Z61-2000智能高频开关直流操作电源系统.ppt

PZ61-2000智能高频开关直流操作电源系统,统一结构模数 统一数字平台,2019/8/4,许继电源有限公司,2,1. 公司简介,2. 产品概述,3. 智能化的实现,4. 可靠性的保证,5. 基于数字化变电站的通信解决方案,交流提纲,2019/8/4,许继电源有限公司,3,许继集团结构,Text,Text,Text,许继电源有限公司,1994年成立，专业从事电力电子装备产品的研发与制造！,2019/8/4,许继电源有限公司,4,Text,Text,Text,直流操作电源产品,WCF 集成相控整流器,XJD 高频开关整流器,PZ23 镉镍电池直流屏,PZ32 阀控电池直流屏,ZZG10 高频开关整流器,PZ61-1000 高频开关直流屏,ZZG20 高频开关整流器,PZ61-2000 高频开关直流屏,KCVA 集成相控整流器,PZ61 高频开关直流屏,第二代,第三代,第四代,第五代,第六代,2019/8/4,许继电源有限公司,5,电力专用UPS产品,PBD-3 电力专用UPS屏 3/5/7.5/10/15/20kVA 1+1或2+1主从串联冗余,ZNB23 电力专用UPS模块 1/2/3kVA 19英寸机架安装,PBD-5 电力专用UPS屏 6/9/12/15/18/21kVA N+1并联冗余,2019/8/4,许继电源有限公司,6,大功率电力电子产品,STATCOM 新型静止同步补偿装置 国内第一套工业级STATCOM 50Mvar 2005年上海投运,阀体水冷系统,2019/8/4,许继电源有限公司,7,站用电及一体化电源产品,PYD系列 数字一体化交直流电源系统,PJD系列 智能站用电交流电源系统,2019/8/4,许继电源有限公司,8,其它电源产品,PTD11 通信电源屏 100A450A,ZFD-1 蓄电池放电装置 30A250A,ZYNB13 有源逆变蓄电池放电装置 60A250A,2019/8/4,许继电源有限公司,9,管理体系,Text,Text,ISO9001 质量管理体系； ISO14001 环境管理体系； OHSAS 18001 职业、健康、安全管理体系； IPD 集成产品研发流程，保证产品开发基于市场和客户需求，与西安交大、华中科技大学开展技术交流与合作。 ERP 系统是公司财务、物料、采购、生产、发货等基础管理支撑平台。 LOTUS 系统是连接公司及全国各办事处的信息管理平台。 2008年3月：第一批获得电能产品认证中心PCCC认证。 2009年5月：通过国军标GJB9001A质量管理体系认证。 GB/T 19826-2005电力工程直流电源设备通用技术条件 及安全要求的主要发起和制订者。,2019/8/4,许继电源有限公司,10,Text,Text,经营业绩,2019/8/4,许继电源有限公司,11,运行经验,Text,Text,发电篇,秦山核电站,金安桥水电站(5X600MW),乌江构皮滩水电站(4X600MW),华能玉环电厂41000MW,中电投平顶山第二发电厂21000MW,天津北疆电厂21000MW,辽宁绥中发电厂二期21000MW,华能金陵电厂二期21000MW,上海外高桥电厂二期21000MW,上海漕径电厂21000MW,安徽铜陵电厂21000MW,国华汕头电厂21000MW,2019/8/4,许继电源有限公司,12,运行经验,Text,Text,风电篇,超过50座风力发电场,2019/8/4,许继电源有限公司,13,运行经验,Text,Text,交、直流系统输电篇,呼辽500kV直流输电工程,高岭背靠背500kV直流输电工程,灵宝背靠背500kV直流输电工程,向家坝-上海800KV特高压直流输电工程,750kV交流输电线路,贵州-广东500KV直流输电工程,超过80座500KV变电站,德阳-宝鸡500KV 超高压直流输电工程,2019/8/4,许继电源有限公司,14,Text,Text,产品概述,系统型号定义: PZ 612 / ,直流系统标称电压: 220V/110V/48V/24V,充电装置额定电流: 10A800A,系统配置方案代号: 111/112/121/122/222/232,配套模块系列号,成套产品系列号,直流电源屏(柜),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。,2019/8/4,许继电源有限公司,15,Text,Text,Text,产品概述,系统原理结构:,2019/8/4,许继电源有限公司,16,Text,Text,Text,产品概述,技术全面提升: 高频整流模块实现全面软开关变换和数字控制。 绝缘监测和电源监控装置采用统一的软硬件平台。 对蓄电池的管理实现智能专家维护与内阻状态分析的有机结合。 采用一体化的模数结构设计：高频整流模块、绝缘监测和电源监控装置 统一采用19英寸2U4U标准机箱，开关量采集、电池巡检等辅助功能 模块统一采用35mm导轨安装结构。 电源系统通过了GB/T19826-2005要求的全部11项电磁兼容(EMC)试验， 具有良好的抗干扰能力，对电网及其它设备的干扰小，传导干扰和辐射 干扰均小，满足智能化控制系统的安装使用要求。 支持基于IEC61850数字化变电站的规范，提供100M高速以太网双接口。,2019/8/4,许继电源有限公司,17,Text,Text,Text,产品概述,交流配电单元:,双电源切换ATS,25A400A,C级防雷器: Imax=40kA Up=1.9kV,D级防雷器: Imax=20kA Up=1.6kV,2019/8/4,许继电源有限公司,18,Text,Text,Text,产品概述,高频开关整流器: ZZG21 系列整流模块：单相，MOSFET开关变换，100kHz 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。 宽输入电压范围设计，满足电气化铁路电源变化要求。,19英寸2U机箱,2019/8/4,许继电源有限公司,19,Text,Text,Text,产品概述,高频开关整流器: ZZG22 系列整流模块：三相，MOSFET开关变换，100kHz ZZG22-10220-标称直流输出电压 220V，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。,19英寸2U机箱,48V模块满足通信标准要求！,2019/8/4,许继电源有限公司,20,Text,Text,产品概述,高频开关整流器: ZZG23 系列整流模块：三相，IGBT开关变换，50kHz 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；,19英寸3U机箱,2019/8/4,许继电源有限公司,21,Text,Text,Text,产品概述,高频开关变换器: ZBG21 系列变换模块：MOSFET开关变换，50kHz ZBG21-2048-标称直流输出电压 48V，额定输出电流 20A； ZBG21-3048-标称直流输出电压 48V，额定输出电流 30A； ZBG21-3024-标称直流输出电压 24V，额定输出电流 30A； ZBG21-5024-标称直流输出电压 24V，额定输出电流 50A； 直流输入：220V、110V；直流输出：按通信电源标准设计。,19英寸2U机箱,2019/8/4,许继电源有限公司,22,Text,Text,产品概述,硅堆降压单元: 一体化硅堆调压装置：二极管硅链降压 ZTY23-20A/3X8(4)V-额定工作电流 20A，额定调节压降 24(12V)； ZTY23-40A/3X8(4)V-额定工作电流 40A；额定调节压降 24(12)V； ZTY23-60A/3X8(4)V-额定工作电流 60A；额定调节压降 24(12)V； ZTY24-20A/4X8(4)V-额定工作电流 20A；额定调节压降 32(16)V； ZTY24-40A/4X8(4)V-额定工作电流 40A；额定调节压降 32(16)V； ZTY24-60A/4X8(4)V-额定工作电流 60A；额定调节压降 32(16)V。,2019/8/4,许继电源有限公司,23,Text,产品概述,硅堆降压单元: 组合式硅堆调压装置：二极管组件降压 ZTY23-100A/3X8(4)V-额定工作电流 100A，额定调节压降 24(12V)； ZTY24-100A/4X8(4)V-额定工作电流 100A；额定调节压降 32(16)V； ZTY24-200A/4X6(3)V-额定工作电流 200A；额定调节压降 24(12)V； ZTY24-400A/4X6(3)V-额定工作电流 400A；额定调节压降 24(12)V； ZTY24-600A/4X6(3)V-额定工作电流 600A；额定调节压降 24(12)V。,热管式二极管组件,执行继电器,ZTY20 硅堆调压控制模块,2019/8/4,许继电源有限公司,24,Text,产品概述,绝缘监测单元: 母线型绝缘监测装置： FZJ-21 直流绝缘监测装置；只具有母线绝缘在线监测功能。 支路型绝缘监测装置： WZJ-21 直流绝缘监测装置；同时具有母线绝缘和支路绝缘在线监测功能。,母线绝缘监测：不平衡电桥,支路绝缘监测：采用直流CT检测对地漏电流,2019/8/4,许继电源有限公司,25,Text,产品概述,电池巡检单元: 电压型巡检装置： FXJ-21 电池电压巡检模块；只具有单节电池电压检测功能。 内阻型巡检装置： WXJ-22 电池内阻巡检模块；同时具有单节电池电压和内阻检测功能。,FXJ-21 巡检模块,光继电器多路开关 12 位 AD 输入采样 交流注入检测内阻 电池环境温度探头,FXJ-22 巡检模块,2019/8/4,许继电源有限公司,26,Text,Text,Text,产品概述,配电监控单元: 智能变送仪表：系统各回路运行参数测量 FZB-21 直流电压测量仪表；检测充电装置、蓄电池组和直流母线输出电压； FZB-22 直流电流测量仪表；检测充电装置和蓄电池组输出电流； FZB-23 三相交流电压测量仪表；检测充电装置交流输入电压； FZB-24 单相交流电压测量仪表；检测充电装置交流输入电压 FZB-25 交流电流测量仪表；检测充电装置交流输入电流； FZB-26 温度测量模块；检测蓄电池组工作环境温度。 开关采集模块：系统各设备状态信号采集 FKR-21 开关量采集模块；24 路 24VDC 开关接点信号输入， 分别采集设备的状态和告警信号。,2019/8/4,许继电源有限公司,27,Text,Text,智能化的实现,通过变电站监控系统的计算机和监控软件，实现对电源系统全参数远程监控管理的各项功能。,通过电源监控模块收集现场各功能模块的采集数据，进行数据显示、分析判断和告警处理，发出相应的控制命令；同时进行协议的转换，实现与远程监控计算机的数据通信，接收并下达上位机的命令。,通过现场各功能模块的智能监控电路，实时采集电源系统各功能单元的数据，并执行现场管理层监控模块的命令。,系统监控结构:,2019/8/4,许继电源有限公司,28,Text,Text,Text,智能化的实现,交流配电监控: 测量： 充电装置交流工作电压； 充电装置交流输入空开状态； 充电装置交流防雷器状态； 告警： 充电装置交流输入空开跳闸； 充电装置交流防雷器失效； 充电装置交流输入过压； 充电装置交流输入欠压； 充电装置交流电源故障 (缺相或失压)。,2019/8/4,许继电源有限公司,29,Text,Text,Text,智能化的实现,直流配电监控: 测量： 充电装置输出电压和电流；蓄电池组输出电压和充放电流； 控制母线输出电压； 充电装置输出空开 (熔丝)状态；蓄电池组输出空开 (熔丝)状态； 硅堆调压装置状态；直流馈电输出开关状态。 告警： 充电装置输出断路 (空开跳闸或熔丝断)；蓄电池组输出断路 (空开跳闸或熔丝断)； 硅堆调压装置故障；直流馈电输出断路 (空开跳闸或熔丝断)； 电池充电电流过大；电池组浮充过压、欠压；电池组均充过压；电池组放电欠压； 直流母线过压、欠压。,2019/8/4,许继电源有限公司,30,Text,Text,Text,智能化的实现,整流模块监控: 测量： 整流模块输出电压和电流； 告警： 整流模块交流异常 (过压/欠压/缺相)； 整流模块输出过压、欠压； 整流模块温度过高。 控制： 整流模块均、浮充转换； 整流模块的开机和关机； 整流模块输出限流点和电压调节。,2019/8/4,许继电源有限公司,31,Text,Text,Text,智能化的实现,母线绝缘监测: 测量： 控制母线正极对地绝缘电压； 控制母线负极对地绝缘电压； 控制母线正极对地绝缘电阻； 控制母线负极对地绝缘电阻； 馈电支路正极对地绝缘电阻； 馈电支路负极对地绝缘电阻。 告警： 直流母线绝缘降低； 直流馈电支路接地。,2019/8/4,许继电源有限公司,32,Text,Text,Text,智能化的实现,单体电池监测: 测量：支持通过USB下载电池检测数据 单节电池电压； 单节电池内阻； 电池表面温度。 告警： 单节电池过压； 单节电池欠压； 电池温度过高。 控制： 内阻测试的启动和停止。,2019/8/4,许继电源有限公司,33,Text,Text,Text,智能化的实现,远程监控方式: 通信接口： RS485串口，支持 MODBUS、CDT、103等协议； 100M以太网，支持 IEC61850 数字化变电站规范； 可提供光纤接口转换模块； 双通道支持连接到不同的监控系统。 接点输出：提供 8 路继电器干接点输出 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； 其他设备告警；监控模块故障。,2019/8/4,许继电源有限公司,34,Text,Text,可靠性的保证,先进技术的保证: 高频整流模块全面采用软开关技术：,低通态损耗 固定频率 开关损耗大 EMI干扰大,低开关损耗 变频控制 通态损耗大 EMI干扰小,低开关损耗 固定频率 低通态损耗 EMI干扰小,硬开关加吸收：,移相谐振技术：,全软开关技术：,结论：软开关工作模式可以大大减少开关功率管的发热量，提高电源变换效率， 而且开关过程功率管承受的电应力最小，工作更安全，大大提高了整流模块的 可靠性，因此我公司全系列模块全部采用软开关技术。,2019/8/4,许继电源有限公司,35,Text,可靠性的保证,先进技术的保证: 高频整流模块采用风冷和隔离防尘措施： 选用低噪长寿命风机，温控自动调速。 采用特制散热器，散热风道与内部电路完全隔离。 发热功率器件紧贴在散热器的表面，高频变压器 和滤波电抗器置于风道内。风机运转时，将热量 迅速排出模块，既提高散热效率，又能有效隔离 风机吸入的灰尘吸附到电路板上。且模块的风道 进口装有过滤网，能有效阻止尘埃吸入。 模块内控制电路板进行了三防喷吐处理，使电子 电路和器件表面电气绝缘，能有效防止空气流动 和静电吸附尘埃破坏电路绝缘，满足TH环境条件。,调速风机,全封闭散热风道,可拆洗通风网栅,出风口,进风口,热插拔端子,表面三防处理,2019/8/4,许继电源有限公司,36,Text,可靠性的保证,先进技术的保证: 高频整流模块采用N+1或2备份和自主硬件均流技术： 由于整流模块采用二极管隔离输出，系统采用 N+1或2备份工作，当有模块出现 故障时，故障模块会自动退出工作，不影响其他模块正常供电。 采用低压差自主均流技术实现负荷电流均分，利用模块本身的硬件实现均流功能， 不但均流速度快，而且均流精度高 (3)，均流调节不依赖于监控模块！,2050负荷 均流精度优于3,2019/8/4,许继电源有限公司,37,Text,可靠性的保证,先进技术的保证: 高频整流模块关键器件采用进口优质产品： MOSFET开关功率管：德国 IXYS 公司产品； IGBT开关功率管：德国 SIEMENS 公司产品； 高频整流管：德国 IXYS 公司产品； 无感电容：意大利 ICEL 公司产品； 电解电容：日本 CHEMICON 或 NICHICON 公司 105 长寿命电容。 加大器件的余量设计，提高可靠性 扩大电源模块的电网适应范围，保证模块现场可用： 单相：140V280V；三相：300V465V； 功率器件电压和电流设计余量大，工作温升低。,2019/8/4,许继电源有限公司,38,380/220V相线/零线,模块进线端D级防雷 20kA,交流进线端C级防雷 40kA,模块内部压敏电阻 10kA,先进技术的保证: 优化设计的EMI电路使整流模块具备良好的兼容性(EMC)： 具有良好的抗干扰能力； 对电网及其他设备的干扰小，和电力自动化设备可以放置在一起； 全面通过 11 项电磁兼容实验。 三级防雷设计保证系统在多雷区也能安全工作：,可靠性的保证,2019/8/4,许继电源有限公司,39,可靠性的保证,先进技术的保证: 完善的监测功能保证系统的可靠性： 降压硅堆状态实现在线监测，故障开路时能可靠旁路，保证直流母线不间断供电。 绝缘监测不平衡电桥的切换，采用比较正负极对地电压值和变化量的控制策略， 自动或定时选择对地电压较大一端的电桥开关闭合，降低电桥开关切换的频率次， 最大限度降低电桥电路对直流系统的影响。 绝缘监测支路 CT 具有零点和满度自校准功能，具有很强的抗干扰能力，既可 保证检测的精度，又能保证工作的稳定，避免误报或漏判支路接地的信号。 电池内阻巡检提供即时、定时和放电测试功能，用户可任意设定，且一组电池的 测试数据在 10min 内就可完成，无须担心交流注入电流对蓄电池的影响。 通过 USB 可把电池测试数据下载到 PC机上，采用配套的软件可以绘制出电池组 的放电曲线、单节电池的电压和内阻棒图和变化曲线，准确判别电池的健康状况。,2019/8/4,许继电源有限公司,40,Text,可靠性的保证,先进技术的保证: 完善的智能电池管理系统保证电池的使用寿命： 限流充电：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。 自动均充：以电池充电电流和限流充电时间，或者连续浮充时间为依据，控制 充电模块转入均充。 自动浮充：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。 温度补偿：根据环境温度，对电池的均、浮充电压进行补偿微调。 容量分析：根据电池电流、充放电状态对电池容量进行估算，每隔5秒计算一次 电池容量的变化量，并在 LCD上实时显示出来，使用户能够一目了然看到电池 容量的实时变化。,2019/8/4,许继电源有限公司,41,Text,可靠性的保证,先进技术的保证: 完善的智能电池管理系统保证电池的使用寿命： 内阻分析：根