GZDA智能型高频开关直流电源系统.docx
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GZDA智能型高频开关直流电源系统
目录
一、GZDA智能型高频开关直流电源系统2
二.PSM-2触摸屏主监控6
2.1PSM-2触摸屏主监控功能6
2.2PSM-2触摸屏主监控硬件说明7
2.3PSM-2触摸屏主监控操作说明9
三、PSMA交流监控单元18
3.1PSMA单元功能18
3.2PSMA基本原理框图19
3.3PSMA技术参数19
3.4PSMA接口说明19
3.5PSMA结构与安装20
3.6PSMA交流接触器接线说明21
3.7PSMA单元设置说明21
3.8PSMA交流采样信号接线21
四、PSMD直流监控单元21
4.1PSMD单元功能21
4.2PSMD基本原理框图22
4.3PSMD技术参数22
4.4PSMD接口说明23
4.5PSMD结构与安装24
4.6PSMD单元设置说明24
4.7PSMD单元使用注意事项24
五、PSMK开关量监控单元26
5.1PSMK单元功能26
5.2PSMK技术参数26
5.3PSMK基本原理框图26
5.4PSMK接口说明27
5.5PSMK设置说明28
5.6PSMK结构与安装28
5.7PSMK开关量输入说明28
5.8PSMK继电器输出说明28
六.PSMB1电池巡检单元30
6.1PSMB1单元功能30
6.2PSMB1基本原理框图30
6.3PSMB1技术参数30
6.4PSMB1接口说明31
6.5PSMB1结构与安装32
6.6PSMB1单元接线说明32
七.PSMB电池巡检单元33
7.1PSMB单元功能33
7.2PSMB基本原理框图33
7.3PSMB技术参数33
7.4PSMB接口说明34
7.5PSMB结构与安装35
7.6PSMB单元接线说明35
八.PSMJ绝缘检测单元36
8.1PSMJ单元功能36
8.2PSMJ基本原理框图36
8.3PSMJ技术参数36
8.4PSMJ接口说明37
8.5PSMJ结构与安装38
8.6PSMJ单元接线说明38
九.PSMJ1绝缘检测单元40
9.1PSMJ1单元功能40
9.2PSMJ1基本原理框图40
9.3PSMJ1技术参数40
9.4PSMJ1接口说明41
9.5PSMJ1结构与安装42
9.6PSMJ1单元接线说明43
十、风冷高频开关充电模块44
10.1高频开关充电模块(GML-10220A2)工作原理及特点44
10.2.GML-10220A2主要技术指标45
10.3GML-10220A2立体图及面板说明46
10.4GML-10220A2面板说明46
10.5GML-10220A2功能说明47
10.6、设置功能48
十一、自冷高频开关充电模块48
11.1、模块的主要特点48
11.2、模块的主要功能49
11.3、技术指标51
11.4、型号命名52
11.5、模块构成52
11.5.4、操作说明56
11.5.5、 使用环境62
十二.模块控制板63
12.1模块控制板单元功能63
12.2模块控制板技术参数63
12.3模块控制板外形尺寸63
12.4模块控制板接口说明64
十三、蓄电池维护65
13.1充电功能65
13.2电池定期维护保养功能66
50%容量的核对性放电测试66
十四、常见故障处理68
1.PSM-2主监控常见故障处理68
2.充电模块73
2.1非智能型模块常见故障处理73
2.2智能型模块常见故障处理74
3.交流监控单元常见故障处理76
4.直流监控单元常见故障处理78
5.开关量监控单元常见故障处理80
6.电池巡检单元常见故障处理81
7.绝缘检测单元常见故障处理83
一、GZDA智能型高频开关直流电源系统
1.1、概述
GZDA智能型高频开关直流电源系统主要应用在发电厂、水电厂、各类变电站中,为断路器分合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护和事故照明等提供直流电源。
高频开关电源由于其效率高、体积小、重量轻,技术指标优越,便于模块化设计,N+1热备份,便于实现“四遥”和无人值守,因此在新建及改造工程中的操作电源己普遍采用高频开关电源。
GZDA系列智能型高频开关电力操作电源系统是我公司根据多年的研究开发和设备运行经验,针对电力系统高可靠性和高性能要求而设计的新一代电源产品,它采用智能化高频开关技术,模块化设计,具有稳定精度高、纹波系数小、可靠性高等优点,配有标准RS-232/485和以太网接口,可方便实现与自动化系统对接,也可以接入局域网,直接通过IP地址访问,是目前变电站实现无人值守改造和新建无人值守变电站的理想选择,并在电力系统、铁道、工矿企业得到广泛应用。
1.2、适用范围
1.2.1.10kV-500kV电压等级的变电所及开闭所;
1.2.2.大、中、小型发电厂和水电站;
1.2.3.铁路、石油化工等需要采用直流电源设备的场所及用户变;
1.2.4.智能化大楼的配电房;
1.3、系统特点
1.3.1交流输入:
采用双路交流输入,(缺相、欠压、停电)自动互锁切换,并带有C级交流输入防雷;
1.3.2充电装置:
采用模块化设计,容量灵活配置,自主均流,N+1冗余备份;模块采用高频移相软开关电路,效率高、电磁干扰小;内置CPU和RS485通讯口,实现智能化控制;可带电热插拔、系统可靠性、可维护性大大提高;
1.3.3控母供电方式(合母、控母分开时):
采用高频整流模块、高频调压模块和传统硅链(故障备用)并联供电,实现无级升降双向调压,即使电池电压降到额定电压的90%以下,仍然能够保证控母电压稳定,延长电池备份时间,而且发热少;
1.3.4监控系统:
用PSM-2大屏幕触摸屏单片机系统控制器;
采用分体控制系统结构,便于维护;
能有效实现对电源模块、交直流配电等的监控,提供干节点告警、显示和声光告警;
配有标准RS232/485和以太网接口,提供多种通讯协议,可实现系统全参数本地和远端监控,满足“四遥”无人值守需要。
可以灵活的实现与计算机联网,也可以方便地作为一个智能设备纳入变电所综合自动化系统及电厂DCS中;
1.3.5电池管理智能化:
自动按蓄电池充放电曲线对蓄电池进行充放电管理,有效延长蓄电池使用寿命,同时具有手动充电控制功能;
根据需要可以配置蓄电池在线电压自动巡检、蓄电池组活化、容量及内阻检测;
1.3.6绝缘监测:
直流馈线输出根据需要可实现直流母线绝缘检测或支路绝缘巡检。
1.4、系统指标及使用环境要求
1.4.1输入:
交流输入电压:
380V±20%(三相)
电网频率:
50HZ±10%
模块交流输入过压保护:
457±10VAC
模块交流输入欠压保护:
323±10VAC
1.4.2输出:
输出电压范围:
99V—143V连续可调(对于110V系统)
198V—286V连续可调(对于220V系统)
输出过压保护:
286±10V(对于220.00V系统)
143±5V(对于110.00V系统)
输出限流:
(10%--100%)×额定电流
稳压精度:
≤±0.5%(20-100%负载)
稳流精度:
≤±0.5%(20-100%负载)
纹波系数:
≤±0.1%
功率因数:
>0.92
效率:
>94%(典型值)
1.4.3绝缘和抗电强度:
绝缘电阻:
≥10MΩ
绝缘强度:
直流输出对地、交流输入对地、交流输入对直流输出施加工频电压2KV,
时间1min,无飞弧、无闪络。
1.4.4环境要求:
海拔高度:
2000米以下
工作环境温度:
-10℃--50℃
相对湿度:
≤90%(20±5℃)
1.5、电池组是直流系统中不可或缺的重要组成部分,对电池组良好的维护和监测显得尤其重要;GZDA智能高频开关直流系统具有先进的电池管理功能,对电池的充电电压、充放电电流实时监控以及温度补偿、维护性定期均充等。
电池管理系统具有如下功能:
1.5.1、充电功能:
系统监控根据设置的充电参数,自动完成电池充电程序,充电参数根据使用电池的类型、容量以及厂家提供的资料设置(镉镍蓄电池和阀式密封铅酸蓄电池充电程序有一定差异)。
1.5.2、镉镍蓄电池的运行曲线图如下图所示,充电程序如下:
镉镍蓄电池正常充电程序
用0.2C5A(可设置)恒流(主充)充电,电压达到均充整定值(1.47–1.55)V*n(n为单体电池节数)时,微机控制整流模块自动转为恒压充电,当充电电流逐渐减小,达到0.02CA(可设置)时,再延续充电3h,整流模块自动转为浮充电运行状态,电压为(1.36–1.45)V*n(可设置)。
一般情况下,所有均充时间不能大于均充限时时间,否则,强制转为浮充,并进入过充保护状态。
a.维护性定期均充充电程序
正常运行浮充状态下每隔1-3个月,微机控制整流模块自动转入恒流充电(主充)状态运行,按镉镍蓄电池正常充电程序进行充电。
b.交流电中断程序
正常浮充运行状态时,电网事故停电,这时整流模块停止工作,蓄电池通过降压装置,无间断地向控制母线送电。
当电池电压低于设置的告警限时系统监控模块发出声光告警。
c.交流电源恢复程序
交流电源恢复送电运行时,微机控制充电装置自动进入均充状态运行,按镉镍蓄电池正常充电程序进行充电。
1.5.3、阀控式密封铅酸蓄电池运行曲线图如下图所示,充电程序如下:
a.阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序
用0.1C10A(可设置)恒流(主充)充电,电压达到整定值(2.30–2.40)V*n(n为单体电池节数)时,微机控制整流模块自动转为恒压充电,当充电电流逐渐减小,达到0.01CA(可设置)时,微机开始计时,3h后,微机控制整流模块自动转为浮充电状态运行,电压为(2.23-2.28)V*n。
一般情况下,所有均充时间不能大于均充限时时间,否则,强制转为浮充,并进入过充保护状态。
b.维护性定期均充充电程序
正常运行浮充状态下每隔1-3个月,微机控制整流模块自动转入恒流充电(主充)状态运行,按阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序进行充电。
c.交流电中断程序
正常浮充电运行状态时,电网事故停电,这时整流模块停止工作,蓄电池通过降压装置,无间断地向二次控制母线送电。
当电池电压低于设置的告警限时系统监控模块发出声光告警。
d.交流电源恢复程序
交流电源恢复送电运行时,微机控制整流模块自动进入恒流充电(主充)状态运行,按阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序进行充电。
1.6、直流系统组成原理图
直流系统组成如下图所示,主要包括交流进线互锁切换单元、充电单元、直流馈电单元、放电单元、监控单元以及蓄电池组。
1.7、GZDA微机型直流电源系统型号说明
GZDA□-□/□/□
1、系统输出电流(A)
2、系统输出电压(V)
3、系统蓄电池容量(Ah)
4、系统接线方式
5、企业代号
6、直流电源系统
二.PSM-2触摸屏主监控
2.1PSM-2触摸屏主监控功能
2.1.1人机接口
Ø320*240点阵LCD汉字菜单显示,对比度可调节。
Ø采用触摸屏操作,可方便设置参数和查询信息。
Ø系统设置工作参数保存在EEPROM中,掉电不丢失。
2.1.2系统报警
Ø各种报警信息汉字显示,故障定位清晰直观,当前故障最多显示36条。
Ø具有声光报警,新故障产生时发出报警声,按任意键确认后消除声音报警。
Ø历史故障可存储255条,其中最新的32条保存在EEPROM中。
2.1.3电池管理
Ø具有自动和手动2种工作模式。
Ø具有电池温度补偿功能。
Ø具有电池均充保护功能。
Ø在自动模式下,充电管理过程自动完成;维护充电自动完成。
Ø具有电池容量评估功能。
Ø具有放电管理功能,启动放电计量自动记录放电时间和放电容量。
2.1.4上位机通讯
Ø提供RS232/RS485两种通讯接口选择。
Ø提供1200BPS、2400BPS、4800BPS和9600BPS四种通讯速率选择。
Ø提供CDT451-91和MODBUS两种通讯规约选择。
Ø设备通讯地址可设置01–99的任意值。
2.1.5支持设备
Ø支持5A及以上的各种规格的整流模块。
Ø支持交流监控单元PSMA、直流监控单元PSMD、开关量监控单元PSMK、电池巡检PSMB。
Ø支持三组充电机,双组蓄电池、单母线分段系统。
2.1.6其它功能
Ø具有实时时钟显示。
Ø接入开关量监控可支持两段母线5级或7级硅链控制。
Ø接入开关量监控可支持12路系统故障分类配置输出。
Ø可支持两组108节电池巡检。
Ø可支持两段母线各120路绝缘支路检测。
Ø可支持两段母线各120路馈线开关报警检测。
Ø系统正常并且3分钟无按键操作时,自动进入屏幕保护功能。
但系统故障或电池均充时,屏幕不会关闭。
2.2PSM-2触摸屏主监控硬件说明
2.2.1基本原理框图
时钟
存储器
2.2.2技术参数
Ø供电电压:
80VDC–320VDC
Ø显示器:
320*240点阵液晶
Ø操作接口:
触摸屏
Ø通讯口:
上位机通讯RS232/RS485接口;单元通讯RS485接口
2.2.3接口说明
接口序号
接口定义
接口说明
J1
监控供电
1-电源正,2-空,3-电源负
输入电压(80VDC-320VDC)
J2
上位机通讯接口
RS232模式
2-RX,3-TX,5-GND
RS485模式
6-RS485A,7-RS485B
J3
单元通讯接口
1-RS485A,2-RS485B
6
7
8
9
%改变上位机通讯方式,需要打开监控单元后盖,改变JP1跳线。
%RS232接线时,一端的RX(TX)引脚与另一端的TX(RX)引脚相接,GND引脚对接。
%RS485接线时,一端的485A(485B)引脚与另一端的485A(485B)引脚相接。
2.2.4结构与安装
开孔安装尺寸:
222mm(W)*117mm(H)
安装说明:
先将主监控插入面板开孔内,从面板后面用L型压条固定。
2.3PSM-2触摸屏主监控操作说明
2.3.1前面板图
2.3.2按键功能定义
点触触摸屏相应的区域,即可完成信息查询及系统操作。
2.3.3基本操作说明
接口采用触摸屏操作,在提示位置点击可进入相应操作。
初始信息系统上电时,时间、日期,点击屏幕进入主信息页显示,如不点击2分钟后自动进入主信息页显示。
系统故障
主窗信息显示系统状态(正
常或故障)和两段母线参数,两组电池信息,但具体显示内容由系统配置决定,只有在系统配置中设置后才能显示。
若系统出现故障,则屏幕左下角系统状态显示为“系统故障”,同时配有声音告警。
直接点触“故障”处可查询到当前故障信息。
在主窗信息页点击“菜单”选项可进入主菜单页面,点击“返回”进入主信息页。
返回
主菜单点击相应的菜单可分别进入“信息查询”、“系统配置”、“系统设置”、“系统操作”、“放电计量”五个功能窗口,点击“返回”回到主信息页。
返回
2.3.4信息查询说明
在信息查询菜单中点击相应条目可查询相应系统的工作参数和系统的设置资料;包括“当前信息”、“当前故障”、“设置信息”、“操作信息”、“电池巡检”、“绝缘检测”、“配置信息”、“历史故障”八个查询选项供用户查询;点击“返回”回到主菜单页。
1)当前信息查询
当前信息查询系统的交流工作参数、直流扩展测量参数和模块工作参数;点击“上页”“下页”进行显示页面切换,点击“返回”回到信息查询菜单页。
上页
首页显示交流工作参数,根据系统配置参数可分三页显示三组交流工作参数,显示页数由系统配置的交流监控数量决定;每页显示一组交流的两路交流电压、交流电流和交流接触器的工作状态。
上页
第二页显示其它运行参数,包括环境温度和扩展测量参数。
上页
配置带LCD显示模块,第三页显示模块运行参数,每一页显示四个模块的相关参数,包括模块电压、模块电流、开关机状态、均浮充状态以及模块供电方式,显示页数由系统设置中的模块个数决定,最多显示40个模块的信息。
(自冷模块显示电流、电压)
上页
配置不带LCD显示模块时,第三页显示模块运行状态,每一页显示一组5个模块的开关机状态和整组工作状态。
最多显示5组模块的信息(风冷)。
上页
2)当前故障查询
显示系统当前存在的故障,最多可以显示36条故障信息,点击“上页”“下页”进行显示页面切换,点击“返回”回到信息查询菜单页。
进入故障信息查询有两种方法,一是在主信息页点击左下角系统故障显示,二是通过信息查询菜单点击“当前故障”。
3)设置信息
设置信息显示与系统设置显示内容相同。
但密码设置不显示,光标不显示,只可进行查询,不可更改设置,详细内容见系统设置。
点击“上页”“下页”进行显示页面切换,点击“返回”回到信息查询菜单页。
4)操作信息
操作信息显示与系统操作显示内容相同。
但不显示光标,只可以进行查询,不可以实现操作。
详细内容见系统操作。
点击“上页”“下页”进行显示页面切换,点击“返回”回到信息查询菜单页。
5)
上页
电池巡检
在系统设置里没有设置电池巡检,则不能进入电池巡检显示页面。
上页
首页显示电池巡检基本信息,显示电池组中单体最高、最低电压及相应的电池序号,显示该组电池是否检测到单体电池故障;根据设置的电池巡检组数,最多显示2组电池巡检的基本信息。
点击“上页”“下页”进行显示页面切换,点击“返回”回到信息查询菜单页。
第二页显示每组电池单体电池电压,显示页数由系统设置中的电池组数决定,显示页数即为设置电池组数,根据设置的电池巡检组数,先显示第一组,再显示第二组。
上页
第三页显示电池巡检检测的电池温度,该页只有在系统设置中将电池温度检测数量设置为非0时才能进入。
显示内容由设置的电池巡检组数和电池温度路数决定。
6)
上页
绝缘检测
在系统设置里没有设置绝缘检测,则不能进入绝缘检测显示页面。
首页显示母线正、负对地电压和是否存在绝缘故障;根据系统对母线绝缘的检测情况,可显示两段母线的绝缘检测基本信息。
点击“上页”“下页”进行显示页面切换,点击“返回”回到信息查询菜单页。
上页
第二页显示各段支路接地情况,显示页数由系统设置绝缘检测是否分段和检测到的接地支路数量决定。
上页
7)历史故障
系统记录历史故障的内容和发生时间,最多记录255条故障信息,其中最新的32条信息保存在EEPROM中,掉电不丢失。
点击“上页”“下页”进行显示页面切换,点击“返回”回到信息查询菜单页。
8)配置信息
配置信息显示与系统配置显示内容相同。
但不显示光标,只可以进行查询,不可以实现操作。
详细内容见系统配置。
点击“返回”回到信息查询菜单页。
设置
3.3.5系统配置说明
系统配置主要涉及整流模块型号、系统接线方式、基础单元配置情况。
点击主菜单系统配置,系统要求输入系统配置密码后方可进入配置页面。
系统配置参数一般由设备供货商整定。
在使用中一般不需修改,系统配置密码有系统管理员掌握,操作人员无权进入。
设置
系统配置修改方法:
点击相应条目出现光标后按右下角的键盘修改,整个设置修改完成后按“保存”存储修改参数,如果按“返回”则修改的内容无效,系统以原有配置参数运行。
“电压等级”为系统的输出电压是220V或110V系统,按“设置”改变。
“模块容量”为系统使用整流模块的输出电流等级,按“设置”改变。
“母线”为系统接线方式为分段或不分段,按“设置”改变。
“电池组”为系统接入电池组数为单组或双组,按“设置”改变。
“电池巡检”按系统实际配置电池巡检单元的数量设置,按数字键修改,设置最大数值为4,超过则系统自动修改为4。
当使用单组电池55节以下设置为1,单组电池55节以上设置为2,双组电池55节以下设置为2,双组电池55节以上设置为4。
“绝缘检测”按系统实际配置绝缘检测单元的数量设置,按数字键修改,设置最大数值为4,超过则系统自动修改为4。
当使用不分段60路以下设置为1,不分段60路-120路设置为2,分段60路以下设置为2,分段60路-120路设置为4。
“开关监控”按系统实际配置开关量监控单元的数量设置,按数字键修改,设置最大数值为8,超过则系统自动修改为8。
“交流监控”按系统实际配置交流监控单元的数量设置,按数字键修改,设置最大数值为3,超过则系统自动修改为3。
设置
3.3.6系统设置
系统设置:
设置系统的工作参数和控制参数。
点击主菜单系统设置,系统要求输入系统设置密码后进入设置页面;系统设置密码可由操作人员修改,出厂设定密码为“12345”。
设置
系统设置修改方法:
点击相应条目出现光标后按右下角的键盘修改,修改中状态量按“设置”键循环切换,数字量按数字修改,“退格”键可清除最后输入的一个数字。
整个设置修改完成后按“保存”存储修改参数;如果按“返回”则修改的内容无效,系统以原有配置参数运行;按“上页”“下页”可在各设置页面之间切换。
交流设置:
可设置交流供电是第一路供电、第二路供电还是两路同时供电、交流过压值和交流欠压值。
模块设置:
设置模块数,使用带LCD显示模块时设置模块个数,最大为40个,如设置超过,系统按40个模块运行;使用不带LCD显示模块时设置模块组数,最大组数5组,如设置超过,系统按5组模块运行。
设置
直流参数设置:
设置合母、控母过压值和欠压值;设置电流测量分流器系数,设置数值为选用分流器或霍尔传感器的量程,如分流器为100A/75Mv则设置为100,如使用霍尔传感器100A/5V则设置为100,如使用0-4V输出的传感器则设置值=量程*1.25。
设置
扩展测量设置:
设置扩展测量的使用,在系统母线分段或无电压公共负端时采用电压隔离传感器测量母线电压,要求使用的电压传感器为300V/5V输出;扩展测量可替代“一组电池电压”、“二段合母电压”、“二段控母电压”、“二组电池电压”;当1-3路均设置替代后则第四路自动设置为“二组电池电压”。
电池管理参数设置1:
设置电池参数和电池充电管理必须的参数,包括电池管理方式、电池容量、充电限流值、均浮充转换电流值、均充电流小于转换值后需要均充的时间(定时均充)、防止长时间均充造成电池损坏的保护参数(均充限时)、电池长时间浮充需要维护均充的参数(均充间隔)。
设置
电池管理参数设置2:
温度补偿系数:
为使电池达到最佳充电效果,延长电池的使用寿命,必需根据环境温度以一定的系数来调节充电电压。
其计算方法以2V电池为例:
0.003V*电池节数;
充电系数:
设置电池充电转换效率,一般设置为95%,用于系统对电池容量评估。
设置
电池巡检设置:
设置电池巡检管理参数。
巡检组数:
需要巡检的电池组数。
电池节数:
每组电池实际参与巡检的电池节数,其中不含尾电池,如104节2V电池,每6节作为一
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- GZDA 智能型 高频 开关 直流电源 系统