電力系統(tǒng)用高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)

九洲電氣直流產(chǎn)品用戶(hù)選型方案
一、系統(tǒng)概述
隨著我國(guó)電力事業(yè)的迅速發(fā)展和大規(guī)模技術(shù)改造的投入，對(duì)直流開(kāi)關(guān)電源設(shè)備和系統(tǒng)的
要求越來(lái)越高，過(guò)去的相控電源和磁飽和式電源存在穩(wěn)壓、穩(wěn)流精度差、紋波系數(shù)大及對(duì)輸
入電網(wǎng)諧波污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，已不能滿(mǎn)足我國(guó)電力工程和各行各業(yè)發(fā)展的需要。我們公司生
產(chǎn)的JZ系列智能高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)具有穩(wěn)壓穩(wěn)流精度高、響應(yīng)速度快、噪聲小、效率高等優(yōu)
點(diǎn)，并且可以很方便的實(shí)現(xiàn)“四遙”功能和 N+1 冗余備份，使得開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)運(yùn)行更加安全
可靠。本系列產(chǎn)品其核心部件為JZ—××××××系列高頻電源模塊和JZ-MC-××智能監(jiān)控
裝置。整機(jī)容量可根據(jù)用戶(hù)的需求進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，可以滿(mǎn)足用戶(hù)各種特殊要求。
二、系統(tǒng)特點(diǎn)
1、功能齊全
兩路交流接入單元，能實(shí)現(xiàn)兩路交流電源的手動(dòng)、自動(dòng)切換,交流兩路電源輸入可主從備
用（可選）。輸入的交流電經(jīng)高頻電源模塊轉(zhuǎn)換成直流電，該直流同時(shí)給負(fù)載供電和蓄電池組
供電。智能監(jiān)控裝置控制整個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)故障告警、顯示、鍵盤(pán)操作、電池充電管理、遠(yuǎn)程
通信等功能。系統(tǒng)集成了交流配電、直流配電、高頻電源模塊、智能接地巡檢單元、智能電
池巡檢單元和智能監(jiān)控單元。采用標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，全兼容微機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化遠(yuǎn)程管理。
2、高可靠電源模塊
智能化高頻開(kāi)關(guān)電源模塊，采用了無(wú)源 PFC 技術(shù)和先進(jìn)的脈寬調(diào)制控制技術(shù)（PWM），使
得模塊效率進(jìn)一步提高，諧波減小。模塊采用三相三線制380VAC平衡輸入方式，不存在中線
電流損耗。模塊交流輸入經(jīng)過(guò)尖峰抑制電路和 EMI 吸收電路，經(jīng)全橋整流濾波電路將三相交
流電壓整流為脈動(dòng)的直流電壓，由高頻脈寬調(diào)制變換器將脈動(dòng)的直流電壓變換成高頻方波電
壓，再由輸出整流濾波電路，得到穩(wěn)定的輸出電壓和電流，在電網(wǎng)電壓和負(fù)載發(fā)生變化時(shí)反
饋調(diào)整電路控制脈寬調(diào)制電路，調(diào)節(jié)脈寬的寬度，使得輸出電壓和電流保持穩(wěn)定。高頻電源
模塊冗余備份運(yùn)行，均流度高，可工作與有微機(jī)監(jiān)控器和無(wú)微機(jī)監(jiān)控器兩種模式，成熟的技
術(shù)和工藝，運(yùn)行安全可靠。
3、安全可靠接地巡檢
智能接地巡檢儀，是以單片機(jī)為核心的工業(yè)智能檢測(cè)儀器，采用直流檢測(cè)法，利用平衡
電橋與不平衡電橋，檢測(cè)母線對(duì)地的絕緣電阻。不向直流系統(tǒng)輸入信號(hào)，不受直流饋線對(duì)地
電容影響。支路對(duì)地的絕緣電阻的檢測(cè)使用電流差值計(jì)算，準(zhǔn)確計(jì)算出各支路的正、負(fù)端接
地阻抗，當(dāng)檢測(cè)到接地阻值小于設(shè)定阻，設(shè)備給出報(bào)警信號(hào)。
智能接地巡檢儀具有電壓檢測(cè)功能，當(dāng)母線的電壓超出設(shè)定范圍時(shí)，會(huì)進(jìn)行母線欠壓和
母線超壓報(bào)警指示。同時(shí)本設(shè)備能儲(chǔ)存180條報(bào)警紀(jì)錄。并可通過(guò)RS-232、RS-485通訊接口
向遠(yuǎn)程控制終端傳送信息，可保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。
4、智能化監(jiān)控
微機(jī)監(jiān)控裝置能自動(dòng)采集交流、直流、電源模塊的參數(shù)和工作狀態(tài)，通過(guò)RS232口或RS485
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口與周邊設(shè)備或遠(yuǎn)程監(jiān)控中心聯(lián)機(jī)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，通用性強(qiáng)。
5、完善的充電模式
可根據(jù)蓄電池容量連續(xù)設(shè)定限流點(diǎn)，根據(jù)電池品種設(shè)定主充電流、均充、浮充電壓，可
對(duì)電池進(jìn)行容量測(cè)試，主、均、浮充自動(dòng)轉(zhuǎn)換，根據(jù)電池放電情況及交流供電情況自動(dòng)選擇
充電曲線。
6、齊全的保護(hù)
交流電壓過(guò)高、過(guò)低保護(hù),缺相保護(hù),雷電保護(hù),輸出過(guò)壓、欠壓保護(hù),限流過(guò)流保護(hù)、溫
度過(guò)高保護(hù)、蓄電池過(guò)放保護(hù)。
三、充電管理
以閥控式密封鉛酸電池為例：
根據(jù)對(duì)蓄電池的充電取樣信息，智能監(jiān)控裝置可按預(yù)定的管理程序自動(dòng)完成充電方式
的選擇及轉(zhuǎn)換，并可對(duì)蓄電池進(jìn)行充電的動(dòng)態(tài)管理，使蓄電池始終處于滿(mǎn)容量狀態(tài)下運(yùn)行。
1、恒流充電（主充）工作方式：
當(dāng)蓄電池回路的充電電流達(dá)到 0.1C A時(shí)，充電裝置自動(dòng)轉(zhuǎn)入對(duì)電池的恒流——恒流限壓
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充電工作方式，在第一階段以 0.1C A的定量限流方式進(jìn)行充電，當(dāng)電池端電壓達(dá)到設(shè)定的均
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衡充電電壓時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入第二階段恒壓——恒壓限流充電，恒壓充電電壓按單體電池電壓
2.35V×N設(shè)定。
2、恒壓充電（均充）工作方式：
在這種工況下，蓄電池端電壓不再上升，而電池回路充電電流在電池容量逐漸地趨向滿(mǎn)
容量的同時(shí)，不斷的下降，當(dāng)蓄電池充電電流降為0.008~0.01C A后，再延時(shí)若干小時(shí)（本裝
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置可根據(jù)用戶(hù)要求輸入設(shè)定值），自動(dòng)轉(zhuǎn)入第三階段——浮充電工作方式，即正常運(yùn)行方式。
3、浮充電工作方式：
在浮充電工作方式下，裝置輸出電壓以單體電池 2.23V×N設(shè)定。當(dāng)蓄電池回路充電電流
達(dá)到0.1C A時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入恒流充電（主充）方式。
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4、蓄電池電壓溫度補(bǔ)償功能：
蓄電池的運(yùn)行環(huán)境溫度以 25℃為基準(zhǔn)，根據(jù)對(duì)蓄電池的運(yùn)行環(huán)境溫度的監(jiān)測(cè)，判定對(duì)蓄
電池電壓溫度補(bǔ)償?shù)牧炕?，?duì)單體蓄電池的電壓溫度補(bǔ)償每單位溫度為：-3.3mV/℃，整組
蓄電池電壓溫度補(bǔ)償值為：
Ut=-3.3×（t-25）N/1000 （V） 式中：t-電池運(yùn)行環(huán)境溫度（℃）
N-蓄電池單體數(shù)
Ut-蓄電池充電電壓溫度補(bǔ)償值（V）
四、計(jì)算機(jī)通訊
1、信號(hào)采集
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1.1模擬量采集：充電機(jī)電壓、充電機(jī)電流、控母電壓、控母電流、蓄電池電壓、蓄電池
電流（1、2）、交流A相電壓、B相電壓、C相電壓,交流A相電流、B相電流、C相電流等13
路模擬量采集通道。
1.2開(kāi)關(guān)量采集：（工作狀態(tài)）工作/停止、充電/放電、主充、均充、浮充狀態(tài)。
9路開(kāi)關(guān)量采集通道：模塊故障、母線接地、饋線開(kāi)關(guān)報(bào)警、蓄電池熔斷器斷、避雷器報(bào)
警、蓄電池電壓低、三路備用
1.3 開(kāi)關(guān)量輸出（2 組干接點(diǎn)）：12 路開(kāi)關(guān)量輸出通道：模塊故障、母線接地、饋線開(kāi)關(guān)
報(bào)警、蓄電池熔斷器斷、避雷器報(bào)警、合母電壓超限、控母電壓超限、輸出電流超限、交流
故障、蓄電池電壓低、二路備用。
1.3電度量采集：可選的2路電度量采集通道。
1.4溫度量采集：可選的1路溫度量采集通道。
2、通訊方式選擇
JZ-MC)-Ⅳ型智能監(jiān)控裝置具有RS-232或RS-485通訊接口與上位機(jī)通信，用戶(hù)可根據(jù)現(xiàn)
場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)選擇通訊接口。出廠默認(rèn)設(shè)置為 CDT 規(guī)約（推薦）。同時(shí)，還可提供 MODELBUS
規(guī)約、103規(guī)約等。
3、系統(tǒng)通訊報(bào)文格式
本系統(tǒng)采用異步串行通訊，數(shù)據(jù)為八位，停止位一位，無(wú)奇偶校驗(yàn)位。波特率可根據(jù)用
戶(hù)要求在600-4800之間選擇。波特率的值是在參數(shù)設(shè)定界面由用戶(hù)輸入的，輸入時(shí)要鍵入有
效波特率值，波特率的出廠設(shè)置值為1200。
五、使用條件
海拔高度：不超過(guò)2000m；
環(huán)境溫度：-10℃≤T≤40℃；
環(huán)境濕度：不超過(guò)90％PH（無(wú)凝露）；
大氣壓力：86~106KPa；
使用環(huán)境：沒(méi)有導(dǎo)電及易爆塵埃，沒(méi)有腐蝕及破壞絕緣的氣體的場(chǎng)所；
使用地點(diǎn)：無(wú)強(qiáng)烈震動(dòng)和沖擊。

電力系統(tǒng)用高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)是一種專(zhuān)門(mén)針對(duì)電力行業(yè)設(shè)計(jì)的高效能、高效率的電力電子設(shè)備。它采用高頻變換技術(shù)（通常工作在幾百千赫茲至兆赫茲的頻率范圍內(nèi)），通過(guò)脈寬調(diào)制（PWM）控制方式，將直流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的交流電或者將交流電整流并升壓為所需的高壓直流電，以滿(mǎn)足變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)、通信基站、監(jiān)控設(shè)備以及其他電力設(shè)施中的不間斷電源（UPS）、充電設(shè)備以及電力質(zhì)量改善等應(yīng)用的需求。 這種電源系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： 1. 高頻化：由于工作在較高的頻率下，可以顯著減小變壓器和濾波器的體積和重量，提高系統(tǒng)的功率密度。 2. 高效節(jié)能：相比傳統(tǒng)的工頻電源，高頻開(kāi)關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率更高，有助于降低能源損耗和運(yùn)營(yíng)成本。 3. 快速響應(yīng)：能夠快速調(diào)節(jié)輸出電壓和電流，適應(yīng)電力系統(tǒng)中突發(fā)的負(fù)載變化或故障情況下的供電需求。 4. 穩(wěn)定可靠：具有良好的穩(wěn)壓穩(wěn)流性能和過(guò)載保護(hù)功能，確保電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和電網(wǎng)的安全性。 總之，電力系統(tǒng)用高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)是現(xiàn)代電力系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分，對(duì)于提高電力供應(yīng)的質(zhì)量與可靠性、節(jié)能減排等方面都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。