24ZTY24ZTY24ZTY24ZTY2420A/4X8V 40A/4X8V 60A/4X8V 20A/4X4V 40A/4X4V 60A/4X4V 220V 160 ~ 300V 20A 300A 40A 600A 60A 900A 20A 300A 110V 80 ~ 150V 40A 600A 60A 900A

额定工作电压 工作电压范围 额定工作电流 耐受冲击电流 最大调节压降 额定动作电压 动作电压误差 动作响应时间 硅堆开路保护 报警输出触点 人 机 界 面 5.4.4 绿色 LED 黄色 LED 红色 LED 转换开关

24V / 32V (额定值) 动作值: 228V ,返回值: 216V ≤ 1.2V 1S

12V / 16V (额定值) 动作值: 114V ,返回值: 108V ≤ 0.6V

硅堆开路时自动短接旁路 5A / 250VAC ( COS?=1 ) ; 1A / 220VDC ( T=0 ) “运行”指示 4 个: “第 1 ~ 4 节硅堆投入”指示 4 个: “第 1 ~ 4 节硅堆开路”指示 选择调压控制方式:自动、旁路或手动

硅堆降压装置的监控

a) 本机监控: ? 信号:硅堆调压控制单元的绿色 LED 闪亮指示装置工作正常; 1 #~ 4 #黄色 LED 指示装置第 1 ~ 4 节硅堆投入; 1 #~ 4 #红色 LED 指示装置第 1 ~ 4 节硅堆开路。 ? 控制:硅堆降压装置的转换开关选择调压的控制方式,当开关 手柄在 -45 °位置时, 硅堆降压装置处于自动调压状态;当开关手柄在 0 °位置时,硅堆降压装置处于旁 路直通输出状态;当开关 手柄分别在 45 °~ 180 °位置时,硅堆降压装置处于手动
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调压状态,可通过开关手柄的不同操作位置,实现手动调节控制母线的电压。 b) 后台监控:硅堆降压装置的告警信号包括“硅堆降压单元故障”( 1 、 2 段硅堆降压 单元故障),为无源开关触点,当硅堆降压装置失压或硅堆开路保护动作时,该触 点闭合,并通过开关量采集单元上传到 电源监控装置。 5.4.5 硅堆降压装置的电流拓扑

图 5-9

60A 以上硅堆降压装置原理图

对于 60A 以上的硅堆降压装置,采用如图 5-9 所示的电流拓扑电路。其中 100A 的降压 硅堆选用链式结构组件, 200A 及以上的降压硅堆选用热管式一体化二极管功率组件。 调压执行继电器选用 24V 直流接触器,由开关电源驱动。具体的设备配置见表 5-9 。 表 5-9 100A/3X8V 220V 100A/4X8V 220V 100A/3X4V 110V 100A/4X4V 110V 200A/4X6V 220V 200A/4X3V 110V 400A/4X6V 220V 400A/4X3V 110V 600A/4X6V 220V 600A/4X3V 110V 5.4.6 100A 、 200A 、 400A 、 600A 硅堆降压装置设备配置 降压硅堆 GD-100A/1X8V 3 串 GD-100A/1X8V 4 串 GD-100A/2X4V 1 串 GD-100A/1X4V 1 串 GD-100A/2X4V 2 串 YGZ45-200A/400V 4 组 YGZ45-200A/400V 2 组 YGZ45-400A/400V 4 组 YGZ45-400A/400V 2 组 YGZ45-600A/400V 4 组 YGZ45-600A/400V 2 组 GSZ2-200DB/24 BZJ-200D/24 48B GSZ2-400SB/24 BZJ-400S/24 48A BZJ-600S/24 48A XJ802-220 24V XJ802-110 24V PW800-220 24V PW800-110 24V PW800-220 24V PW800-110 24V GSZ2-100DB/24 BZJ-100D/24 48B XJ802-110 24V 直流接触器 开关电源 XJ802-220 24V 降压装置额定参数

硅堆降压装置的控制单元 ZTY20 系列硅堆降压装置的控制单元采用单片机控制,通过检测控制直流母线的
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电压,与给定的继电器动作电压比较,经放大驱动 继电器的动作,使控制直流母线 的电压保持在一定的范围内;硅堆监视电路实时监测各节硅堆的电压降,如果串入 线路中的某节硅堆出现开路的情况,控制单元自动闭锁与该节硅堆并联的继电器, 使该节硅堆被短接旁路,实现控制母线不间断供电。 ZTY20 硅堆调压控制单元的 外形尺寸为 136(L)X122(W)X81(H) ,其正面端子如图 5-10 所示。

图 5-10

ZTY20 硅堆调压控制单元的正面端子示意图

ZTY20 硅堆调压控制单元的正面有一个对外接线端子插座,包括 告警输出、控制 电压输入、继电器驱动输出及硅堆电压输入。各接口端子的定义如表 5-10 所示。 表 5-10 接口名称 告警输出 端子号 1 2 3 控制电压 输入 5 7 8 继电器 驱动输出 9 10 11 12 13 硅堆电压 输入 14 15 16 ZTY20 硅堆调压控制单元接口端子定义 代号 NC NC V+ PE V- K1 K2 K3 K4 S1 S2 S3 S4 S5 直流正极 保护地 直流负极 继电器 K1 继电器 K2 继电器 K3 继电器 K4 1 节硅堆阳极 2 节硅堆阳极 3 节硅堆阳极 4 节硅堆阳极 4 节硅堆阴极 采集各节硅堆的端电压 连接继电器控制线圈 定义 备注 硅堆降压单元故障 连接到控制母线正极 直接连接到接地母排 连接到控制母线负极

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5.5 绝缘监测单元
发电厂 和变电站内的直流操作 电源系统,其直流供电 网络分布到电站的各个 一次和二 次设备 处,支路纵横交错,发 生接地的概率很 高。直 流系统是正负极对浮空 的,当 出 现一点 接地(正负极直接接地 或对地绝缘降低)时, 系统虽然能正常的工作 ,但出现 第二点 接地时,则可能造成信 号装置、控制回路和继 电保护装置误动作,甚 至造成直 流正负 极短路,从而引发严重 的电力事故。因此直流 系统对地应有良好的绝 缘,必须 对其进 行实时的在线监测,当 某一点出现接地故障时 ,立即发出告警信号, 提醒运行 人员查找并排除接地故障,从而杜绝直流系统接地故障可能引发的电力事 故。 5.5.1 绝缘监测装置的工作原理

直流系统的绝缘监测装置由母线绝缘检测和支路绝缘检测两部分组成: a) 母线绝缘检测原理

图 5-11 母线绝缘监测原理图 如图 5-11 所示,母线绝缘检测采用不平衡电桥检测电路,由微处理器控制电桥开 关 S1 和 S2 轮流导通,分别测得两组直流母线正负极对地的电压值,然后通过方程 式计算出直流母线正负极对地的绝缘电阻值。 根据欧姆定律在开关 S1 和 S2 全部断开时得到方程式一: U z( R+ Rz )/ R Rz = U f( R+ Rf )/ R Rf 在开关 S1 闭合, S2 断开时得到方程式二: U z 1 ( R+2 Rz )/ R Rz = U f 1 ( R+ Rf )/ R Rf 在开关 S2 闭合, S1 断开时得到方程式三: Uz2(R+Rz) / RRz = Uf2(R+2Rf) / RRf ( 3) ( 2) ( 1)

已知电压 Uz 、 Uf 、 Uz1 、 Uf1 、 Uz2 、 Uf2 的测量值和电阻 R 的值,联立解方程组 ( 1 )和( 2 )或( 1 )和( 3 ) ,可以求出直流母线正负极对地的绝缘电阻 Rz 和 Rf 的值。这一技术的母线对地电压检测精度直接影响绝缘电阻的计算结果,而且 电桥 开关在切换过程中, 母线正负极对地分布电容的充放电过程会直接影响对地电压的 采样值,因此应针对不同容量的电源系统设置不同的检测速度,以保证绝缘监测的 精度。另外,采用这种电桥测量技术虽然可以准确地计算出直流系统正负极对地总 的绝缘电阻值, 但由于电桥电路在直流正负极与地之间人为接入了一定值的接地电 阻,必然会对直流系统的绝缘水平产生一定的影响,因此,在保证一定测量精度的

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前提下,电桥电路 R 的取值应尽可能大,而电桥电路在切换时自动选择 正负极对地 电压较大一侧的开关闭合;同时采用实时比较正负极对地电压变化量的方法,结合 定时处理,减少电桥开关切换的次数,大大降低电桥电路对直流系统的影响。 b) 支路绝缘检测原理 以上母线绝缘检测技术虽然可以测量出直流系统正负极对地总的绝缘电阻, 但不能 确定直流系统各供电支路(直 流馈电输出)的正负极对地的绝缘电阻值。如果直流 系统出现接地故障时,对接地故障点的查找只能采用逐路断开馈电支路开关 ,顺着 支路逐级查找以确定接地故障点。这种方法既费时又费力,而且断开支路上的各种 装置要暂时退出工作,存在引起电力事故的危险 。 对直流系统各馈电支路正负极对地绝缘电阻的检测, 是在各馈电支路 回路安装电流 互感器,采用低频叠加或直流漏电流的检测原理,计算出各馈电支路正负极对地的 绝缘电阻值。这两种原理各有自己的优缺点,分别说明如下 : ? 低频叠加原理: 由低频信号源产生的超低频信号通过隔直电容对地耦合到直流正负 母线,采用无源交流小电流传感器,感应流过各馈电支路中接地电阻和接地电容的 超低频信号电流, 其大小直接反映出支路接地电阻的变化。 感应电流信号经过放大、 相位比较、滤波和 A/D 转换后,进行数据处理并计算出相应的接地电阻值,判断 出直流馈电支路的接地故障。 这一技术的电流传感器不受一次侧电流和温度变化的 影响,缺点是检测精度受分布电容和低频信号衰减的影响较大。当然可以采用信号 相位比较技术进行超前校正及跟踪, 消除 馈电支路的分布电容对绝缘电阻测量精度 的影响,同时过滤直流母线上非同步交流信号的干扰,解决支路误报和漏报现象。 ? 直流漏电流原理:采用磁调制有源直流小电流传感器,馈电支路正负极穿过传感器 的正常负荷电流大小相等、方向相反,在传感器中的合成直流电磁场为零,其二次 输出也为零;当支路回路的正负极存在接地电阻时,就会感应产生漏电流,并且在 传感器中合成漏电流磁场,其二次输出就直接反映接地漏电流的大小,结合母线绝 缘检测不平衡电桥电路的对地电压测量数据,可以计算出支路对地的绝缘电阻值, 从而判断出直流馈电支路的接地故障。这一技术无需在直流母线上叠加任何信号, 对直流系统不会产生任何不良影响,检测精度不受直流系统对地分布电容的影响, 且灵敏度高,巡检速度快。缺点是有源直流传感器的二次接线复杂,且其中的电子 电路容易受温度变化和直流回路大电流冲击的影响产生零点漂移,影响测量精度。 当然,可以采取校正技术,消除零点漂移,保证检测精度。另外,支路漏电流参数 的变化量,也可以作为母线绝缘电桥检测电路的启动条件。 5.5.2 绝缘监测装置的型式

许继电源采用不平衡电桥和直流 漏电流检测原理,提供以下四个型式的产品: a) FZJ-21 直流绝缘监测装置:仅具备母线绝缘监测功能。 b) WZJ-21 、 23 直流绝缘监测装置:作为绝缘监测主机使用时,同时具备母线和支路

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绝缘监测功能。 其中 WZJ-21 可作为绝缘监测分机使用, 仅具备支路绝缘监测功能, 适用于主分屏结构直流网络的分电屏馈电支路绝缘监测。 c) FLR-21 支路 CT 信号采集模块: 用于采集馈电支路 CT 检测的直流对地漏电流信号, 并通过 RS485 总线上传到绝缘监测装置主机或分机处理。 d) FCT-21 、 22 绝缘电流传感器( CT ) :用于检测馈电支路的直流对地漏电流信号。 5.5.3 绝缘监测装置的技术指标

a) FZJ-21 、 WZJ-21 、 23 微机绝缘监测装置的技术指标如表 5-11 所示: 表 5-11 项目 额定工作电压 工作电压范围 母线电压测量范围 母线电压测量精度 绝缘电阻测量范围 母线绝缘测量精度 支路绝缘测量精度 母线监测段数 支路巡检路数 支路巡检速度 支持分机数量 显示 绿色 LED 人 机 界 面 红色 LED 黄色 LED ↑键 ↓键 MENU 键 ENTER 键 报警输出触点 外形尺寸 FZJ-21 、 WZJ-21 、 23 微机绝缘监测装置技术指标 技术指标 FZJ-21 WZJ-21 、 23 (主机) WZJ-21 / F(分机) 220 ( 110 ) V 160 ~ 300 ( 80 ~ 150 ) V 160 ~ 300 ( 80 ~ 150 ) V ≤± 1 ﹪ 0 ~ 999.9k Ω ≤± 10 ﹪( 0 ~ 50k Ω ) / 1 / / / 大屏幕 LCD / / / 上移位调节 下移位调节 功能选择 选择确认 96(L)X96(H)X73(D) 2U 、 3U 高 19 英 寸 机 箱 15 “运行”指示 “告警”指示 “通信”指示 / / / / 1或2 15X24 ≤ 120mS / 3.5 、 5.7 英寸彩色触摸屏 / ≤± 10 ﹪( 0 ~ 30k Ω ) / 6X24 / /

5A / 250VAC ( COS? =1 ) ; 1A / 220VDC ( T=0 )
2U 高 19 英 寸 机 箱

b) FLR-21 支路 CT 信号采集模块的技术指标: ? ? ? ? ? 工作电源电压:± 12V ± 10 %; 功率消耗: 2W ; 支路 CT 信号采集路数: 24 路; LED :绿色“运行”指示,黄色“通信”指示; 拨码开关: 5 位:设置模块通信地址;
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? 外形尺寸: 136(L)X122(W)X56 (H) 。

技术说明

c) FCT-21 、 22 绝缘电流传感器的技术指标: ? ? ? ? ? ? ? ? 5.5.4 工作电源电压:± 12V ± 10 ﹪; 绝缘漏电流检测范围:± 100mA ; 电流精度:± 1 ﹪; 线性度:± 0.05 ﹪; 温度漂移: 250ppm ; 功率消耗: 0.24W ; 穿线孔径: FCT-21 : ?23 ; FCT-22 : ?41 ; 穿线截面: FCT-21 :≤ 2X16mm 2 ; FCT-22 :≤ 2X95mm 2 。 绝缘监测装置的监控

a) 本机监控: ? 测量:对于 FZJ-21 直流绝缘监测装置,测量包括直流母线电压、正极对地电压、 负极对地电压、正极绝缘电阻、负极绝缘电阻,由高清晰 LCD 显示。对于 WZJ-21 和 WZJ-23 直流绝缘监测装置,测量包括直流母线电压、正极对地电压、负极对地 电压、正极绝缘电阻、负极绝缘电阻、支路漏电流和绝缘电阻 ;对于 WZJ-21F 绝 缘监测分机,仅检测支路漏电流或绝缘电阻。 ? 信号:对于 FZJ-21 直流绝缘监测装置,两个红色 LED 分别指示直流母线电压异常 和绝缘降低告警。对于 WZJ-21 、 23 直流绝缘监测装置,绿色 LED 闪亮指示装置 工作正常;红色 LED 指示装置告警,它包括直流母线过压 / 欠压、直流母线绝缘降 低、直流系统瞬时接地、主屏 / 分屏直流馈电支路接地、主屏 / 分屏直流馈电支路断 路、主屏 / 分屏绝缘信号采集模块通信中断、分屏绝缘监测通信中断;黄色 LED 指 示装置与电源监控装置的通信状态,当接收和发送数据时闪亮。对于 WZJ-21 / F 绝 缘监测分机,装置告警包括直流馈电支路接地、直流馈电支路断路、绝缘信号采集 模块通信中断;黄色 LED 指示装置与绝缘监测主机的通信状态 。对于 FLR-21 支路 CT 信号采集模块, 绿色 LED 闪亮指示模块工作正常, 常亮或熄灭时指示模块故障。 对于 FCT-21 、 22 绝缘电流传感器( CT ) ,红色 LED 闪亮指示 CT 工作正常,常亮 或熄灭时指示 CT 故障。 ? 控制:通过触摸屏对支路 CT 进行零点和满度校正,及漏电流方向的设定;对母线 电压采样信号进行校正;对于正常分列运行的两段直流母线绝缘监测主机 ,可通过 母联辅助开关信号的使能,实现两段直流母线绝缘监测主机的并机异步处理;对于 具有两路来自不同蓄电池组母线段的直流分电屏系统,通过输入开关信号的使能, 实现分电屏绝缘监测分机与两路输入电源绝缘监测主机的数据通信处理。 b) 后台监控:通过 RS485 通信口,将绝缘监测装置信息上传到电源监控装置。绝缘 监测装置的后台监控内容如表 5-12 所示。

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表 5-12 项目 遥测 遥信 绝缘监测装置的后台监控内容 监 控 内 容 检测直流母线正负极对地的绝缘电阻值,并上传给监控装置。

技术说明

将绝缘监测装置的告警信号:直流母线电压异常、直流母线绝缘降低、 直流馈电支路接地(含分屏) 、直流馈电支路断路(包分屏)和分屏通信 中断上报给监控装置。 5.5.5 绝缘监测装置的端口定义 a) FZJ-21 直流绝缘监测装置 FZJ-21 直流绝缘监测装置的背板端子如图 5-12 所示。

(具体端子布置和定义到产品发布时确定)

图 5-12

FZJ-21 直流绝缘监测装置背板端子示意图

FZJ-21 直流绝缘监测装置的背板有两排对外接线端子,包括母线输入、并机信号、 通信接口、工作电源和告警输出。其端子的定义如表 5-13 所示。

表 5-13
接口名称 母线输入 端子号 1 3 4 并机信号 5 6 8 通信接口 9 10 11 工作电源 13 15 17 告警输出 18 19 20

FZJ-21 直流绝缘监测装置接口端子定义 代号 CL+ CL- MPE DI + DI - A B GND P+ P- PE OV LR AF COM 定义 直流正极输入 直流负极输入 电桥检测地 开关输入正极 开关输入负极 DATA + DATA - 数字地 直流正极 直流负极 保护地 通过保护熔断器接入 直接连接到接地母排 直流母线电压异常 直流母线绝缘降低 绝缘监测装置故障 继电器输出公共端
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备注 通过保护熔断器接入 直接连接到接地母排 通过母联开关辅助触点接入

接口电平为 RS485 , 与电源监控 装置连接。

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b) WZJ-21 、 23 直流绝缘监测装置

技术说明

WZJ-21 、 23 直流绝缘监测装置的背板端子如图 5-13 所示, 对 WZJ-21 / F 无 F 端子。
1NO1 1NO2 2NO1 2NO2 3NO1 3NO2 4NO1 4NO2 5NO1 5NO2 6NO1 6NO2 7NO1 7NO2 8NC1 8NC2 IO+ IO+12V AGND -12V DO+ DODI+ DITXD RXD 1L+ 1L2L+ 2LMPE

D
24V+ 24V+12V AGND -12V

E
COM1
DIO1 DIO2 DIO3 DI04 DI05 DI06 DI07 DI08 DI09 DI10 DI11 DI12 DI13 DI14 DI15 DI0V

F
COM2 COM3 COM4 COM5 COM6
T/A R/B GND GND A B A B A B A B A B GPS+ GPS-

P+ P-

电源开关 开 I O 关

PE

COM0

A

B

C

图 5-13

WZJ-21 、 23 直流绝缘监测装置主机背板端子示意图

WZJ-21 、 23 直流绝缘监测装置的背板有六个对外接线端子插座,包括工作电源、 开关量输入、通信接口、开关量输出等。各接口端子的定义如表 5-14 ~ 5-18 所示。 表 5-14 接口名称 工作电源 输入 24V 电源输出 ± 12V 电源输出 WZJ-21 、 23 直流绝缘监测装置工作电源接口端子 A 定义 端子号 1 2 4 6 7 8 9 10 代号 P+ P- PE 24V + 24V - + 12V AGND - 12V 定义 直流正极 直流负极 保护地 直流正极 直流负极 直流正极 电源地 直流负极 备注 通过保护熔断器接入 直接连接到接地母排 开入驱动电源,额定功率 6W 。 支路 CT 和 CT 信号采集模块的 工 作 电 源 , 额 定 功 率 48W , 可 连接 CT 的数量≤ 144 个。

注:当支路 CT 的数量大于 144 时,应采用 FKD-24 控制电源模块扩展电源容量。 表 5-15 接口名称 母线并联 开关信号 分屏进线 开关信号 分屏进线 开关信号 一段馈电 断路信号 二段馈电 断路信号 空 空 空 开入 公共地 WZJ-21 、 23 直流绝缘监测装置开关量输入接口端子 B 定义 端子号 1 2 3 4 5 6 ? ? ? 15 16 代号 DI01 DI02 DI03 DI04 DI05 DI06 ? ? ? DI15 DI0V 开入公共地 开关量输入为 DC24V 驱动,从 本机 24V 电源输出取得。 开入信号正极 定义 备注 通过直流主屏母线联络开关的 辅助触点接入(主机) 通过直流分屏一号电源进线开 关的辅助触点接入(分机) 通过直流分屏二号电源进线开 关的辅助触点接入(分机) 通过直流屏一段直流馈电开关 的报警触点接入(主 / 分机) 通过直流屏二段直流馈电开关 的报警触点接入(主 / 分机)

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表 5-16 接口名称 COM1 1 2 3 4 COM2 5 6 COM3 COM4 COM5 COM6 保护接地 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 PE WZJ-21 、 23 直流绝缘监测装置通信接口端子 C 定义 代号 T/A R/B GND GND A B A B A B A B A B 定义 DATA+ DATA数字地 数字地 DATA+ DATADATA+ DATADATA+ DATADATA+ DATADATA+ DATA空 保护地 备注

技术说明

端子号

接口电平为 RS-485 ,作为主机 缺省连接电源监控装置 ; 当作为 分机时缺省连接一段主机。 接口电平为 RS-485 ,作为主机 缺省连接 CT 信号采集模块;当 作为分机时缺省连接二段主机。

接口电平为 RS-485 ,作为主机 缺省连接绝缘监测装置分机。 当 作为分机时缺省连接支路绝缘 信号采集模块或馈电开关状态 采集模块。

注:严禁支路绝缘信号采集模块和馈电开关状态采集模块接到同一个通信口上。 表 5-17 接口名称 1 2 3 4 5 6 7 告警输出 8 9 10 11 12 13 14 15 16 WZJ-21 、 23 直流绝缘监测装置开关量输出端子 D 定义 代号 1NO1 1NO2 2NO1 2NO2 3NO1 3NO2 4NO1 4NO2 5NO1 5NO2 6NO1 6NO2 7NO1 7NO2 8NC1 8NC2 绝缘监测装置故障 定义 备注 直流母线电压异常 ( 主机 ) 直流母线绝缘降低 ( 主机 ) 第 一 组

端子号

直流馈电支路接地 直流母线电压异常 ( 主机 ) 第 二 组

直流母线绝缘降低 ( 主机 )

直流馈电支路接地

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表 5-18 接口名称 并机开出 并机开入 恒流源 输出 ± 12V 电源输入 1 2 4 5 9 10 11 12 13 通信接口 表 5-19 接口名称 一段母线 电压输入 二段母线 电压输入 大地 7 9 11 13 16 15 16 WZJ-21 、 23 直流绝缘监测装置并机互联端子 E 定义 代号 DO + DO - DI + DI - IO + IO - + 12V AGND - 12V TXD RXD 定义 开出正极 开出负极 开入正极 开入负极 输出正极 输出负极 直流正极 电源地 直流负极 TXD RXD 备注

技术说明

端子号

连接另一母线段绝缘监测主机 的并机开入端口(主机) 连接另一母线段绝缘监测主机 的并机开出端口(主机) 支路 CT 基准校正电流源,额定 输出电流为 5mA (主 / 分机) 绝缘监测控制电源输入, 连接到 电源输出端子 A (主 / 分机) 通信接口电平为 RS-232 ,连接 FCT-12 数字型 CT (主 / 分机)

WZJ-21 、 23 直流绝缘监测装置母线输入端子 F 定义 代号 1L+ 1L- 2L+ 2L- MPE 定义 直流正极 直流负极 直流正极 直流负极 电桥检测地 备注 通过保护熔断器连接一段直流 母线(主机) 通过保护熔断器连接二段直流 母线(主机) 直接连接到接地母排

端子号

c) FLR-21 支路 CT 信号采集模块 FLR-21 支路 CT 信号采集模块的正面端子如图 5-14 所示。

图 5-14

FLR-21 支路 CT 信号采集模块正面端子示意图

FLR-21 支路 CT 信号采集模块的正面有两个对外接线端子插座, 包括 CT 信号输入、 通信接口和工作电源。各接口端子的定义如表 5-20 所示。
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表 5-20 接口名称 端子号 1 2 CT 信号 输入 ? ? ? 23 24 25 26 工作电源 输入 27 28 29 30 通信接口 31 32 FLR-21 支路 CT 信号采集模块接口端子定义 代号 AI01 AI02 ? ? ? AI23 AI24 AI0V AGND + 12V - 12V PE A B GND 模入公共地 电源地 直流正极 直流负极 保护地 DATA + DATA - 数字地 直接连接到接地母排 模入信号正极 定义 备注

技术说明

直流绝缘漏电流信号采样, 连接 各馈电支路 FCT-21 模拟型 CT 的二次信号输出。

连 接 绝 缘 监 测 装 置 ± 12V 电 源 输出端口

接口电平为 RS485 , 连接绝缘监 测装置通信端口。

d) FCT-21 、 22 绝缘电流传感器( CT ) FCT-21 、 22 绝缘电流传感器的正面端子如图 5-15 所示。

图 5-15

FCT-21 、 22 绝缘电流传感器的正面端子示意图

TXD :二次信号输出正极; RXD :二次信号输出地; GND :工作电源地; V +:工作电源正极; V -:工作电源负极; Io +:恒流源输入; Io -:恒流源输出。

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5.5.6 两组蓄电池配置主分屏网络结构的绝缘监测网络设计

技术说明

a) 分屏母线由主屏单段电源供电的直流网络 如图 5-16 所示,1 号和 2 号直流分电屏设置一段母线,两回直流电源进线全部取自 直流主屏同一蓄电池组的母线段, 即 1 号直流分屏完全由直流主屏的 1 号蓄电池组 母线段供电,2 号直流分屏完全由直流主屏的 2 号蓄电池组母线段供电。这时的绝 缘监测装置从机通过一个 RS485 通信口与直流主屏对应母线段的主机连接,实现 绝缘监测从机与一台主机的同步对地电压检测和支路巡检。 这种装设一段直流母线 的分电屏系统,适用于不具有双重化控制和保护回路的 直流负荷网络。 对于 3 号直流分电屏,采用两段直流母线,两回直流电源进线分别取自直流主屏不 同蓄电池组的母线段,且两段直流母线之间不装设联络开关。这时的绝缘监测装置 从机通过两个 RS485 通信口分别与直流主屏对应母线段的主机连接,实现绝缘监 测从机与两台主机的同步对地电压检测和支路巡检。 这种装设有两段直流母线的分 电屏系统,适用于具有双重化控制和保护回路的 直流负荷网络。

图 5-16

分屏母线由主屏单段电源供电的直流网络

图 5-16 所示的直流网络的分电屏电源输入开关可以不带辅助触点,但分屏机绝缘 监测装置的开关量输入电平应按表 5-21 的要求接线。 表 5-21 WZJ-21 / F 绝缘 监测分机开关量输入电平定义和通信数据处理 母线段数 1 1 2 DI01 电平 1 0 0 DI02 电平 0 1 0 通信数据处理 与主屏一段主机通信 与主屏二段主机通信 按段分别与主屏的一段 和二段主机通信
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分电屏类型 1 号直流分电屏 2 号直流分电屏 3 号直流分电屏

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b) 分屏母线由主屏两段电源供电的直流网络

技术说明

如图 5-17 所示,1 号和 2 号直流分电屏设置一段母线,两回直流电源进线分别取自 直流主屏不同蓄电池组的母线段,即合上 QS1 时由直流主屏的 1 号蓄电池组母线 段供电,合上 QS2 时由直流主屏的 2 号蓄电池组母线段供电。这时的绝缘监测装 置从机通过两个 RS485 串口分别与直流主屏对应母线段的主机 连接,实现绝缘监 测从机与两台主机的同步对地电压检测和支路巡检。 这种装设一段直流母线的分电 屏系统,适用于不具有双重化控制和保护回路的直流负荷网络。 对于 3 号直流分电屏,设置两段直流母线,两回直流电源进线分别取自直流主屏不 同蓄电池组的母线段,且两段直流母线之间装设联络开关,正常情况下分段运行, 检修进线电源时, 合上母联开关选择由直流主屏的 1 号或 2 号蓄电池组母线段供电。 这时的绝缘监测装置从机通过两个 RS485 串口分别与直流主屏对应母线段的主机 连接,实现绝缘监测从机与两台主机的同步对地电压检测和支路巡检。这种装设有 两段直流母线的分电屏系统,适用于具有双重化控制和保护回路的直流负荷网络。 这种由两路电源供电的直流分电屏系统, 由于其直流母线可选择由直流主屏的 1 号 或 2 号蓄电池组母线段供电,因此需通过输入开关的位置信号判断,实现分屏绝缘 监测装置分别与直流主屏对应母线段的绝缘监测装置的通信数据处理。 即直流分屏 由 1 号蓄电池组母线段供时, 分屏绝缘监测装置与 1 号蓄电池组母线段的绝缘检测 主机进行数据通信;直流分屏由 2 号蓄电池组母线段供时,分屏绝缘监测装置与 2 号蓄电池组母线段的绝缘检测主机进行 数据通信。

图 5-17

分屏母线由主屏单段电源供电的直流网络
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技术说明

图 5-17 所示的直流网络的分电屏电源输入开关必须带辅助触点,并通过本机 24V 输 出电 源对应 接入 开关量 信号 。 绝缘 监测 装置分 机与 主机的 通信 数据 按 照表 5-22 的要求处理。 表 5-21 分电屏类型 WZJ-21 / F 直流 绝缘监测装置分机 通信数据处理 母线段数 QS1 状态 DI01 0 1 号直流分电屏 2 号直流分电屏 1 1 0 1 0 1 3 号直流分电屏 2 0 1 1 1 QS2 状态 DI02 0 0 1 1 0 0 通信数据处理 保持原通信状态 与主屏一段主机通信 与主屏二段主机通信 保持原通信状态 按段分别与主屏的一段 和二段主机通信 两段全部与主屏的一段 主机通信 两段全部与主屏的二段 主机通信 按段分别与主屏的一段 和二段主机通信

5.6 电池巡检单元
蓄电池 是电源系统的重要组成 部分,是保证在电力事 故状态下电站的各种保 护和自动 化装置可靠工作和动作的“最后一道供电电源” ,因电池问题造成的事故停电或停机损 失远比电池本身的价值要高昂得多 。 阀控铅酸蓄电池( VRLAB )是目前广泛使用的后备电池。由于采用了阴极吸收技术, 因而电 池可以密封,在运行中 无需加水维护。蓄电池 的密封一方面带来了很 多好处, 同时也 使得观测和维护更加困 难,而且“免维护”这 一 不科学的名称又导致 使用者放 松了电池的日常维护与管理。阀控铅酸电池实际的使用情况是: ? ? 除电池生产厂家的制造质量外,不合理的工作条件导致电池的使用寿命缩短很多。 即 使 有 专人 维 护, 也是手 工 定 期检 测 ,不 借助有 效 的 测试 手 段, 不能随 时 发 现电 池隐患。并且手工检测即费时又费力,不能经常进行。 ? 手 工 检 测对 操 作人 员和直 流 系 统的 安 全构 成危险 。 逐 个测 试 电池 电极时 , 容 易引 起操作人员触电或电池短路,严重的造成直流故障。 因此,为确保蓄电池能够提供足够的后备动力,有必要对其进行实时的在线监测管理, 随时掌 握电池的当前状况,尤 其是 单体电池的电压和 内阻变化以及内部开短 路故障, 提醒运行人员及时处理问题电池,杜绝蓄电池故障可能引发的电力事故 。 实际情况是蓄电池的内阻是一个动态非线性阻抗,随 电池温度、放电状态变化而变化。 蓄电池 在放电过程中, 其内阻 的变化是一个十分复杂 的过程 。蓄电池的内阻 由三部分 组成:一部分是由电池内部的固相物质(含金属或金属氧化物及其盐)和液相物质(电 解液) 的欧姆电阻组成,它服 从于欧姆定律;另两部 分分别为电化学反应阻 抗和浓差
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技术说明

扩散阻 抗,由于它们不服从于 欧姆定律,因此称为非 欧姆阻抗。蓄电池 的内 阻在放电 过程中将不断变化,表现为一个动态组合 。 蓄电池 在大电流放电的初期, 极板的极化电阻迅速增 加,端电压也因此迅速 下降。但 由于浓 差的增加,离子迁移的 速度加快,也会达到某 种动态平衡,因此 放电 时电池的 端电压 会在中期保持相对的平 衡。随着放电的深入, 蓄电池的内阻无论是欧 姆电阻或 非欧姆 电阻都要增大,而且在 放电过程中,因电化学 反应极板上形成的结晶 又反过来 促使极 板的欧姆电阻增加,此 外,浓度极化电阻亦将 随着 电解液浓度的变稀 而增加。 因此, 到了放电末期,由于欧 姆电阻的增加,尤其是 后两种阻抗的急剧增加 ,导致了 电池的端电压急剧下降。 我们知 道,单从比较蓄电池的 性能,准确率最高的测 试方法是容量放电法, 即电池在 一定的 负载电流下放电,通过 监测达到终止电压(也 叫电压拐点)的时间就 可以准确 计算电 池的实际放电容量,比 较电池性能的好坏 。该 方法的缺点是需要电池 脱离 直流 系统, 并连续放出全部容量; 整组放电时只要 有一只 电池达到电压拐点,就 要停止放 电,且 只能定期维护,不能及 时发现问题电池;特别 是只有一组电池的系统 ,对电池 的全容量放电测试难以实施。 其次的 浮充内阻法,虽然可以 借助自动化的检测设备 ,在线 状态下方便地测 量出单体 电池的 浮充内阻值。但是,蓄 电池维护专业最关心的 是蓄电池的真实容量, 越能反应 真实容量的方法越可靠。 浮充内阻与真实容量的关系可以概括为高度相关但却有例外 , 其判别 准确率欠佳很容易理解 。而浮充内阻 客观存在 的反差小和部分无序性 ,是造成 混乱和 误判的根源,这种缺陷 无法简单靠提高检测仪 器的分辨能力来弥补 。 此外仪器 检测的 浮充内阻是电池所有电 化学内阻和非化学内阻 的 等效总和,非化学内 阻也携带 有重要的信息(内汇流条焊接缺陷、或腐蚀裂缝等) ,却和真实容量无关,由此对正确 提取容 量信息造成很大的困难 ,这也是浮充内阻形成 初期无序性的主要根源 。 从国内 外大量 的实测数据看,无论采 用哪种原理(瞬时放电 、交流注入)或哪家仪 器,浮充 内阻法单体准确率停留在 90 %左右难以突破,考虑到后备蓄电池组的重要性,这样的 准确率难以信赖属正常合理。 面对目 前蓄电池安全检测面临 的困境:容量放电试验 对电池有损,耗时费力 且含有令 人不安的运行风险,不可多用;浮充内阻测试的判别准确率欠佳而难以叫人完全信赖。 能否寻 找一种把容量放电法的 高准确率和内阻法的方 便安全集中于一身的新 方法?这 就是介于二者之间、又兼具二者之长的“半荷内阻法” 。该方法是依据电池放电状态下 的内阻 变化规律特点 : 50 % 荷电率以上变化 很小 ; 50 % 荷电率以下快速上升; 放电到 终止电压时,内阻值可能上升为初始内阻值的 2 ~ 3 倍;50 %荷电率为内阻曲线的拐点 (简称内阻拐点) 。显然有比较意义的是不同放电深度下不同内阻值,在测量方法上不 象容量 放电法必须连续不间断 地采样计时,只需在指 定时间一次采样, 特别 是在不同 时间下的各组采样值具有非常有用的比对价值,即实时可比性。

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技术说明

半荷内 阻法的思路是:在电池 组粗略地进行半荷放电 后,对各单体电池做内 阻巡检, 再依据 内阻的大小作出判断。 其核心是以主动放出部 分电量为代价,换取内 阻反差的 “拉开与排序” ,以获得较高的判别准确率,具体表现为以下几个方面: ? ? 半荷放电加大了电池内阻反差,使检测更加容易,也使判读更加可信。 半 荷 放 电使 内 阻值 正确 排 序 , 有效 纠 正浮 充内阻 的 无 序性 , 是提 高判别 准 确 率的 关键因素。 ? ? 内阻拐点客观存在于真实容量的 50 %点,已经最大限度地与真实容量挂钩。 在 现 有 仪器 尚 不能 分离不 同 内 阻的 客 观条 件下, 半 荷 放电 可 显著 改善电 化 学 内阻 对非电化学内阻的比例关系,这点对提高判别准确率有重要贡献。 半荷内 阻法在本质上仅仅是把 测试工作点由浮充满荷 点改变到半荷点 ,这个 在选择工 作点上的一小步改进,带来了以上 4 点很实惠的指标改善,最终获得判别准确率上的 一大飞跃。 要使半荷内阻法进入实用,需要以下约束条件和技 术保障: ? ? ? ? 正常而规范运行的蓄电池组,包括符合安装规范和维护规范。 保证放电起始点为充分浮充满电状态。 内阻检测装置具有足够的测量精度和良好的在线抗干扰能力。 具有辅助的单体电压和放电容量检测手段,以防电池过放。

这些约 束条件完全与正常的维 护规范相一致 ,并无特 别之处;相应的单体电 压和内阻 自动检 测设备可以方便地安装 ,不需要 手工检测 ;放 电电流可大可小,可使 用专用负 载,也 可降低整流器 的输出电 压使用系统真实负载放 电;放电容量的 监测可 借助配套 的监控装置。总之,有与正常维护规范相一致的测试条件,又有成熟的 技术保障措施, 使半荷内阻法进入真正的实用阶段,需要的仅仅是简单的 放电测试操作。 5.6.1 电池巡检装置的工作原理

直流系统的电池巡检装置由电池电压巡检和内阻巡检两部分组成: a) 电池电压巡检原理

光 继 电 器

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图 5-18

电池电压巡检原理框图

电池电压巡检是采用光继电器开关将蓄电池组每节电池的端电压进行采集,通过
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技术说明

A/D 转换电路,将电压信号转换为数字信号供 CPU 读取,最后通过 RS485 总线将 处理后的信息上传到电源监控装置,进行数据分析和判断。 b) 电池内阻巡检原理

光 继 电 器

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图 5-19

电池内阻巡检原理框图

电池内阻巡检是采用交流注入原理, 定时将信号发生器产生的低频交流信号经电容 隔直后,通过光继电器顺序注入到电池内,然后将交流信号在电池正负极柱上产生 的同步交流电压信号进行采集,通过 A/D 转换电路,将电压信号转换为数字信号 供 CPU 读取,计算出单节电池内阻。最后通过 RS485 总线将处理后的信息上传到 电源监控装置,进行数据分析和判断。 c) 电池巡检还具备温度监测功能,当连接温度传感器时,CPU 可定时进行温度的采样 计算,并通过 RS485 总线将处理后的信息上传到电源监控装置,进行数据处理 。 5.6.2 电池巡检装置的型号定义 a) FXJ-21 电池电压巡检模块:具备单节电池电压检测功能。 b) FXJ-22 电池内阻巡检模块:同时具备单节电池电压和内阻检测功能。 5.6.3 电池巡检装置的技术指标 a) FXJ-21 电池电压巡检模块的技术指标如表 5-23 所示。 表 5-23 项目 额定工作电压 工作电压范围 电池电压测量量程 电池电压测量精度 巡检路数 绿色 LED 黄色 LED 拨码开关 温度探头 外形尺寸 FXJ-21 电池电压巡检模块技术指标 技术指标 220 ( 110 ) V 160 ~ 300 ( 80 ~ 150 ) V 0 ~ 15V ≤± 0.2 ﹪ 19 节 “运行”指示 “通信”指示 5 位:第 1 位 ON 温度探头使能,第 2 ~ 5 位通信地址设置 范围: - 30 ℃~ 75 ℃;精度:± 0.5 ℃ 136(L)X122(W)X81 (H)
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b) FXJ-22 电池内阻巡检模块的技术指标如表 5-24 所示。 表 5-24 项目 工作电源电压 电池电压测量量程 电池电压测量精度 交流信号源频率 交流信号源电流 电池内阻测量范围 电池内阻测量速度 电池内阻测量精度 巡检路数 绿色 LED 红色 LED 黄色 LED 拨码开关 温度探头 外形尺寸 FXJ-22 电池内阻巡检模块技术指标 技术指标

技术说明

FZJ-22 / 1 (对 2V 电池) , FZJ-22 / 2 (对 6V 和 12V 电池) 220V : 160 ~ 300 ; 110V : 80 ~ 150V 0 ~ 15V ≤± 0.2 ﹪ 15.26Hz 100mA (峰值) 0 ~ 1000mΩ ≤ 10S ≤± 10 ﹪ 19 节 “运行”指示 “内阻”指示 “通信”指示 5 位:第 1 位 ON 温度探头使能,第 2 ~ 5 位通信地址设置 范围: - 30 ℃~ 75 ℃;精度:± 0.5 ℃ 230 (L)X122(W)X81 (H)

注:当系统装设多路温度 探头时,电源监控装置的温度补偿电池管理取决于第一路 的温度探头信号,其它温 度探头信号作为单体电池表面温度的监测。 5.6.4 电池巡检装置的监控 a) FXJ-21 电池电压巡检模块的本机监控: ? ? 测量:包括电池单节电压,电池环境和单体外壳温度。 信号:绿色 LED 闪亮指示模块工作正常,黄色 LED 闪亮指示模块通信正常 。

b) FXJ-21 电池电压巡检模块的后台监控: 通过 RS485 通信口,将电池电压巡检模块信息上传到电源监控装置。电池电压巡检 模块的后台监控内容如表 5-25 所示。 表 5-25 项目 遥测 遥信 电池电压巡检模块的后台监控内容 监 控 内 容 检测单节电池电压,并上传给监控装置。 检测电池环境和单体外壳温度,并上传给监控装置。 将电池单体开路的告警信号上报给监控装置。

c) FXJ-22 电池内阻巡检模块的本机监控: ? 测量:包括电池单节电压、内阻,电池环境和单体外壳温度。 ? 信号:绿色 LED 闪亮指示模块工作正常,红色 LED 闪亮指示模块正在检测内阻,
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黄色 LED 闪亮指示模块通信正常 。 d) FXJ-22 电池内阻巡检模块的后台监控:

技术说明

通过 RS485 通信口,将电池内阻巡检模块信息上传到电源监控装置。电池内阻 巡检 模块的后台监控内容如表 5-26 所示。 表 5-26 项目 电池内阻巡检模块的后台监控内容 监 控 内 容 检测单节电池电压,并上传给监控装置。 遥测 遥信 检测单节电池内阻,并上传给监控装置。 检测电池环境和单体外壳温度,并上传给监控装置。 将电池单体开路的告警信号上报给监控装置。 接收监控装置的命令,控制模块启动内阻测试。 接收监控装置的命令,控制模块停止内阻测试。 5.6.5 电池巡检模块的端口定义 a) FXJ-21 电池电压巡检模块的正面端子如图 5-20 所示。

遥控

图 5-20

FXJ-21 电池电压巡检模块正面端子示意图

b) FXJ-21 电池电压巡检模块的正面有两个对外接线端子插座,包括电池电压采样、 温度采样、工作电源和通信接口。各接口端子的定义如表 5-27 所示。 表 5-27 接口名称 端子号 1 电压采样 2 ? ? ? 19
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FXJ-21 电池电压巡检模块接口端子定义 代号 定义 备注

单节 电池端电压

通过保护熔断器接入

PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统
20 21 温度采样 22 23 25 工作电源 27 29 30 通信接口 31 32 P D G P+ P- PE A B GND 电源正 信号输出 电源地 直流正极 直流负极 保护地 DATA + DATA - 数字地 通过保护熔断器接入 直接连接到接地母排

技术说明

接入 DS18B20 温度探头组件

接口电平为 RS485 , 与电源监控 装置连接。

c) FXJ-22 电池内阻巡检模块的正面端子如图 5-21 所示。

图 5-21

FXJ-22 电池内阻巡检模块正面端子示意图

d) FXJ-22 电池内阻巡检模块的正面有六个对外接线端子插座,包括电池电压采样、 工作电源、通信接口、信号输出和温度采样。各接口端子的定义如表 5-28 所示。 表 5-28 接口名称 端子号 1 2 电压采样 ? ? ? 19 20 21 工作电源 22 24 25 P+ P- 直流正极 通过保护熔断器接入 直流负极 单节 电池端电压 通过保护熔断器接入 FXJ-22 电池内阻巡检模块接口端子定义 代号 定义 备注

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27 28 通信接口 29 30 31 32 33 信号输出 ? ? ? 48 49 50 51 温度采样 52 53 P D G 电源正 信号输出 电源地 单节 电池端电压 通过保护熔断器接入 PE A B GND 保护地 DATA + DATA - 数字地 直接连接到接地母排

技术说明

接口电平为 RS485 , 与电源监控 装置连接。

接入 DS18B20 温度探头组件

注:温度探头组件采用 DS18B20 传感器,外形结构外形如下。

WXJ-WDZJ-001 温度探头组件结构图

5.7 配电测控单元
配电测 控单元是采用通用的硬 件方案, 对直流操作电 源系统的 交流和直流配 电回路的 电压和 电流等模拟量信号采用 智能变送仪表检测;对 配电回路各设备的状态 和告警 等 开关量信号(无源开关触点)采用开关量采集模块采集。最后,通过 RS485 总线把检 测数据 上传到微机监控装置统 一处理。下面分别介绍 配电回路这些基础的测 控单元的 工作原理和技术指标。 5.7.1 智能变送仪表 a) 工作原理: 智能变送仪表采用输入、电源、通信三端隔离变换的技术拾取电源系统中各配电回 路(整流器、蓄电池和直流母线)的 电压和电流信号,实现对电源系统各配电回路 运行参数的检测。其中直流电压信号采用分压采样方式,直流电流信号采用 75mV 分流器取得,经放大、隔离和 A/D 变换,把模拟采样信号转换为数字信号供 CPU 读取, 最后通过 RS485 总线将配电部分的运行参数上传到电源监控装置, 进行显示、 分析和判断,作为监控装置管理电源系统的重要依据。 模 拟 量 测 量 采 用 零 点 和满 度 自 校 准 技 术 ( 可 通过 按 键 手 动 校 正 ) , 即 使在 环 境 温 度
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变化或测量电路参数时变的条件下,仍能保证测量数据的准确性 。 b) 型号规格: FZB-20 系列智能变送仪表的型号规格定义如下: FZB -□/□ □ 工作电源电压 标称测量范围 输入信号类型 智能变送仪表 ? 输入信号类型用阿拉伯数字表示如下: 21---- 直流电压; 22---- 直流电流; 23---- 三相交流电压; 24---- 交流电压; 25---- 交流电流; 26---- 环境温度。 ? 标称测量范围用阿拉伯数字表示如下: 直流电压变送仪表: 1----0 ~ 300V (标称电压 220V ) ; 2----0 ~ 150V (标称电压 110V ) ; 3----0 ~ 75V (标称电压 48V ) ; 4----0 ~ 35V (标称电压 24V ) 。 直流电流变送仪表: 1---- - 75mV ~ 0 ~+ 75mV ; 2----0 ~ 75mV 。

技术说明

注 : 直 流 电 流 变 送 仪 表 的 标 称 电 流 变 比 规 格 为 : 20A 、 30A 、 50A 、 75A 、 100A 、 150A 、 200A 、 300A 、 500A 、 750A 、 1000A 、 1500A 、 2000A 。 三相交流电压变送仪表: 1----0 ~ 500V (三相三线,标称电压 380V ,可用于 400V 标称电压系统) ; 2----0 ~ 300V (三相四线,标称电压 220V ,可用于 230V 标称电压系统) 。 交流电压变送仪表: 1----0 ~ 500V (线电压,标称电压 380V ,可用于 400V 标称电压系统) ; 2----0 ~ 300V (相电压,标称电压 220V ,可用于 230V 标称电压系统) 。 交流电流变送仪表: 1----0 ~ 5A 。 注 : 交 流 电 流 变 送 仪 表 的 标 称 电 流 变 比 规 格 为 : 20A 、 30A 、 50A 、 75A 、 100A 、

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150A 、 200A 、 300A 、 500A 、 750A 、 1000A 。 温度变送模块: 1---- - 30 ℃~ 75 ℃。 ? 工作电源电压用阿拉伯数字表示如下: 1----DC80 ~ 300V (直流供电,适用于 110V 和 220V 标称电压系统) ; 2----DC16 ~ 75V (直流供电,适用于 24V 和 48V 标称电压系统) 。 注: DC80 ~ 300V 可用于 AC220V ± 25 %的交流电源系统。 c) 技术指标: ? 数字显示:高亮度红色 LED 数码管。 ? 数显范围:四位半显示。 ? 显示精度:电量 0.2 级;温度± 0.5 ℃。

技术说明

? 拨码开关: 5 位,设置变送器通信地址,第 1 位为地址高位,第 5 位为地址低位。 ? 按键开关: 3 个,零点和满度校正;量程和变比设置;通信波特率设置。 ? 过量程能力: 1.2 倍连续;电压 2 倍 1S ;电流 10 倍 5S 。 ? 工作电源功耗:< 4W 。 ? 隔离电压:辅助电源、输入信号 和通信接口三端之间 3000VDC 。 ? 绝缘电压:辅助电源、输入信号与地之间 3000VDC ;通信接口与地之间 750VDC 。 ? 绝缘电阻:> 100M Ω 。 ? 振荡波抗扰度:产品应能承受 GB/T 17626.12-1998 中第 5 章规定的试验等级为 3 级 的 1 MHz 和 100 kHz 振荡波抗扰度试验。 ? 静电放电抗扰度:产品应能承受 GB/T 17626.2-1998 中第 5 章规定的试验等级为 3 级的静电放电抗扰度试验。 ? 射频电磁场辐射抗扰度:产品应能承受 GB/T 17626.3-1998 中第 5 章规定的试验等 级为 3 级的射频电磁场辐射抗扰度试验。 ? 电快速瞬变脉冲群抗扰度:产品应能承受 GB/T 17626.4-1998 中第 5 章规定的试验 等级为 3 级的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验。 d) 外形结构 FZB-21 ~ 25 系列智能电量变送仪表的外形结构如图 5-22 所示:

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图 5-22 FZB-21 ~ 25 智能电量变送仪表外形结构示意图

技术说明

FZB-21 ~ 25 系列智能电量变送仪表的结构特征: ? 电量变送仪表外壳颜色为“黑色” ,PVC 帖膜底色为“电子灰” ,数码显示窗口咖啡 色。拨码开关、零点和满度校正按键设计在翻盖内部。 ? 注册商标和单位符号丝网漏印在 PVC 帖膜上,其中许继注册商标为红色一号商标, 测量单位(电压 V ,电流 A ,带交流~直流-符号)为黑色等线体,字高为 5mm 。 ? 地址拨码开关印字为黑色等线体,子高为 2mm 。按键符号为黑色。 ? 变送仪表的型号规格、量程或变比,采用 40X12 白色不干胶标签计算机打印,字体 为黑色等线体,字高为 3mm,靠左下角处贴在翻盖内。 ? 变送仪表壳体下部凹槽粘贴 70X48 的白色不干胶标签,计算机打印(黑体字) ,内 容包括:端子定义、型号规格、制造序号、生产日期和 企业名称。 FZB-26 智能温度变送模块的外形结构如图 5-23 所示:

图 5-23 e) 端口定义:

FZB-26 智能温度变送模块外形结构示意图

FZB-21 ~ 25 智能电量变送仪表的背板端子如图 5-24 所示。

图 5-24

FZB-21 ~ 25 智能电量变送仪表背板端子示意图

FZB-21 ~ 25 智能电量变送仪表的背板有两排对外接线端子,包括工作电源、输入 信号和通信接口。其中工作电源和通信接口的端子位置相同,其端子的定义如表

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5-29 所示。不同类型变送仪表输入信号端子的定义如表 5-30 所示。 表 5-29 接口名称

技术说明

FZB-21 ~ 25 智能电量变送仪表工作电源和通信接口端子定义 端子号 11 13 15 8 代号 P+ P- PE A B GND 定义 直流正极 直流负极 保护地 DATA + DATA - 数字地 接口电平为 RS485 , 与电源监控 装置连接。 备注 通过保护熔断器接入 直接连接到接地母排

工作电源

通信接口

9 10

表 5-30 型号规格 FZB-21 FZB-22 1 3 1 3 1 FZB-23 3 5 6 FZB-24 FZB-25 1 3 1 3

FZB-21 ~ 25 智能电量变送仪表输入信号端子定义 代号 U+ U- I+ I- U V W N U1 U2 I1 I2 定义 直流正极输入 直流负极输入 直流正极输入 直流负极输入 交流 A 相输入 交流 B 相输入 交流 C 相输入 交流零线输入 交流电压输入 交流电压输入 交流电流输入 交流电流输入 直接连接到零线母排 通过保护熔断器接入 通过 5A 变比互感器采样,经过 电流试验端子接入。 通过保护熔断器接入 备注 通过保护熔断器接入 通过 75mV 采样分流器采样, 采 用双绞线接入。

端子号

FZB-26 智能温度变送模块的接口端子定义如表 5-31 所示。 表 5-31 接口名称 温度采样 端子号 1 2 3 5 工作电源 6 7 8 通信接口 9 10 5.7.2 开关量采集模块 a) 工作原理: FZB-26 智能温度变送模块接口端子定义 代号 P D G 24V + 24V - PE A B GND 定义 电源正 信号输出 电源地 直流正极 直流负极 保护地 DATA + DATA - 数字地 接口电平为 RS485 , 与电源监控 装置连接。 由电源监控装置或者控制电源 模块取得 24V 工作电源 直接连接到接地母排 接入 DS18B20 温度探头组件 备注

50

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技术说明

如图 5-24 所示,开关量采集模块是采用 AVR 单片机系统,经光电隔离将输入开关 信号进行采集,最后通过 RS485 总线将接收到的开入信息上传到电源监控装置, 进行数据分析处理。 开关量的输入和通信接口采用光电隔离 ; 对开关输入信号同时采用硬件和软件滤波 技术,能有效防止误报信号;软件看门狗监视软件的运行。上述措施的采用,使得 开关量采集模块具有抗干扰及功能 自恢复能力。

图 5-25 b) 技术指标:

FKR-21 开关量采集模块原理框图

FKR-21 开关量采集模块的技术指标如表 5-32 所示 表 5-32 项目 额定电源电压 工作电压范围 输入开关路数 输入隔离电压 振荡波抗扰度 FKR-21 开关量采集模块技术指标 技术指标 24V 18 ~ 36V 24 1500VDC GB/T 17626.12-1998 中第 5 章规定的 试验等级为 3 级的 1 MHz 和 100 kHz 振荡波抗扰度试验 GB/T 17626.2-1998 中第 5 章规定的 试验等级为 3 级的静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3-1998 中第 5 章规定的 试验等级为 3 级的射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.4-1998 中第 5 章规定的 试验等级为 3 级的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 绿色“运行”指示,黄色“通信”指示 5 位:设置模块通信地址
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静电放电抗扰度

射频电磁场辐射 抗扰度 电快速瞬变脉冲群 抗扰度 LED 拨码开关

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外形尺寸 c) 端口定义: ? FKR-21 开关量采集模块的正面端子如图 5-26 所示。 136(L)X122(W)X56 (H)

技术说明

图 5-26

FKR-21 开关量采集模块的正面端子示意图

? FKR-21 开关量采集模块的正面有两个对外接线端子插座,包括 开关输入、工作电 源和通信接口。各接口端子的定义如表 5-33 所示。 表 5-33 接口名称 端子号 1 2 开关输入 ? ? ? 24 25 26 工作电源 27 28 29 30 通信接口 31 32 FKR-21 开关量采集模块接口端子定义 代号 DI01 DI02 ? ? ? DI24 DI0V 24V - 24V + 24V - PE A B GND 开入公共地 直流负极 直流正极 直流负极 保护地 DATA + DATA - 数字地 接口电平为 RS485 , 与电源监控 装置连接。 连接 DC24V 电源负极 连接开入公共地 从系统的电源监控装置或绝缘 监测装置取得 24V 电源 直接连接到接地母排 开入信号正极 开关量信号采样, DC24V 开关 触点输入。 定义 备注

5.8 电源监控单元
电源监 控单元是直流操作电源 系统的控制、管理中心 ,具备“四遥”功能, 可使电源 系统实 现无人值守。 电源监控 单元采用分散测量和控 制、集中管理的集散模 式。这种 设计方 案可使电源系统组合方 便、灵活,并可将监控 单元引入的故障因素减 小到最低

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程度,即使微机监控装置出现故障仍可保证电源系统安全运行。 5.8.1 电源监控系统的构成

技术说明

高频开关直流操作电源监控系统的构成如图 5-27 所示:

图 5-27

电源监控系统结构图

电源监 控系统采用三级测量、 控制、管理模式。最高 一级为调度中心电源监 控后台, 电源监控后台通过电站自动化系统 以 RS485 总线、光纤或以太网接入方式 与电源系统 的微机 监控装置连接;电源系 统的微机 监控装置构成 第二级测控;电源系统 的第三级 测控由 下一级的智能设备高频 开关整流器、绝缘监测 装置和电池巡检装置, 以及数字 变送仪表和开关量采集模块这些配电测控单元组成。电源系统的微机监控装置通过 RS485 总线与这些智能电源设备联结为一体,同时通过 RS485 或其它通信方式与电站 的后台计算机通信,实现远方对电源设备的维护管理。 5.8.2 微机监控装置的系统配置

按 《电力工程直流系统设计技术规程》的要求,直流系统 宜按每组蓄电池设置 1 套微 机监控 装置。对于两组蓄电池 配置两组整流器的电源 系统,为节约投资和便 于管理, 两组蓄电池也可以公用 1 套微机监控装置;对于一组蓄电池配置的单母线分段接线系 统,一般宜设置 1 套绝缘监测装置,用户要求时也可以设置 2 套绝缘监测装置;对于 两组蓄电池配置的两段单母线接线系统, 可以按用户要求设置 1 或 2 套绝缘监测装置。 分析直流系统的各种典型接线方案,电源监控单元的系统配置参数列表如下。 表 5-34 系统配置 111 112 121 122 222 232 监控装置 1 1 1 或 2* 1 或 2* 1 2 2 或 3* 1 1 2 2 2 2 3 电源监控单元的系统配置参数 绝缘监测 1 1或2 1 1或2 1或2 1或2 1或2 电池巡检 0或1 0或1 0或1 0或1 0或2 0或2 0或2 数字 1 1 1 1 1 2 2 (单位:套) 开入模块 0或1 0或1 0或1 0或1 0或1 0或2 0或2
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整流模块

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注: “ *”该配置参数工程不予推荐。

技术说明

从电源 监控系统的构成和微机 监控装置的系统 配置看 ,其所面向的管理对象 可以归纳 为表 5-35 所列的各种组态参数。 蓄电池 组数 整流器 组数 1 1 2 表 5-35 微机监控装置的系统组态参数 直流母线 绝缘监测仪 电池巡检仪 段数 数量 数量 1 2 1 2 2 2 1 1 2 1 1 2 1 2 1 2 0 , 2 , 4 , 6 , 12 9 ~ 12 0 , 1 , 2 , 3, 6 变送器 数量 6 ~ 10 7 ~ 11 9 ~ 12 10 ~ 13 12 ~ 16 0 ~ 20 开入模块 数量

2 2 5.8.3

2 1

电源监控系统的组态名称

a) 模拟量组态名称 根据直流电源系统的不同接线方案,电源监控系统的模拟量组态名称列表如下。 表 5-36 索引号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 组态名称 整流器电流 1 号整流器电流 2 号整流器电流 3 号整流器电流 整流器电压 1 号整流器电压 2 号整流器电压 3 号整流器电压 电池组电流 1 号电池组电流 2 号电池组电流 电池组电压 1 号电池组电压 2 号电池组电压 电池组环境温度 1 号电池组环境温度 2 号电池组环境温度 直流母线电压 1 段直流母线电压 Y Y 异常处理
54

模拟量组态名称列表 显示 告警 备注

Y

Y

Y

Y

智能电池管理

Y

Y

智能电池管理

Y

Y

智能电池管理

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20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 38 39 40 41 42 43 2 段直流母线电压 交流线电压 1 号交流线电压 2 号交流线电压 3 号交流线电压 交流相电压 1 号交流相电压 2 号交流相电压 3 号交流相电压 交流电压 1 号交流电压 2 号交流电压 3 号交流电压 Y Y Y Y Y Y

技术说明

采用 1 个三相三线交流 电压变送器取得三路 UV 线、 VW 线和 WU 线电压。 采用 1 个三相四线交流 电压变送器取得三路 U 相、 V 相和 W 相电 压。 采用 1 个交流电压变送 器取得单路相电压或 线电压。
采用 1 个交流电流变送器取得 单路相电流或线电流。

交流电流 直流母线电流
1 段直流母线电流 2 段直流母线电流 DC/DC 电流 1 段 DC/DC 电流 2 段 DC/DC 电流 DC/DC 电压 1 段 DC/DC 电压 2 段 DC/DC 电压

Y

Y

智能电池管理

Y

仅用于一体化电源系统

Y

仅用于一体化电源系统

b) 开关量组态名称
55

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技术说明

根据直流电源系统的不同接线方案,电源监控系统的开关量组态名称列表如下。 索引号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 表 5-37 组态名称 交流电源投入 1 号整流器交流电源投入 Y 2 号整流器交流电源投入 3 号整流器交流电源投入 交流输入断路 1 号整流器交流输入断路 2 号整流器交流输入断路 3 号整流器交流输入断路 交流防雷器失效 1 号整流器交流防雷器失效 2 号整流器交流防雷器失效 3 号整流器交流防雷器失效 整流器出口断路 1 号整流器出口断路 2 号整流器出口断路 3 号整流器出口断路 1 号整流器接入电池组 2 号整流器接入电池组 3 号整流器接入电池组 分屏馈电支路断路 分屏绝缘监测告警 电池组出口断路 1 号电池组出口断路 2 号电池组出口断路 直流母线联络断路 1 段直流母线联络断路 2 段直流母线联络断路 直流馈电支路断路 1 段直流馈电支路断路 2 段直流馈电支路断路 硅堆降压装置异常 1 段硅堆降压装置异常 2 段硅堆降压装置异常 直流母线绝缘降低 1 段直流母线绝缘降低 Y
56

开关量组态名称列表 状态 告警

备注
1. 该 信 号 判 别 整 流 器 是 否 投入交流电源开关。 2. 无 该 开 入 信 号 时 整 流 器 显示“停机” 。 3. 对 于 两 组 整 流 器 公 用 一 个交流表测量的系统, 仅在两组整流器都停机 时,才开启整流器停机 信号对交流电源告警和 交流表通信中断告警的 屏蔽功能。

Y

Y

Y

Y 见 40 ~ 55 索引号说明 见 56 ~ 71 索引号说明

Y

Y

Y 该告警信号可以直接 接入 WZJ-21 绝缘监测 装置开入端口

Y

Y

PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统
36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 … 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 2 段直流母线绝缘降低 绝缘监测装置故障 1 段绝缘监测装置故障 2 段绝缘监测装置故障 1 号分屏馈电支路断路 2 号分屏馈电支路断路 3 号分屏馈电支路断路 4 号分屏馈电支路断路 5 号分屏馈电支路断路 6 号分屏馈电支路断路 7 号分屏馈电支路断路 8 号分屏馈电支路断路 9 号分屏馈电支路断路 10 号分屏馈电支路断路 11 号分屏馈电支路断路 12 号分屏馈电支路断路 13 号分屏馈电支路断路 14 号分屏馈电支路断路 15 号分屏馈电支路断路 16 号分屏馈电支路断路 1 号分屏绝缘监测告警 2 号分屏绝缘监测告警 3 号分屏绝缘监测告警 4 号分屏绝缘监测告警 5 号分屏绝缘监测告警 6 号分屏绝缘监测告警 7 号分屏绝缘监测告警 8 号分屏绝缘监测告警 9 号分屏绝缘监测告警 … 15 号分屏绝缘监测告警 16 号分屏绝缘监测告警 1 路交流电源工作 2 路交流电源工作 交流馈电支路断路 INV 电源装置告警 1 号 INV 电源装置告警 2 号 INV 电源装置告警 UPS 电源装置告警 1 号 UPS 电源装置告警 2 号 UPS 电源装置告警 Y Y Y Y Y Y Y

技术说明

绝缘监测装置与电源 监控装置通信连接时, 取消该告警信号接线。

该告警信号可以直接 接入 WZJ-21 绝缘监测 装置开入端口

对于配置 WZJ-21 绝缘 监测装置的监控系统, 取消该告警信号接线。

仅用于站用电与直流 混合配电的小型电源 系统, 即 1R1B- 单 - 标准 -1M1R1B 监控系统。 仅用于直流操作电源 与 INV 电源一 体化的 电源系统 仅用于直流操作电源 与 UPS 电源一体化的 电源系统
57

PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统
81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 c) 开出量组态名称 电源监控系统的开出量组态名称列表如下。 表 5-38 索引号 1 2 3 4 5 6 7 8 组态名称 交流电源告警 整流模块告警 蓄电池组告警 直流母线告警 直流配电告警 通信中断告警 其它设备告警 电源系统告警 常开 开出量组态名称列表 状态 备注 3 号 UPS 电源装置告警 斩波稳压器异常 1 段斩波稳压器异常 2 段斩波稳压器异常 Y

技术说明

用于配置斩波稳压器 的直流系统
用于一体化电源的单母线 配 置 站 用 电 ATS 状 态 监 测

站用电一路投入( ATS-a ) 站用电二路投入( ATS-b ) 站用电一路主投( 1ATS-a ) 站用电二路备投( 1ATS-b ) 站用电二路主投( 2ATS-a ) 站用电一路备投( 2ATS-b )
站用电一路进线开关断路 站用电二路进线开关断路 站用电母联开关断路 站用电馈电开关断路 站用电一段馈电开关断路 站用电二段馈电开关断路 DC/DC 馈电开关断路 DC/DC 一段馈电开关断路 DC/DC 二段馈电开关断路 INV 馈电开关断路 INV 一段馈电开关断路 INV 二段馈电开关断路 UPS 馈电开关断路 UPS 一段馈电开关断路 UPS 二段馈电开关断路 Y Y Y Y Y

用于一体化电源的两段单 母 线 配 置 站 用 电 ATS 状 态 监测

仅用于直流操作电源 与站用电源一体化的 电源系统

仅用于直流操作电源 与 DC/DC 电源一体化 的电源系统 仅用于直流操作电源 与 INV 电源一 体化的 电源系统 仅用于直流操作电源 与 UPS 电源一体化的 电源系统
仅用于一体化电源系统

站用电一路进线电源故障 站用电二路进线电源故障

Y

适用于直流操作电源系统

适用于交直流一体化电源系统 适用于各种类型电源系统

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PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统
9 充电装置告警

技术说明
适用于单一充电功能系统

注: “直流系统告警”和“充电装置告警”开出组态为总告警信号。 d) 开出量告警组合信息列表 电源监控系统的开出量告警组合信息列表如下。 表 5-39 索引号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 交流电源告警组合信息列表 来源 备注 告警名称 交流输入断路 1 号整流器交流输入断路 2 号整流器交流输入断路 3 号整流器交流输入断路 交流防雷器失效 1 号整流器交流防雷器失效 2 号整流器交流防雷器失效 3 号整流器交流防雷器失效 交流馈电支路断路 交流电源过压 1 号整流器交流电源过压 2 号整流器交流电源过压 3 号整流器交流电源过压 交流电源欠压 1 号整流器交流电源欠压 2 号整流器交流电源欠压 3 号整流器交流电源欠压 交流电源故障 1 号整流器交流电源故障 2 号整流器交流电源故障 3 号整流器交流电源故障 主 程 序
1. 告 警 设 置 范 围 : 交 流 过 压 值 : 1.1 Ue ~ 1.3Ue 交 流 欠 压 值 : 0.7 Ue ~ 0.9Ue 交 流 故 障 值 : 0.5 Ue ~ 0.7Ue 2. 告警设置缺省值: 交 流 过 压 值 : 1.2Ue ; 交 流 欠 压 值 : 0.8Ue ; 交 流 故 障 值 : 0.6Ue 。 3. 告 警 回 差 电 压 : Ue/220*3V 4. 告警信号延时: 交 流 电 源 投 入 时 : ≥ 3S ; 交 流 电 源 投 入 后 : 10 次 采 样 。 5. 交流欠压信号的产生条件 为小于或等于交流欠压设定值同 时大于交流故障设定值。 6. 整流器停机时屏蔽交流电 源的过压、 欠压和故障告警信号。

开入

Ue :交流电源额定电压, L-N 测量 220V 、 230V ; L-L 测量 380V 、 400V 。 表 5-40 索引号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 整流模块告警组合信息列表 来源 备注 告警名称 整流器模块 1 告警 整流器模块 2 告警 整流器模块 3 告警 整流器模块 4 告警 整流器模块 5 告警 整流器模块 6 告警 整流器模块 7 告警 整流器模块 8 告警 整流器模块 9 告警 整流器模块 10 告警 整流器模块 11 告警
59

通信

1. 具 体 的 告 警 内 容 在 整 流 模 块 信息菜单中查看。 2. 主 程 序 交 流 电 源 故 障 告 警 时 屏 蔽整 流模 块的交 流异常 告 警信号。

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12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 整流器模块 12 告警 整流器模块 13 告警 整流器模块 14 告警 整流器模块 15 告警 1 号整流器模块 1 告警 1 号整流器模块 2 告警 1 号整流器模块 3 告警 1 号整流器模块 4 告警 1 号整流器模块 5 告警 1 号整流器模块 6 告警 1 号整流器模块 7 告警 1 号整流器模块 8 告警 1 号整流器模块 9 告警 1 号整流器模块 10 告警 1 号整流器模块 11 告警 1 号整流器模块 12 告警 1 号整流器模块 13 告警 1 号整流器模块 14 告警 1 号整流器模块 15 告警 2 号整流器模块 1 告警 2 号整流器模块 2 告警 2 号整流器模块 3 告警 2 号整流器模块 4 告警 2 号整流器模块 5 告警 2 号整流器模块 6 告警 2 号整流器模块 7 告警 2 号整流器模块 8 告警 2 号整流器模块 9 告警 2 号整流器模块 10 告警 2 号整流器模块 11 告警 2 号整流器模块 12 告警 2 号整流器模块 13 告警 2 号整流器模块 14 告警 2 号整流器模块 15 告警 3 号整流器模块 1 告警 3 号整流器模块 2 告警 3 号整流器模块 3 告警 3 号整流器模块 4 告警 3 号整流器模块 5 告警 3 号整流器模块 6 告警 3 号整流器模块 7 告警 3 号整流器模块 8 告警 通信 通信 通信

技术说明

60

PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统
54 55 56 57 58 59 60 3 号整流器模块 9 告警 3 号整流器模块 10 告警 3 号整流器模块 11 告警 3 号整流器模块 12 告警 3 号整流器模块 13 告警 3 号整流器模块 14 告警 3 号整流器模块 15 告警 表 5-41 索引号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 蓄电池组告警组合信息列表 来源 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序 备注

技术说明

告警名称 电池组环境过温 1 号电池组环境过温 2 号电池组环境过温 电池组单体过温 1 号电池组单体过温 2 号电池组单体过温 电池组充电过流 1 号电池组充电过流 2 号电池组充电过流 电池组均充过压 1 号电池组均充过压 2 号电池组均充过压 电池组浮充过压 1 号电池组浮充过压 2 号电池组浮充过压 电池组浮充欠压 1 号电池组浮充欠压 2 号电池组浮充欠压 电池组放电欠压 1 号电池组放电欠压 2 号电池组放电欠压 电池组单体过压 1 号电池组单体过压 2 号电池组单体过压 电池组单体欠压 1 号电池组单体欠压 2 号电池组单体欠压 电池组单体开路 1 号电池组单体开路 2 号电池组单体开路

告警设置范围: 35 ℃ ~45 ℃ 告警设置缺省值: 40 ℃ 告警回差温度: 2 ℃ 告警设置范围: 40 ℃ ~50 ℃ 告警设置缺省值: 45 ℃ 告警回差温度: 2 ℃
告 警 设 置 范 围 : 0.3~0.5C 10 告警设置缺省值:专家系统 告 警 回 差 电 流 : 0.02C 10 告 警 信 号 延 时 : 60S ( 采 样 100 次 )

告警设置范围:1.10Ue~1.30Ue 告警设置缺省值:专家系统 告警回差电压: Ue/220*3V 告警设置范围:1.05Ue~1.25Ue 告警设置缺省值:专家系统 告警回差电压: Ue/220*3V 告警设置范围:0.95Ue~1.15Ue 告警设置缺省值:专家系统 告警回差电压: Ue/220*3V 告警设置范围:0.80Ue~1.00Ue 告警设置缺省值:专家系统 告警回差电压: Ue/220*3V 告警设置范围: 2.4V~2.5V / 只 告警设置缺省值: 2.45V / 只 告警回差电压: 0.05V / 只 告警设置范围: 1.8V~1.9V / 只 告警设置缺省值: 1.8V / 只 告警回差电压: 0.05V / 只

61

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Ue :直流系统的标称电压可选择 24V 、 48V 、 110V 和 220V ; C 10 :蓄电池 10 小时率的标称容量; 温度和电压告警延时:连续 10 次采样。 表 5-42 索引号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 直流母线告警组合信息列表 来源 开入 备注

技术说明

告警名称 硅堆降压装置异常 1 段硅堆降压装置异常 2 段硅堆降压装置异常 直流母线绝缘降低 1 段直流母线绝缘降低 2 段直流母线绝缘降低 绝缘监测装置故障 1 段绝缘监测装置故障 2 段绝缘监测装置故障 直流母线过压 1 段直流母线过压 2 段直流母线过压 直流母线欠压 1 段直流母线欠压 2 段直流母线欠压 斩波稳压器异常 1 段斩波稳压器异常 2 段斩波稳压器异常

开入 或 通信

开入

主 程 序 主 程 序

告警设置范围: 1.0 Ue~1.15Ue 告警设置缺省: 1.1Ue 告警回差电压: Ue/220*3V 告警设置范围: 0.85 Ue~1.0Ue 告警设置缺省: 0.9Ue 告警回差电压: Ue/220*3V

开入

Ue :直流系统的标称电压可选择 24V 、 48V 、 110V 和 220V ; 电压告警延时:连续 10 次采样。 表 5-43 索引号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 直流配电告警组合信息列表 来源 备注

告警名称 整流器出口断路 1 号整流器出口断路 2 号整流器出口断路 3 号整流器出口断路 电池组出口断路 1 号电池组出口断路 2 号电池组出口断路 直流母线联络断路 1 段直流母线联络断路 2 段直流母线联络断路 直流馈电支路断路 1 段直流馈电支路断路 2 段直流馈电支路断路

开入

开入

开入

开入 或 通信

指直流主屏馈电支路

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14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 … 44 45 索引号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 分屏馈电支路断路 1 号分屏馈电支路断路 2 号分屏馈电支路断路 3 号分屏馈电支路断路 4 号分屏馈电支路断路 5 号分屏馈电支路断路 6 号分屏馈电支路断路 7 号分屏馈电支路断路 8 号分屏馈电支路断路 9 号分屏馈电支路断路 10 号分屏馈电支路断路 11 号分屏馈电支路断路 12 号分屏馈电支路断路 13 号分屏馈电支路断路 14 号分屏馈电支路断路 15 号分屏馈电支路断路 分屏绝缘监测告警 1 号分屏绝缘监测告警 2 号分屏绝缘监测告警 3 号分屏绝缘监测告警 … 14 号分屏绝缘监测告警 15 号分屏绝缘监测告警 表 5-44 通信中断告警组合信息列表 来源 主 程 序 备注 告警名称 整流器电流表通信中断 1 号整流器电流表通信中断 2 号整流器电流表通信中断 3 号整流器电流表通信中断 整流器电压表通信中断 1 号整流器电压表通信中断 2 号整流器电压表通信中断 3 号整流器电压表通信中断 电池组电流表通信中断 1 号电池组电流表通信中断 2 号电池组电流表通信中断 电池组电压表通信中断 1 号电池组电压表通信中断 2 号电池组电压表通信中断 电池组环境温度通信中断 1 号电池组环境温度通信中断 2 号电池组环境温度通信中断 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序 开入 开入 或 通信

技术说明

整流器停机时屏蔽该信号

整流器停机时屏蔽该信号

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18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 直流母线电压表通信中断 1 段直流母线电压表通信中断 2 段直流母线电压表通信中断 交流线电压表通信中断 1 号交流线电压表通信中断 2 号交流线电压表通信中断 3 号交流线电压表通信中断 交流相电压表通信中断 1 号交流相电压表通信中断 2 号交流相电压表通信中断 3 号交流相电压表通信中断 交流电压表通信中断 1 号交流电压表通信中断 2 号交流电压表通信中断 3 号交流电压表通信中断 交流电流表通信中断 整流器模块 1 通信中断 整流器模块 2 通信中断 整流器模块 3 通信中断 整流器模块 4 通信中断 整流器模块 5 通信中断 整流器模块 6 通信中断 整流器模块 7 通信中断 整流器模块 8 通信中断 整流器模块 9 通信中断 整流器模块 10 通信中断 整流器模块 11 通信中断 整流器模块 12 通信中断 整流器模块 13 通信中断 整流器模块 14 通信中断 整流器模块 15 通信中断 1 号整流器模块 1 通信中断 1 号整流器模块 2 通信中断 1 号整流器模块 3 通信中断 1 号整流器模块 4 通信中断 1 号整流器模块 5 通信中断 1 号整流器模块 6 通信中断 1 号整流器模块 7 通信中断 1 号整流器模块 8 通信中断 1 号整流器模块 9 通信中断 1 号整流器模块 10 通信中断 1 号整流器模块 11 通信中断 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序

技术说明

整 流 器 停 机时 屏 蔽 该信号 。 但 对 于 两 组 整流 器 公 用一个 交 流 表 测 量 的 系统 , 仅 在两组 整 流 器 都 停 机 时, 才 开 启整流 器 停 机信号对该告警的屏蔽功能。

整 流 器 停 机或 发 生 交流电 源 的 故障告警时屏蔽该信号

整 流 器 停 机或 发 生 交流电 源 的 故障告警时屏蔽该信号

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60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 1 号整流器模块 12 通信中断 1 号整流器模块 13 通信中断 1 号整流器模块 14 通信中断 1 号整流器模块 15 通信中断 2 号整流器模块 1 通信中断 2 号整流器模块 2 通信中断 2 号整流器模块 3 通信中断 2 号整流器模块 4 通信中断 2 号整流器模块 5 通信中断 2 号整流器模块 6 通信中断 2 号整流器模块 7 通信中断 2 号整流器模块 8 通信中断 2 号整流器模块 9 通信中断 2 号整流器模块 10 通信中断 2 号整流器模块 11 通信中断 2 号整流器模块 12 通信中断 2 号整流器模块 13 通信中断 2 号整流器模块 14 通信中断 2 号整流器模块 15 通信中断 3 号整流器模块 1 通信中断 3 号整流器模块 2 通信中断 3 号整流器模块 3 通信中断 3 号整流器模块 4 通信中断 3 号整流器模块 5 通信中断 3 号整流器模块 6 通信中断 3 号整流器模块 7 通信中断 3 号整流器模块 8 通信中断 3 号整流器模块 9 通信中断 3 号整流器模块 10 通信中断 3 号整流器模块 11 通信中断 3 号整流器模块 12 通信中断 3 号整流器模块 13 通信中断 3 号整流器模块 14 通信中断 3 号整流器模块 15 通信中断 绝缘监测装置通信中断 1 段绝缘监测装置通信中断 2 段绝缘监测装置通信中断 1 号分屏绝缘监测通信中断 2 号分屏绝缘监测通信中断 3 号分屏绝缘监测通信中断 4 号分屏绝缘监测通信中断 5 号分屏绝缘监测通信中断 通信 主 程 序 主 程 序 主 程 序

技术说明

整 流 器 停 机或 发 生 交流电 源 的 故障告警时屏蔽该信号

整 流 器 停 机或 发 生 交流电 源 的 故障告警时屏蔽该信号

指直流主屏绝缘监测装置

仅适用于配置 WZJ-21 型绝缘 监测装置的系统

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102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 … 163 164 165 166 167 6 号分屏绝缘监测通信中断 7 号分屏绝缘监测通信中断 8 号分屏绝缘监测通信中断 9 号分屏绝缘监测通信中断 10 号分屏绝缘监测通信中断 11 号分屏绝缘监测通信中断 12 号分屏绝缘监测通信中断 13 号分屏绝缘监测通信中断 14 号分屏绝缘监测通信中断 15 号分屏绝缘监测通信中断 电池巡检模块通信中断 电池巡检模块 1 通信中断 电池巡检模块 2 通信中断 电池巡检模块 3 通信中断 电池巡检模块 4 通信中断 电池巡检模块 5 通信中断 电池巡检模块 6 通信中断 1 组电池巡检模块通信中断 1 组电池巡检模块 1 通信中断 1 组电池巡检模块 2 通信中断 1 组电池巡检模块 3 通信中断 1 组电池巡检模块 4 通信中断 1 组电池巡检模块 5 通信中断 1 组电池巡检模块 6 通信中断 2 组电池巡检模块通信中断 2 组电池巡检模块 1 通信中断 2 组电池巡检模块 2 通信中断 2 组电池巡检模块 3 通信中断 2 组电池巡检模块 4 通信中断 2 组电池巡检模块 5 通信中断 2 组电池巡检模块 6 通信中断 开关量采集模块通信中断 开关量采集模块 1 通信中断 开关量采集模块 2 通信中断 开关量采集模块 3 通信中断 开关量采集模块 4 通信中断 … 开关量采集模块 30 通信中断 开关量采集模块 31 通信中断 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序

技术说明

直流母线电流表通信中断
1 段直流母线电流表通信中断 2 段直流母线电流表通信中断

主 程 序
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168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 索引号 1 2 3 DC/DC 模块通信中断 DC/DC 模块 1 通信中断 DC/DC 模块 2 通信中断 DC/DC 模块 3 通信中断 DC/DC 模块 4 通信中断 DC/DC 模块 5 通信中断 DC/DC 模块 6 通信中断 1 号 DC/DC 模块通信中断 1 号 DC/DC 模块 1 通信中断 1 号 DC/DC 模块 2 通信中断 1 号 DC/DC 模块 3 通信中断 1 号 DC/DC 模块 4 通信中断 1 号 DC/DC 模块 5 通信中断 1 号 DC/DC 模块 6 通信中断 2 号 DC/DC 模块通信中断 2 号 DC/DC 模块 1 通信中断 2 号 DC/DC 模块 2 通信中断 2 号 DC/DC 模块 3 通信中断 2 号 DC/DC 模块 4 通信中断 2 号 DC/DC 模块 5 通信中断 2 号 DC/DC 模块 6 通信中断 INV 电源装置通信中断 1 号 INV 电源装置通信中断 2 号 INV 电源装置通信中断 UPS 电源装置通信中断 1 号 UPS 电源装置通信中断 2 号 UPS 电源装置通信中断 3 号 UPS 电源装置通信中断 站用电测控仪通信中断 1 段站用电测控仪通信中断 2 段站用电测控仪通信中断 DC/DC 电流表通信中断 1 段 DC/DC 电流表通信中断 1 段 DC/DC 电流表通信中断 DC/DC 电压表通信中断 1 段 DC/DC 电压表通信中断 1 段 DC/DC 电压表通信中断 表 5-45 告警名称 DC/DC 变换器告警 1 号 DC/DC 变换器告警 2 号 DC/DC 变换器告警 通信 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序 主 程 序

技术说明

其它设备告警组合信息列表 来源 备注

67

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4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 5.8.4 INV 电源装置告警 1 号 INV 电源装置告警 2 号 INV 电源装置告警 UPS 电源装置告警 1 号 UPS 电源装置告警 2 号 UPS 电源装置告警 3 号 UPS 电源装置告警 开入 或 通信 开入 或 通信

技术说明

站用电一路进线电源故障 站用电二路进线电源故障 站用电一段母线电源故障 站用电二段母线电源故障
站用电一路进线开关断路 站用电二路进线开关断路 站用电母联开关断路 站用电馈电开关断路 站用电一段馈电开关断路 站用电二段馈电开关断路 DC/DC 馈电开关断路 DC/DC 一段馈电开关断路 DC/DC 二段馈电开关断路 INV 馈电开关断路 INV 一段馈电开关断路 INV 二段馈电开关断路 UPS 馈电开关断路 UPS 一段馈电开关断路 UPS 二段馈电开关断路

开入 主 程序 开入

开入

开入

开入

开入

微机监控装置的工作原理

微机监 控装置是电力操作电源 系统的管理和控制核心 ,它采集、处理系统各 配电单元 的检测 数据,根据系统管理和 电池管理的要求进行各 种控制,显示和记录系 统的 运行 信息。同时可通过通信口与远方监控设备通讯,实现远方 对电源设备的监测与控制。 a) 硬件原理 监控装置采用 ARM920T 作为内核,主频 200MHz 。主电路以 CPU 为核心,扩展了 存储器,包括 32M SDRAM 、 2M NOR FLASH 、 64M NANA FLASH 以分别存储各 种数据。通信电路扩展了 6 个串口( COM6 可以设置为 GPS 对时接口) 、 1 个 10M 以太网接口和 2 个 USB 接口,实现与多个智能设备的连接和数据存取。为了实现 人机对话,扩展的 I / O 接口连接彩色( TFT )触摸显示屏和告警输出继电器。另外 设计的硬件看门狗电路,提高了监控装置的稳定性。 微机监控装置的电源插件将系统的直流电变换为 5V 、 ± 12V 、 24V 等电压供给 CPU 和其它芯片。
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b) 软件原理

技术说明

监控模块软件设计采用了面向对象的编程方法, 将程序运行软件和系统配置数据分 别处理,以增强不同配置系统的兼容性。 5.8.5 微机监控装置的技术指标

WZCK-21 、 23 微机监控装置的技术指标如表 5-46 所示: 表 5-46 项目 额定工作电压 工作电压范围 辅助电源输出 通信串口 GPS 对时接口 以太网接口 USB 接口 开关量输入 开关量输出 LCD 显示 人 机 界 面 屏幕保护 绿色 LED 红色 LED 黄色 LED 外形尺寸 5.8.6 微机监控装置的功能要求 WZCK-21 、 23 微机监控装置技术指标 技术指标 220 ( 110 ) V 160 ~ 300 ( 80 ~ 150 ) V 24V/1.5A 1 个 RS485/RS232 ,5 个 RS485 ;通信速率在 1200 ,2400 ,4800 , 9600bps 之间可设;连接设备数量≤ 32 。 DC24V 开关触点输入 100M , RJ45 插口 2.0 , 1 个 USB-A (主) , 1 个 USB-B (从) 15 路, DC24V 驱动 7NO , 1NC ; 5A/250VAC ( COS? =1 ) ; 1A/220VDC ( T=0 ) 3.5 、 5.7 英寸彩色触摸屏 屏幕保护的时间可以在 1 ~ 10 分钟之间任意设置 “运行”指示 “告警”指示 “通信”指示 2U 、 3U 高 19 英寸机箱

在电力操作高频开关电源系统中, 微机监控装置通过 RS-485 总线对高频开关整流器、 绝缘监 测装置、电池巡检装置 等下级智能设备实施数 据采集,并加以显示; 亦可根据 系统的 各种设置数据进行报警 处理、历史数据管理等 ;同时,能对这些处理 的结果加 以判断 ,根据不同的情况实行 电池管理,输出控制等 操作;最后,监控装置 还可通过 RS-485 接口与后台计算机通讯,实现“四遥”功能。 监控装置的主要功能包括显示、设置、控制、告警、记录、通讯、电池管理: a) 信息显示 监控装置对下级智能设备上报的各种信息进行处理后实时显示, 这些信息包括采集 数据、设置参数等,包括系统的交流工作电压、充电装置电压和电流、蓄电池组电 压和电流、直流母线电压和绝缘电阻、整流模块电压和电流、电池组单节电池电压 和内阻、配电开关分合状态 等。通过监控装置的 LCD 触摸屏,可以随时查阅系统 的运行信息、告警信息和历史数据。同时,在设置系统参数的过程中,能显示各种 设置情况和动态的实时帮助信息 。

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b) 参数设置

技术说明

参数设置是将监控装置或下级设备运行过程中需要的参数,通过 LCD 触摸屏输入 到系统中去,这些参数会在以后的运行中影响整个系统的工作。对下级设备的设置 是通过串口实现的,监控模块会提示设置是否成功。另外,系统的设置也分为用户 级和工厂级两个级别,用户级指的是在监控模块运行的过程中,对一些常用的可 更 改的参数,用户可自行修改,而且立刻生效;而工厂级设置是核心的、重要的参数, 除工厂维护人员外,其他人不可擅自更改,而且在修改工厂级参数后,必须复位监 控装置,这些参数方可生效。当然,用户级和工厂级设置都有密码保护功能,而且 用户可以随时修改。 c) 系统控制 系统控制是监控装置根据所采集数据, 对下级设备执行相应的动作。 这些动作 包括: 微调充电模块的输出电压、调节充电模块的限流点、控制充电模块的开 / 关机和均 / 浮充、启动电池巡检的内阻测试。控制命令是通过串口发出的 ,除监控装置可自动 执行这些控制外, 用户也可在 触摸屏上手动执行这些动作, 当然也要通过密码检查 。 d) 告警监视 在监控系统中,各下级设备产生的告警信息,经过串口发送至监控装置,此时监控 装置会自动弹出告警屏并显示当前告警信息;另外,监控装置也能根据所采集数据 自行判断,并产生相应的告警信息。按“↓”和“↑”键可以浏览当前所有的告警 信息,按返回键则回到系统原来的状态 。 e) 历史记录 历史记录是指将系统运行过程中一些重要的状态和数据, 根据时间等条件存 储起来 以备查询,它包括告警记录、事件记录、绝缘记录和测试记录。 历史告警信息的最大存储量为 128 条,每一条包括告警的类型、起始时间和结束时 间,并保证掉电后不会消失,用户可在 LCD 上随时浏览。 历史事件信息的最大存储量为 128 条,记录的事件类型包括电池均充,电池放电, 电池测试,记录清除,系统定值被修改,系统定值校验失败,电池管理状态改变 等。 并保证掉电后不会消失,用户可在 LCD 上随时浏览。 历史绝缘记录是将每天的直流母线正负极对地绝缘电阻值记录下来, 绘制出每月的 绝缘电阻变化的图表或曲线。记录数据的最大存储量为 12 月,用户可以在 LCD 上 随时浏览,也可通过 USB 接口下载绝缘历史数据,供用户备份存档。 历史测试记录是将最近一次电池组放电测试过程的电压和电流、 及每节电池的电压 和内阻值记录下来,包括放电起始时刻、结束时刻和期间每隔半小时的测试数据。 用户可以在 LCD 上随时浏览,也可以通过 USB 接口下载电池组的放电测试数据, 供用户存档分析。 历史数据的维护包括告警记录、事件记录、绝缘记录和测试记录的清除,以及绝缘

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技术说明

记录和测试记录的下载。清除功能是清除掉设备投运前调试阶段,试验产生的历史 记录;下载功能是通过 U 盘,备份当前系统运行和电池巡检的实时数据,及绝缘 记录和测试记录的历史数据,供用户存档分析。 f) 通信功能 监控装置通信包括与下级设备和后台的通信。与下级设备的通信 采用 RS485 方式, 实现在一条总线上挂多个设备的目的,使每个串口可以处理多达 32 个下级设备; 与后台的通信可以直接通过 RS485 总线或以太网连接电站自动化设备,或通过协 议转换设备来实现远程通信连接 。 通信功能是监控装置最主要的功能之一, 系统所有的实时数据和告警信息都通过该 部分来获取,并且数据的上报也是通过通 信来实现的。采用面向对象的编程方法, 将数据封装起来, 并利用了并行处理和中断技术, 确保系统在最短时间内得到数据, 并可在尽量短的时间内响应后台的需求 。 g) 电池管理 电池管理是监控装置的核心功能,采用二级监控模式,对电池 组的端电压、充放电 电流、电池环境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,还能按用户事先设置的条件自动转入限流均充状态,并通过 控制充电电压和电流来完成电池的正常均充过程。 另外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 全智能化控制,不需要人工干预。 电池管理的基本思想 : ? 在保证负载电流基本不变,以电池充电电流和总负 荷电流作为主要参考依据,通过 调节充电模块的输出电压及限流点,稳定负载电流,控制电池的充电电压和电流, 防止电池充电过流。 ? ? ? 以电池充电电流和限流充电时间, 或连续浮充时间为依据, 控制充电模块转入均充 。 以电池充电电流或连续均充电时间为依据,控制充电模块转入浮充 。 根据环境温度,对电池的均 / 浮充电压进行补偿微调。 通过以上管理措施,达到对电池充电过程的自动控制,实现全智能化,不需要任何 人工干预,最大限度地延长电池的使用寿命,这是电池管理的中心思想 。 电池管理的工作原理: ? 限流充电: 整流器在对电池组充电(浮充或均充)的状态下,当电池的充电电流大于用户设定 的充电限流值时,电池管理程序会根据负荷电流的大小,自动调节整流模块的输出 限流点,使电池的充电电流限制在 用户设定的范围内。随着限流充电状态的进展, 当电池组的端电压上升到用户设定的浮充或均充电压值后, 电池管理程序自动调节 整流模块的输出限流点到 100 %额定值,进入稳压浮充或均充状态。 注:在限流浮充状态下, 系统闭锁“浮充欠压”告警信号。

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? 自动均充:

技术说明

用户可选择是否采用自动均充这种维护方式,一旦设定,电池管理程序 可自动记录 均充和浮充的开始时刻。 监控装置在上电或复位初始、或者在交流恢复供电初始, 会自动控制整流器对电池进行浮充。在浮充状态下,若电池 组因事故放电等原因使 其充电电流大于用户设定的充电限流值,则进行限流浮充,当限流浮充时间达到 15 分钟后(用户可设定) ,电池管理程自动控制整流器对电池进行限流均充。随着 限流均充状态的进展,当电池组的端电压上升到用户设定的均充电压值后 ,电池管 理程序自动控制整流器进入稳压均充状态。 ? 自动均转浮充: 电池在均充状态下,如果均充时间超过用户设定的均充保护时间,电池管理程序则 自动控制整流模块转入浮充状态; 或者当电池的稳压均充电流小于用户设定的转换 电流值,且电池容量计算累加到 100 %标称值时,进入倒计时,当倒计时 达到用户 设定的转换时间后,电池管理程序自动控制整流器转入浮充状态。 ? 定期均充: 用户可选择是否采用定时均充这种维护方式。定期均充的时间间隔可以设定,一旦 设定, 电池管理程序就可自动计算电池定 期均充的时间, 确定在何时启动定期均充, 何时停止定期均充。所有这些操作都是自动进行的,运行维护人员可以在现场通过 监控装置上的显示来明确这一过程,也可在远程监控中心的主机上查看这一过程 。 ? 温度补偿: 用户可以选择是否对电池的均 / 浮充电压进行温度补偿控制,并可以设置温度补偿 的中心点和温度补偿系数。一旦设定,电池管理程序 就会根据电池的环境温度自动 对电池的均 / 浮充电压进行微调。 考虑到电池的充电电压在一定的温度范围内不必随温度的变化进行调整, 因此温度 补偿控制程序为每变化 5 ℃调节一次充电电压,具体的温度补偿电压给定值如下:

其中 N 为蓄电池组 2V 单体的数量; K 为设定的温度补偿系数。 ? 容量分析: 监控装置可根据电池电流、充放电状态 对电池容量进行估算,约每隔 5 秒计算一次 电池容量的变化量 (其中充电效率按 90 %计算, 放电倍率按 100 %计算) , 并在 LCD 上实时显示出来,使用户能一目 了然地看到电池组容量的实时变化。 ? 自动与手动相结合: 监控装置可在“自动”和“手动”两种系统控制方式下工作: 在“自动”方式下,监控装置可自动完成上述的所有功能,完全不需要人工干预。
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技术说明

在“手动”方式下,电池的管理交给维护人员来完成,维护人员可通过菜单来 选择 对电池进行浮充或均充, 通过调节整流模块的输出电压和限流点 实现对电池的稳压 限流充电,还可对充电模块进行开关机控制操作。 手动方式下,监控装置只通过通信采集系统的实时数据,而不对电池作 限流充电、 自动均充以及均∕浮充电压温度补偿的控制,但仍可对电池的容量进行估算 。由于 长期均充可能导致电池寿命下降或损坏,为防止在手动方式下均充时间过长,监控 装置仍然会监视均充时间,当均充时间超过用户设定的均充保护时间时,控制整流 模块转入浮充。另外,系统由“自动”转为“手动”时,整流器按原工作状态运行, 由“手动”转为“自动”时则按浮充状态运行。 ? 自动控制方式的异常处理: 当直流电源系统出现异常时,为了保证电池不因过充而损坏,同时兼顾到直流负载 需求情况,监控装置会自动把充电模块强置为浮充状态,直到系统恢复正常为止 。 这些异常情况包括直流母线接地, 直流母线过压, 电池组均充过压, 单体电池过压, 单体电池开路,单体电池过温,电池组环境温度过高,电池组出口断路,整流器出 口断路,整流器电流变送器通信中断,母线电压变送器通信中断,电池组电压和电 流变送器通信中断,整流模块通信中断,电池巡检模块通信中断。 ? 专家维护系统: 用户可根据具体工程电池配置,设定电池的类型、容量和单体数量。一旦设定完这 些基本的参数以后,电池管理专家维护系统会按各类型电池的典型维护数据,自动 计算并设置有关的运行参数 ,如均∕浮充电压值、充电限流值等,极大地方便用户 管理,有效地防止不合理的设置参数造成电池寿命下降或损坏 。 电池管理的运行工况: 监控装置对电池的智能化 管理主要表现为图 5-28 所示的几种运行工况, 图中投运 点的工况为均充状态。
U,I

U

I

t

图 5-28 电池管理的维护参数: ?

铅酸蓄电池智能化电池管理运行工况示意图

电池类型:指系统配套蓄电池的型式。它包括“防酸式铅酸蓄电池” 、 “阀控式铅酸
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蓄电池 -1 ”和“阀控式铅酸蓄电池 -2 ” ,缺省值: “阀控式铅酸蓄电池 -2 ” 。 ?

技术说明

标称容量:指系统配套的蓄电池以 10 小时率标称的容量 C 10( 20 ℃或 25 ℃) 。设置 范围为 20Ah ~ 3000Ah ,缺省值: 100Ah 。

?

单体数量:指系统配套的蓄电池以 2V 单体计算的总数量。设置范围为 10 ~ 120 , 缺省值: 12 ( 24V ) /24 ( 48V ) /54 ( 110V ) /108 ( 220V ) 。

?

浮充电压:指在基准温度( 20 ℃或 25 ℃)条件下,电池组长期浮充运行的充电电 压值。设置范围为 0.8Ue ~ 1.25Ue ,缺省值:专家维护系统。

?

均充电压:指在基准温度( 20 ℃或 25 ℃)条件下,电池组均充运行的充电电压值。 设置范围为 0.9Ue ~ 1.35Ue ,缺省值:专家维护系统。

?

充电限流:指对电池充电时(浮充或均充)限制的最大充电电流值。设置范围为 0.1C 10 ~ 0.25C 10 ,缺省值: 专家维护系统 。

? ?

自动均充:选择电池管理是否对电池进行自动均充维护。缺省值: “是” 。 限流时间:即浮充限流时间,指电池从进入限流浮充开始到启动均充的时间间隔, 即电池连续限流浮充的时间。设置范围为 10min ~ 30min ,缺省值: 15min 。

? ?

定期均充:选择电池管理是否对电池进行定期均充维护。缺省值: “是” 。 均充周期:指启动定期均充的时间间隔,即电池连续浮充(包含 放电期间的时间) 的时间。设置范围为 30 天~ 180 天,缺省值: 90 天。

?

均充时间:即均充保护时间,指每次自动或手动均充允许的最长充电时间。设置范 围为 1h ~ 24h ,缺省值: 24h 。

?

转换电流:指电池均充进程中,从恒流转入稳压状态后,开始倒计时点的均充电流 参考值。设置范围为 0.001C 10 ~ 0.02C 10 ,缺省值: 专家维护系统。

?

转换时间:指电池均充进程中,从 转换电流点开始计时,到转入浮充时的持续充电 时间。设置范围为 1h ~ 5h ,缺省值: 3h 。

?

温度补偿:选择电池管理是否对电池进行温度补偿 控制。缺省值: “是” 。如果选择 温度补偿控制,则均∕浮充过压值应加上、浮充欠压值应减去对应的补偿 电压值。

?

补偿基准:指对电池进行温度补偿控制的温度参考中心点。可选择 20 ℃或 25 ℃, 缺省值: 25 ℃。

?

补偿系数:指环境温度每变化 1 ℃,对应单体 2V 电池的充电电压补偿值。设置范 围为 0.003 ~ 0.005V / 只 / ℃,缺省值: 专家维护系统。 专家维护系统的典型数据:

?

电池管理的基本参数与专家维护系统的影响量之间的对应关系如表 5-47 所示。 表 5-47 基本参数 电池类型 电池管理基本参数与影响量的对应关系表 对应专家维护系统的影响量 运行参数:浮充电压,均充电压,补偿系数。 告警参数:均充过压值,浮充过压值,浮充欠压值 ,放电欠压值。

额定容量 运行参数:充电限流,转换电流。
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告警参数:充电过流值。 单体数量 ? 运行参数:浮充电压,均充电压,补偿系数。

技术说明

告警参数:均充过压值,浮充过压值,浮充欠压值,放电欠压值。

电池管理专家维护系统的 典型数据如表 5-48 所示。 表 5-48 专家维护系统典型数据表 典型维护数据 阀控式铅酸蓄电池 -1 2.23V / 只 2.33V / 只 0.1C 10 0.01C 10 0.003V / 只 / ℃ 2.35V / 只 2.20V / 只 2.10V / 只 1.80V / 只 2.38V / 只 2.28V / 只 2.18V / 只 1.83V / 只 放电欠压值 测试电压值 0.005V / 只 / ℃ 0.35C 10 2.40V / 只 2.30V / 只 2.20V / 只 1.85V / 只 阀控式铅酸蓄电池 -2 2.25V / 只 2.35V / 只

电池管理 专家维护参数 防酸式铅酸蓄电池 浮充电压值 均充电压值 充电限流值 转换电流值 补偿系数值 充电过流值 均充过压值 浮充过压值 浮充欠压值 2.15V / 只 2.30V / 只

电池单体数量大于 52 ( 110V ) 或 104 ( 220V ) 时 取 1.80V / 只 2.01V / 只

h) 特色功能 ? 输入有效性检查:输入有效性检查在每个产品中都是比较重要的一部分,它对产品 的用户友好性、可操作性、抗毁性、可靠性等各方面都有较大的影响。尤其是对系 统的可靠性。对于状态量,在 LCD 上直接给出汉字显示;对于输入数值,则限定 其有效范围,这样就可防止系统出现令人难以预料的错误 。 ? 浮动菜单的实现: 系统的菜单结构和每个菜单项显示的内容是根据系统参数和工程 组态的变化而变化的。监控装置 可以根据系统电池组、整流器、绝缘监测仪等设备 的个数来决定是否显示该屏,以及该屏内容中的某一项 。 ? 强大的帮助功能:帮助系统是现代电子产品不可缺少的一部分。监控装置为系统的 每一显示屏都准备了相应的帮助信息, 用户可以随时查阅这些信息并从中获取合法 操作的提示,以及某些操作产生的条件和后果,帮助可以在一定程度上减少用户的 误操作。 ? 丰富的提示信息: 监控装置为用户提供了大量的提示信息, 诸如设置数据成功与否、 输入数据是否超出范围等等,这些信息在用户进行屏幕操作 时(主要是误操作)会 自动弹出,帮助用户及时发现问题。 5.8.7 a) 微机监控装置的菜单结构 屏幕界面 监控装置的显示界面分“信息界面”和“设置界面” 。
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信息界面:包括主界面、各种菜单界面、告警信息界面和实时数据界面 。 设置界面:包括用户级设置界面和 工厂级设置界面。 b) 主界面系统信息 监控装置的主界面显示如下:
? 帮助 系统信息
2007-6-18 08:30:10

技术说明

DC控母输出: 226.5V 16.32A DC控母绝缘: +999.9K -999.9K 整流器输出: 234.2V 20.52A 电池组输出: 234.1V 0.12A 电池组温度: 25.2℃ 电池组状态: 浮充 电池组容量: $ 菜单 系统异常 ! 告警

主界面显示系统信息。在其它显示屏,如果超过一定时间没有 屏幕操作,监控装置 将自动回到主界面。 系统信息包含系统运行的状态和实时数据,以及关于系统配置和设置的基本参数: 当前时间: 显示系统内的实时时钟( Real time ) ,时间可设置,关掉监控装置电源 后,监控装置内部的电池仍能保证时钟正常计时 。 DC 控母输出: 显示直流控制母线当前 的输出电压和负荷电流值。其中负荷电流一般 为计算值显示,当系统装设负荷电流测量仪表时为实测值显示。 DC 控母绝缘: 显示直流控制母线当前的正负极对地绝缘电阻值。其中“+”号代表 控制母线的正极对地绝缘电阻, “-”号代表控制母线的负极对地绝缘电阻。当绝 缘监测装置设置为无通信连接时,可根据绝缘监测告警开入信号的有无,分别显示 “降低”或“正常” 。 整流器输出:显示整流器当前的输出电压和电流值。当整流器遥控关机时,则显示 为“关机” ,当整流器交流进线断开时,显示为“停机” 。 电池组输出:显示电池组当前的输出电压和充放电电流值。当出现“-”号时表示 电池组在放电状态。 电池组温度: 显示电池组当前的工作环境温度。 电池组状态:显示电池组当前的工作状态,有“均充” 、 “浮充”和“放电”三种状 态。整流器对电池进行均衡充电时显示“均充” ,浮充电时显示“浮充” ,当电池组 电流反向进入放电状态时则显示为“放电” 。当启动放电测试功能,电池进入放电 测试状态时,电池状态显示为“ 放电(测试) ” 。 电池组容量:显示电池组当前的剩余容量百分比。容量显示采用棒图形式,等分为 10 格,每格显示的变化量为 10 %。棒图显示并不代表电池 的实际容量。 系统状态: 显示系统当前的运行状况。 如果系统运行正常, 没有任何异常告警信号, 显示“系统正常” ;当系统出现异常告警信号时,则显示“系统异常” ,同时告警指 示 LED 闪烁,点击 告警 可进入当前告警界面,查看当前所有的告警内容 。
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注: 当一台监控装置同时监测两段直流母线,或同时监测两组蓄电池和整流器 时, 则交替显示相关设备的实时运行参数,即控母显示为一段 / 二段交替,电池组显示 为一号 / 二号交替,整流器显示为一号 / 二号或二号 / 三号交替。当智能变送仪表或 绝缘监测装置与监控装置通信中断时,相应数据显示为 X 。 在主界面,点击 系统信息 提示框,可以方便查询关于系统配置、通信配 置 、电池 组 管理和告警设置的基本参数,根据这些信息可以判断系统的参数设置是否正确。其 关于系统配置的基本参数显示如下:
? 帮助 系统配置
2007-6-18 08:30:10

监控类型:1R1B-单套-标准-1M1R1B 合同序号:06A7788 安装屏号:78900 交流电压:380V 直流电压:220V 第 电池组数:1 整流器数:1 1 母线段数:1 绝缘仪数:1 页 分电屏数:0 电池巡检:无 本机地址:00 通信协议:MODBUS 校 验 码:0X5801103C [V1.0] $ 菜单 系统正常

监控类型: 指监控装置管理系统的类型。 合同序号: 指系统产品制造的合同编号。 安装屏号: 指监控装置安装的屏柜编号。 交流电压: 指系统交流输入的额定电压 。 直流电压: 指系统直流输出的标称电压 。 电池组数: 指监控 系统管理电池组的数量。 整流器数: 指监控 系统管理整流器的数量。 母线段数: 指监控系统管理直流主母线的段数。 绝缘仪数: 指监控系统管理绝缘监测装置(主机) 的数量。 分电屏数: 指系统配置直流分电屏的数量。 电池巡检: 指系统有无配置电池巡检装置或配置的类型。 本机地址: 指监控装置与后台通信 的数据传输地址。 通信协议: 指监控装置与后台通信的数据传输规约 。 校 验 码: 指监控系统软件的编程校验码。 系统版本: 指监控系统软件的开发版本号。 c) 主菜单显示 在主界面点击 菜单 可进入系统的主菜单页面:
? 帮助 图标一 主菜单 图标二 图标三
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图标四

历史记录 交流信息 整流模块 电池巡检 图标五 图标六 图标七 图标八

系统维护 串口监视 开入监视 其它设备 $ 返回 系统正常
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技术说明

点 击 对 应 的 图 标 进 入 相应 的 子 菜 单 , 点 击 返 回 回 到 屏 幕 主 界 面 。 如 果 系 统 无 电 池 巡检或其它设备配置,则点击对应菜单图标时系统不响应。 历史记录:查询系统存储的历史告警记录、历史事件记录、历史绝缘记录和历史放 电记录的数据。 交流信息: 查询整流器当前交流输入电源的状态和参数。 整流模块: 查询整流器当前各整流模块的状态和参数。 电池巡检: 查询电池组当前各单节的状态和参数。 系统维护:用于对系统的控制操作和参数设置。其中用户级维护包括系统控制、电池 管理、告警设置、通信设置、其它操作、系统校时和密码修改七项内容。工厂级维护 包括工厂设置一项内容。 串口监视: 查询监控装置各通信串口当前发送和接收的数据。 开入监视: 查询系统当前各开关量输入信号的状态。 其它设备:查询系统当前连接的其它设备如 DC/DC 高频开关变换器、DC/AC 逆变 模块和 UPS 模块的运行状态和参数。 d) 菜单结构 监控装置的菜单结构为信息界面以设备为单位,不需要密码检查,用户就可以随时 进入浏览;设置界面包括用户级维护和工厂级维护,用户需要通过相应的密码检查 才能进入。每个菜单的子项显示信息条目取决于系统的配置。 历史记录菜单结构: 历史记录的子菜单显示界面如下,它包括历史告警记录、历史事件记录、历史绝缘 记录和历史测试记录的数据查询,通过 ← 和 → 切换显示。
? 帮助 告警记录
2007-6-18 08:30:10

记录01:1号整流器交流防雷器失效 起始时间:2007-06-20 08:20:30 结束时间:2007-06-20 08:40:20 记录02:1号交流UV线电压表通信中断 第 起始时间:2007-05-22 13:10:10 1 结束时间:2007-05-22 20:20:15 页 记录03:1号交流VW线电压表通信中断 起始时间:2007-05-22 13:10:10 结束时间:2007-05-22 20:20:15

$ 返回

系统正常

历史告警记录最多为 32 页共 128 条,记录条目从最近时刻排序。
? 帮助 事件记录
2007-6-18 08:30:10

记录01:1号电池组均充 起始时间:2007-06-20 08:20:30 结束时间:2007-06-20 16:40:20 记录02:1号电池组放电 起始时间:2007-06-20 07:10:10 结束时间:2007-06-20 07:50:15 记录03:2号电池组均充 起始时间:2007-04-22 15:10:10 结束时间:2007-04-22 20:10:15

第 1 页

$ 返回

系统正常

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技术说明

历史事件记录最多为 32 页共 128 条,记录条目从最近时刻排序。
? 帮助 正母绝缘
2007-6-18 08:30:10

? 帮助

一段正母

2007-6-18 08:30:10

绝缘记录时间:12:00:00/每日 NO.01: 100.2 102.2 100.3 NO.05: 108.2 112.5 111.3 NO.09: 103.2 110.5 110.3 NO.13: 110.2 112.5 108.2 NO.17: 120.2 122.5 118.2 NO.21: 122.4 121.8 115.5 NO.25: 121.5 122.1 114.8 NO.29: 122.5 122.3 124.1

[kΩ ] 100.1 115.2 112.2 第 110.2 3 115.2 月 116.4 115.6

绝缘记录时间:12:00:00/每日 NO.01: 100.2 102.2 100.3 NO.05: 108.2 112.5 111.3 NO.09: 103.2 110.5 110.3 NO.13: 110.2 112.5 108.2 NO.17: 120.2 122.5 118.2 NO.21: 122.4 121.8 115.5 NO.25: 121.5 122.1 114.8 NO.29: 122.5 122.3 124.1

[kΩ ] 100.1 115.2 112.2 第 110.2 10 115.2 月 116.4 115.6

$ 返回 ? 帮助

系统正常 负母绝缘
2007-6-18 08:30:10

$ 返回 ? 帮助

系统正常 一段负母
2007-6-18 08:30:10

绝缘记录时间:12:00:00/每日 NO.01: 100.2 102.2 100.3 NO.05: 108.2 112.5 111.3 NO.09: 103.2 110.5 110.3 NO.13: 110.2 112.5 108.2 NO.17: 120.2 122.5 118.2 NO.21: 122.4 121.8 115.5 NO.25: 121.5 122.1 114.8 NO.29: 122.5 122.3 124.1

[kΩ ] 100.1 115.2 112.2 第 110.2 3 115.2 月 116.4 115.6

绝缘记录时间:12:00:00/每日 NO.01: 100.2 102.2 100.3 NO.05: 108.2 112.5 111.3 NO.09: 103.2 110.5 110.3 NO.13: 110.2 112.5 108.2 NO.17: 120.2 122.5 118.2 NO.21: 122.4 121.8 115.5 NO.25: 121.5 122.1 114.8 NO.29: 122.5 122.3 124.1

[kΩ ] 100.1 115.2 112.2 第 110.2 10 115.2 月 116.4 115.6

$ 返回

系统正常

$ 返回

系统正常

(一段直流母线配置)

(二段直流母线配置)

历史绝缘记录每月的数据分 2 页显示,包括“正母绝缘”和“负母绝缘” ,最多为 24 页共 12 个月的数据,每天的绝缘数据记录时间用户可以设置。
? 帮助 电池测试
2007-6-18 08:30:10

? 帮助

一组测试

2007-6-18 08:30:10

记录01: 235.2V 10.56A 测量时间: 2007-02-18 单节电压: [V] NO.001: 2.203 2.205 NO.005: 2.218 2.203 NO.009: 2.203 2.222 NO.013: 2.212 2.208 NO.017: 2.211 2.213 NO.021: 2.221 2.243

200Ah 10:30:30 2.216 2.194 2.184 2.206 2.207 2.217 2.212 第 2.210 1 2.211 页 2.213 2.205 2.265

记录01: 235.2V 10.56A 测量时间: 2007-02-18 单节电压: [V] NO.001: 2.203 2.205 NO.005: 2.218 2.203 NO.009: 2.203 2.222 NO.013: 2.212 2.208 NO.017: 2.211 2.213 NO.021: 2.221 2.243

200Ah 10:30:30 2.216 2.194 2.184 2.206 2.207 2.217 2.212 第 2.210 1 2.211 页 2.213 2.205 2.265

$ 返回 ? 帮助

系统正常 电池测试
2007-6-18 08:30:10

$ 返回 ? 帮助

系统正常 一组测试
2007-6-18 08:30:10

记录01: 235.2V 10.56A 测量时间: 2007-02-18 单节内阻:[mΩ ] NO.001: 0.152 0.151 NO.005: 0.168 0.153 NO.009: 0.153 0.155 NO.013: 0.158 0.154 NO.017: 0.156 0.152 NO.021: 0.169 0.165

200Ah 10:30:30 0.156 0.146 0.152 0.155 0.158 0.152 0.153 第 0.159 6 0.151 页 0.166 0.161 0.158

记录01: 235.2V 10.56A 测量时间: 2007-02-18 单节内阻:[mΩ ] NO.001: 0.152 0.151 NO.005: 0.168 0.153 NO.009: 0.153 0.155 NO.013: 0.158 0.154 NO.017: 0.156 0.152 NO.021: 0.169 0.165

200Ah 10:30:30 0.156 0.146 0.152 0.155 0.158 0.152 0.153 第 0.159 6 0.151 页 0.166 0.161 0.158

$ 返回

系统正常 (一组蓄电池配置)

$ 返回

系统正常 (二组蓄电池配置)

历史测试记录显示最近一次电池组在线或离线放电测试过程的数据, 包括放电起始 时刻、结束时刻和期间每隔半小时的测量数据。除记录电池组的放电电压和电流及

79

PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统

技术说明

剩余容量数据外, 配置电压型巡检装置的系统, 记录的数据还包括单节电池的电压; 配置内阻型巡检装置的系统 ,记录的数据还同时包括单节电池的电压和内阻。电池 的放电记录最多存储 25 组数据,即 12 小时的持续放电测量数据。 电池的历史放电测试记录是蓄电池维护的重要参考数据,要求用户及时下载保存, 如果利用许继电源开发的蓄电池性能分析软件,可以绘制出蓄电池组的放电曲线, 以及各单节电池的电压和内阻棒图和曲线,准确判别各单节电池的优劣,大大提高 蓄电池维护的自动化水平。 交流信息菜单结构: 当系统组态只有 1 组交流电源模拟量时,子菜单显示界面如下。对于交直流一体化 的电源系统,还可以组态显示交流工作电源的路号和单相交流电流。
? 帮助 交流信息
2007-6-18 08:30:10

? 帮助

交流信息

2007-6-18 08:30:10

交流UV线电压:386.2V 交流VW线电压:385.5V 交流WU线电压:388.8V

交流 U相电压:222.2V 交流 V相电压:225.5V 交流 W相电压:221.8V

$ 返回

系统正常 (交流线电压检测)

$ 返回

系统正常 (交流相电压检测)

当系统组态含有 2 组交流电源模拟量时,子菜单显示界面如下。
? 帮助 交流信息
2007-6-18 08:30:10

? 帮助

交流信息

2007-6-18 08:30:10

1号交流UV线电压:386.2V 1号交流VW线电压:385.5V 1号交流WU线电压:388.8V 2号交流UV线电压:386.2V 2号交流VW线电压:385.5V 2号交流WU线电压:388.8V $ 返回 系统正常 (交流线电压检测)

1号交流U相电压:222.2V 1号交流V相电压:225.5V 1号交流W相电压:221.8V 2号交流U相电压:222.2V 2号交流V相电压:225.5V 2号交流W相电压:221.8V $ 返回 系统正常 (交流相电压检测)

注:当交流电压 / 电流变送仪表与监控装置通信中断时, 相应数据显示为 X 。 整流模块菜单结构: 整流模块信息的子菜单显示界面如下,包括实时运行数据和状态子项。
? 帮助 整流模块
2007-6-18 08:30:10

? 帮助

整流器一

2007-6-18 08:30:10

第01号模块信息: 输出电压:234.2V 输出电流:5.5A 工作方式:受控 第 电压给定:234.0V 限流给定:10.0A 1 安全电压:234.0V 页 模块温度过高○ 模块交流异常○ 模块输出欠压○ 模块输出过压○ $ 返回 系统正常 (一组整流器配置)

第01号模块信息: 输出电压:234.2V 输出电流:5.5A 工作方式:受控 第 电压给定:234.0V 限流给定:10.0A 1 安全电压:234.0V 页 模块温度过高○ 模块交流异常○ 模块输出欠压○ 模块输出过压○ $ 返回 整流模块 (二组整流器配置) ! 告警
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PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统

技术说明

输出电压: 指当前该整流模块的直流输出电压。 输出电流: 指当前该整流模块的直流输出电流。 工作方式: 指当前该整流模块的运行方式,它包括“自主”和“受控”两种方式。 自主指整流模块不接受监控装置的控制命令,输出电压和限流值由手动调节给定。 受控指整流模块可接受监控装置的控制命令,输出电压和限流值由监控调节给定。 电压给定: 指该整流模块直流输出电压的给定值。 限流给定: 指该整流模块直流输出限流点的给定值。 安全电压: 指该整流模块运行在安全模式下,其直流输出电压的给定值。 告警信号:整流模块的告警信号包括“模块温度过高” 、 “模块交流异常” 、 “模块输 出欠压” 、和“模块输出过压” 。当模块异常告警时,对应的告警信息条目指示符号 由绿色○变为红色★。 注:当整流模块与监控装置 通信中断时,相应数据显示为 X 。 电池巡检菜单结构: 电池巡检信息子菜单显示包括电压最高单节、电压最低单节、单体电池温度采样及 单节电池电压 / 内阻的实时数据。当系统不装设电池巡检装置,点击“电池巡检” 图标时系统不响应。 电压型电池巡检装置的信息显示包括以下两个界面:
? 帮助 电池巡检
2007-6-18 08:30:10

? 帮助

电池组一

2007-6-18 08:30:10

电压最高单节: 编号:NO.004 NO.032 电压:2.282V 2.271V 电压最低单节: 编号:NO.008 NO.065 电压:2.202V 2.212V 单体电池温度: 采样:25.2℃ 26.2℃

NO.056 NO.102 2.265V 2.263V

第 1 NO.070 NO.104 页 2.224V 2.226V
24.3℃ 26.4℃

电压最高单节: 编号:NO.004 NO.032 电压:2.282V 2.271V 电压最低单节: 编号:NO.008 NO.065 电压:2.202V 2.212V 单体电池温度: 采样:25.2℃ 26.2℃

NO.056 NO.102 2.265V 2.263V

第 1 NO.070 NO.104 页 2.224V 2.226V
24.3℃ 26.4℃

$ 返回 ? 帮助

系统正常 电池巡检
2.256 2.243 2.257 2.256 2.257 2.255 2.255 2.259
2007-6-18 08:30:10

$ 返回 ? 帮助

系统正常 电池组一
2.256 2.243 2.257 2.256 2.257 2.255 2.255 2.259
2007-6-18 08:30:10

单节电池电压:[V] NO.001: 2.254 2.252 NO.005: 2.268 2.255 NO.009: 2.253 2.259 NO.013: 2.252 2.253 NO.017: 2.254 2.256 NO.021: 2.262 2.263 NO.025: 2.264 2.257 NO.029: 2.255 2.258

2.282 2.202 2.254 第 2.264 2 2.262 页 2.258 2.253 2.271

单节电池电压:[V] NO.001: 2.254 2.252 NO.005: 2.268 2.255 NO.009: 2.253 2.259 NO.013: 2.252 2.253 NO.017: 2.254 2.256 NO.021: 2.262 2.263 NO.025: 2.264 2.257 NO.029: 2.255 2.258

2.282 2.202 2.254 第 2.264 2 2.262 页 2.258 2.253 2.271

$ 返回

系统正常 (一组蓄电池配置)

$ 返回

系统正常 (二组蓄电池配置)

电压最高单节:指当前该电池组中电压最高的 4 节电池的编号和电压。电压值从左 到右从大到小排列。当巡检电池节数< 12 时,显示 2 节电池的编号和电压。
81

PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统

技术说明

电压最低单节:指当前该电池组中电压最低的 4 节电池的编号和电压。电压值从左 到右从小到大排列。当巡检电池节数< 12 时,显示 2 节电池的编号和电压。 单体电池温度:指当前该电池组中各采样点的单体电池表面温度。温度采样显示的 点数由具体工程确定(环境温度探头除外,最多 4 个采样点) 。当系统不连接单体 电池表面温度探头时,电池温度采样显示为“无单体电池温度采样” 。 单节电池电压:显示当前该电池组各节电池的电压值,每一行各节电池的编号从左 到右加 1 步进递增。当存在单体过压、欠压或开路告警信号时,对应该节告警电池 的电压数据显示分别为黄色(过压、欠压)和红色(开路) 。 内阻型电池巡检装置的信息显示除以上两个界面外,还包括以下两个界面:
? 帮助 电池巡检
2007-6-18 08:30:10

? 帮助

电池组一

2007-6-18 08:30:10

内阻最大单节: 编号:NO.004 NO.032 NO.056 内阻:0.382m 0.371m 0.375m 内阻最小单节: 编号:NO.008 NO.065 NO.070 内阻:0.202m 0.212m 0.224m 单节平均内阻:0.225mΩ 单节典型内阻:0.224mΩ

NO.102 0.363m

第 6 NO.104 页 0.226m

内阻最大单节: 编号:NO.004 NO.032 NO.056 内阻:0.382m 0.371m 0.375m 内阻最小单节: 编号:NO.008 NO.065 NO.070 内阻:0.202m 0.212m 0.224m 单节平均内阻:0.225mΩ 单节典型内阻:0.224mΩ

NO.102 0.363m

第 6 NO.104 页 0.226m

$ 返回 ? 帮助

系统正常 电池巡检
0.254 0.244 0.255 0.256 0.256 0.255 0.253 0.253
2007-6-18 08:30:10

$ 返回 ? 帮助

系统正常 电池组一
0.254 0.244 0.255 0.256 0.256 0.255 0.253 0.253
2007-6-18 08:30:10

单节电池内阻:[mΩ ] NO.001: 0.234 0.256 NO.005: 0.268 0.256 NO.009: 0.258 0.253 NO.013: 0.253 0.258 NO.017: 0.255 0.253 NO.021: 0.269 0.265 NO.025: 0.265 0.258 NO.029: 0.256 0.258

0.382 0.202 0.257 第 0.264 7 0.263 页 0.253 0.256 0.371

单节电池内阻:[mΩ ] NO.001: 0.234 0.256 NO.005: 0.268 0.256 NO.009: 0.258 0.253 NO.013: 0.253 0.258 NO.017: 0.255 0.253 NO.021: 0.269 0.265 NO.025: 0.265 0.258 NO.029: 0.256 0.258

0.382 0.202 0.257 第 0.264 7 0.263 页 0.253 0.256 0.371

$ 返回

系统正常 (一组蓄电池配置)

$ 返回

系统正常 (二组蓄电池配置)

内阻最大单节:指当前该电池组中内阻最大的 4 节电池的编号和内阻。内阻 值从左 到右从大到小排列。当巡检电池节数< 12 时,显示 2 节电池的编号和内阻。 内阻最小单节:指当前该电池组中内阻最小的 4 节电池的编号和内阻。内阻值从左 到右从小到大排列。当巡检电池节数< 12 时,显示 2 节电池的编号和内阻。 单节平均内阻:指当前该电池组各单节电池内阻的平均值。该值反应了当前电池组 各单节电池内阻的整体平均水平。为真实反应电池内阻平均水平,计算平均值时应 去掉一个最大值和一个最小值,另外开路故障电池也应去掉。 单节典型内阻:指当前该电池组中单节内阻误差在 ±0.01m Ω 的范围内,覆盖范围

数量最多 的 单节 电池内阻 值。 该值反 应了 当前电 池组 各单节 电池 内阻的 典型 代表
水平,可视为电池组当前的标准内阻与 各节电池进行比较。 单节电池内阻:显示当前该电池组各节电池的内阻值,每一行各节电池的编号从左 到右加 1 步进递增。当发生单体开路告警时,对应该节告警电池的内阻数据显示为
82

PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统

技术说明

X( 红 色 ) 。 进 入 电 池巡检 菜 单 的 单 节电 池 电 压显 示 数 据 为 动态 实 时 刷新 , 但 单 节 电池内阻显示数据只在点击主菜单图标进入电池巡检子菜单时刷新一次, 即在点击 进入电池巡检子菜单后控制巡检模块启动内阻测试程序,等内阻巡检完毕后,刷新 显示当前单节电池内阻的测量值。在点击电池巡检菜单之前,如果巡检模块的内阻 测试程序正在进行,则继续测试完毕即可。 注:当电池巡检模块与监控装置通信中断时,相应数据显示为 X 。 系统维护菜单结构: 输入用户级密码进入系统维护的主菜单,它包括“系统控制” 、 “电池管理” 、 “告警 设置” 、 “通信设置” 、 “其它操作” 、 “系统校时” 、 “ 密码修改”和“工厂设置” 。
? 帮助 图标一 系统维护 图标二 图标三
2007-6-18 08:30:10

图标四

系统控制 电池管理 告警设置 通信设置 图标五 图标六 图标七 图标八

其它操作 系统校时 密码修改 工厂设置 $ 返回 系统正常

点击图标进入相应的维护子菜单,点击 返回 到系统主菜单界面。

系统控制维护子菜单:
系统控制维护子菜单的显示界面如下,包括电池管理方式的手动 / 自动控制和电池 测试控制的启动 / 停止操作,以及相应的参数设置等。
? 帮助 系统控制
2007-8-18 08:30:10

? 帮助

一组控制

2007-8-18 08:30:10

电池管理方式:手动 整流工作模式:均充 整流输出电压:244.4V 整流输出限流:50A 放电测试模式:停止 测试终止电压:210.5V 测试终止时间:1小时 显示模块地址:否

图标 整流器一 图标 整流器二

电池管理方式:手动 整流工作模式:均充 整流输出电压:244.4V 整流输出限流:50A 放电测试模式:停止 测试终止电压:210.5V 测试终止时间:1小时 显示模块地址:否

$ 返回

系统正常

$ 返回

系统正常

(一组蓄电池、一或二组整流器配置)

(二组蓄电池、二组整流器配置)

对于一组蓄电池、二组整流器配置的系统,点击相应的图标可以分别或同时对两组 整流器进行控制操作。 电池管理方式: 指电池管理的系统控制方式,可选择“自动”或“手动” 。 整流工作模式:指手动系统控制方式下整流器的工作模式,可选择“浮充”或“均 充”模式,并能对整流器进行开机∕关机操作。 整流输出电压: 设置整流器在手动“浮充”或“均充”工作模式下的输出电压值。 设置范围为 0.75Ue ~ 1.35Ue ,缺省值:浮充模式下取专家维护系统的浮充电压值, 均充模式下取专家维护系统的均充电压值。
83

PZ61-2000 高频开关直流操作电源系统

技术说明

整流输出限流: 设置整流器在手动“浮充”或“均充”工作模式下的输出限流值。 设置范围为 10 %~ 110 %额定值 ,缺省值: 50 %额定值。 放电测试模式:指手动系统控制方式下对电池组进行放电测试的工作模式,可选择 “在线”或“离线”模式,并能 对放电测试进行启动∕停止操作。其中“在线”指 电池组与整流器和直流母线并接, 通过降低整流器输出电压使用系统真实负载进行 的放电操作。 “离线”指电池组与整流器和直流母线脱离,使用系统外接负载进行 的放电操作。 测试终止电压:对电池组进行放电测试时,系统判断停止放电测试的标志之一,当 电池组的放电电压小于设定值时,自动终止放电测试。设置范围为 0.8Ue ~ 1.1Ue , 在线模式缺省值:专家维护系统“测试电压值” ;离线模式缺省值:专家维护系统 “放电欠压值” 。 测试终止时间:对电池组进行放电测试时,系统判断停止放电测试的另一标志 ,

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