GZDW-2直流操作电源
使 用 说 明 书
一、说明
本设备根据用户设备直流屏电源配套的需要，采用华北电力大学生产的高智能开关电源模块及监测模块组成，性能稳定可靠，主要应用于发电厂、水电站及各类企业变电所、开闭所和用户变电站中。
二、系统特点
一体化设计、充电、馈电合并在一个机柜里。
采用自然冷却的开关电源模块，充电模块选用华大信源集团生产的GD-Ⅱ型开关电源模块，本设备单机选用三个充电模块。
本设备的开关电源模块采用了具有独立知识产权的专利技术：在开关电源模块前设置了一个去谐波网络，因而大大提高了模块工作的可靠性和稳定性。
本设备充电限流各种保护均流等各种功能均设置在开关电源模块内部，因此，在监控系统故障的情况下也能正常工作。
本设备提供二路交流电源接口，可完成两路交流输入的主备自动和互锁。
本设备设置了一路电池接口。
本设备设置了浮充电压与温度变化的跟踪系统，可确保电池使用寿命。国内外专家指出，铅酸免维护电池在浮充状态下使用时，其使
用寿命与浮充电压有如下关系曲线：
浮充电压与浮充使用寿命之关系中心值：2.275 伏/单元环境温度：20℃100间，对电池寿命有利，离开这个区间，曲线斜率会大幅度变化，电池寿命大幅度下降，例如当浮充电压在2.4V/节时，其使用寿命只是原来的四分之一。
充电电路自成系统，不受负载供电影响，加之浮充状态下充电电流很小，其稳压精度可达到很高值。
本设备具有很高的补充电能力，补充电能力是优质充电器重要的技术指标，运行经验表明，免维护电池既不能过充，也不能欠充，长时间欠充或过充会导致电池容量下降，且不能再恢复。
本设备降压单元分别装在三个开关电源模块内，提高了降压单元的可靠性和稳定性，并且模块内设置了防雷组件。
系统具备了完善的监测功能，由开关量采样模块、模拟量采样模块、辅助电源和中央处理器构成。充电模块内置监控等构成分级集散式控制系统，对电源进行全面的管理和控制，具有“四遥”功能，可方便地实现无人值守。
寿命（%）7550250充寿电命不缩足减引的起区域过寿度命充缩电减引的起区域2.1 2.2 2.3 2.4 2.5浮充电压（伏/单元）
由图可以看出，20℃温度时，浮充电压保持在2.25-2.3V/节之
三、系统工作原理
电力操作系统主要由交流配电单元、充电模块、监控模块、采样模块、配电检测、降压系统、直流馈电单元（不包括合闸分路、控制分路）、绝缘检测、闪光装置等几大部分组成。不同的接线方式有不同的输出馈电，本设备设置了多路控制系统输出回路、多路合闸系统输出回路，可根据用户需要确定。原理方块图如下：
两 路交 流输 入 去谐波网络 输 入滤波 整流滤波 功率因数校正 高频开关变换 高频隔离变换器 高频整流滤波 保护电路 交流信号 控制母线 过欠压信号 降压硅堆 供电输出 供电电压 供电电流 合闸母线 充电电压 电压取样 PWM控制单元 充电电压 电池组 中央监测系统 PLC 接地信号 RS232 工作原理图
系统的基本工作原理如下：
1、两路三相四线制交流电源系统输入
系统交流输入正常时，两路交流经交流切换控制电路选择其中一路交流输入，并通过交流配电给三个充电模块供电。充电模块将三相四线制的220V交流转换为110V的直流输出，一方面给电池充电，另一方面给负载提供正常的工作电流。
监控部分通过两个采样模块采用集散方式对系统进行检测和控制，充电系统、馈电系统的运行参数通过采样模块进行采集和处理，然后通过通讯接口把处理后的信息上报给中央处理单元，经中央处理单元统一处理之后显示在液晶屏上。同时可通过人机交换操作方式对系统的参数进行设置和控制。
本设备根据输出和蓄电池充电的具体参数在出厂时均已设置完毕，不需要用户在现场重新设置，以避免造成故障或将故障扩大。
2、正常工作时两个充电模块处于热备份状态，其中任何一台出现故障自动退出不影响整机工作。
四、技术指标
1、 交流输入：380V±30% 2、 交流波形失真度<3% 3、 功率因数>0.95 4、 控制母线输出电压110V 5、 控制母线输出电流OA—50A 6、 负载稳定度<0.1%
7、 浮充电压稳压精度<0.05%
8、 浮充电压与温度跟踪速率3∽5m/节度 9、 均流误差<0.5%（典型值） 10、 蓄电池放电时间：0.1GZ>8小时 11、 蓄电池能量恢复时间：<12小时 12、 切换时间<4ns
13、 过放电保护电压1.8V/节 14、 恒充电压2.4V/节 15、 浮充电压2.25V/节 16、 海拔高度<2000米 工作环境温度-15℃-40℃ 显示方式：画面、汉字、数据 操作方式：液晶屏幕操作 通讯接口RS232、RS485
五、电力模块特点及技术参数
整流模块采用了先进的高频脉调制技术，交流电压经滤波整流，功率因数矫正网络后，变成脉动直流，高频变换部分将脉动直流调制成高频方波，经高频变压器送到输出整流滤波电路，获得所需直流电压。输出电压稳定，是通过取样电压控制PWM电路实现。
以上完成是AC-DC转换，在同一模块又完成DC-DC转换，将直流电压直接送到高频转换电路，获得所需直流电压。
整流模块设计了软启动，均流限流及各种保护电路。 开关电源模块原理方框图如下：
保护电路AC输入隔离变换器滤波器 整流滤波 功率因数 较 正高频变换开关元件高频隔离变压器输出整流滤波DCPWM控制单元电压取样开关电源模块方框图
开关电源模块技术参数 输入交流电压：220V±20% 功率因数：>0.95 输出可调直流电压：110V 稳压精度：>0.05% 纹波系数：<0.01% 动态响应：≤100us 充电机效率：87% 均流误差：0.5%
衡重杂音：<4.5mv（AC—DC）） 峰一峰杂音：<250mv（AC—DC） 宽带噪音：<250mv 工作温度：-10℃
最大可闻噪声：满载<40dB 绝缘强度：1500VAC 50HZ
六、监控系统说明
监控系统是电力系统直流操作电源的控制核心，它负责采集、处理系统的各部分的监测数据，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状态和故障信息，同时通过通信口与
远端设备通讯，实现远端对电源设备的监测和控制。
监控系统主要由有如下主要功能： 显示功能 设置功能 密码保护功能 控制功能 报警功能 通讯功能 电池管理功能 1、显示功能
监控模块对下级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，如系统的母线电压、电池的充电电流和每个模块的输出电压、电流等。通过信息，采集模块处理上报给中央处理单元，并通过液晶显示屏显示出来。可以随时的查阅系统的运行状态和告警信息等。
2、设置功能
本设备在出厂时已将系统的各种参数设置在系统中，设备运行时显示各种设置情况和动态的实时信息。无需现场设置，以避免设备出
现故障和将故障扩大 3、密码保护功能
只有持有合法密码的用户才能对系统进行设置或控制操作，增加了系统运行的安全性。
4、控制功能
监控单元根据采样模块采集的采样数据，参考中央处理器的设置，进行综合处理的判断后，控制下级设备进行相应动作。主要动作有：充电模块均/浮冲转换、充电模块输出限流、充电模块开关机等，
同时可以通过监控模块告警干接点输出无源信号，对外部设备进行控制。
5、告警功能
部分告警信息由下级设备产生，下级设备将故障信息通过串口发送到监控单元，监控单元接受此告警信息并作相应处理。本设备告警信号主要是通过面板上的指示显示出来。
6、通讯功能
监控单元通讯包括与下级设备和后台的通讯，与下级设备通讯采用RS232通讯接口方式。
7、电池管理
电池管理是监控单元的核心内容，采用二级监控模式，对电池的端电压、充放电电流、电池房温度及其他参数做实时在线监测。可准确的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，通过控制母线电压来完成电池的正常均充过程。并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，实现了全智能化，不需要人工干预。
七、本设备主要的显示数据
模块1输出电压 模块1输出电流 模块2输出电压 模块2输出电流 直供输出电流 电池充电电流 直供输出电压 充电电压 控制母线电压
合闸母线电压 过压告警 欠压告警 绝缘告警 保险断告警 直流输出告警 避雷保护告警
以上各种数据及告警是通过液晶显示屏及面板灯显示出来。
八、设备安装
1、安装前检查：
（1）检查装配器件是否齐全；
（2）检查各组装配套件是否完好，螺丝有无松动； （3）检查各组装器件中是否有异常响声； （4）检查开关模块是否正常。 2、安装步骤：
（1）将机柜固定好，注意机柜一定要放正与地面夹角不超过5度;
（2）工作台接地及防雷接地要良好，接地电阻不大于5欧，并且接地要牢固可靠。接地线要有足够的容量和强度；
（3）开关模块及相应的配件，根据说明由上至下，由左至右依次装上，并将模块固定好：
（4）连接好机柜之间的连线；
（5）把两路三相四线制交流电源线校对好后接在机柜后面交流输入的端子上。千万注意一定要把零线接好，把用户的控制回路接到机柜后面相应的端子上。
（6）把电池联接好后，接在主机柜的电池输入的保险下方，正
负极不能接反；
（7）用户的合闸回路接到机柜后面左侧相应端子上，具体位置请见接线端子图，注意正负极不能接反。
（8）用户的控制回路接到机柜后面左侧相应端子上，注意正负极不能接反。
九、系统操作
1、两回三相四线制交流输入电源在机柜后面端子上接好确定无误后，合上机柜后面右上方第一个C65N（3P）空开，此时前面面板上电源1指标灯工作，随后合上机柜后面右上方第二个C65N（3P）空开，此时交流的第一输入回路工作。如果交流第一回路失电，则第二回路通过时间继电器开始工作。此时前面面板上电源2的指示灯工作。平时机柜后面右上方第一个及第二个C65N（3P）空开都应处于合上状态，以保证任何一个交流输入回路失电时设备能正常工作。
2、合上相应的整流模块输入交流开关，此开关在机柜后上方（见机柜后面元件布置图）
3、合上相应的控制母线输出开关，在机柜前面板上，此时该路输出的指示灯工作。
4、合上相应的合闸回路的输出开关，在机柜前面板上，此时该路输出的指示灯工作。
5、输出的控制母线电压及充电电压可在机柜前面上方的直流电压表上读出。
6、输出控制母线电流及充电电流可在机柜上方的直流电流表上读出。
7、开启机柜上方的液晶显示屏并通过上下翻页可以读出整个机柜的各种直流工作状态。
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