第一部分直流电源系统培训

1、第一部分高频开关直流电源系统培训1. 系统基本组成系统基本由交流输入部分、整流充电模块、降压装置、母线联络及馈线输出开关部分、 系统监控部分、绝缘检测装置、蓄电池、电池巡检装置、放电装置、DC/DC48V俞出部分、逆变器、闪光装置、事故照明装置等构成整个直流系统。1.1交流输入部分交流输入切换装置主要由2路交流进线自动空气开关1QF 2QF电气/机械连锁的交流接触器1KM 2KM构成。 交流输入回路一般位于充电馈电一体柜或充电柜屏后下部。防雷装置主要防止交流冲击直流系统模块，比如：雷击、高次谐波的交流进入直流充电模块。此板 上有三个交流变压器（输出12V电压进微机检测）和三个压敏电阻。0版以前

2、的吸收板交流变 压器输出为20V左右进微机。1.2整流充电模块TEP-M系列高频开关电源模块采用全桥变换零压零流软开关技术，采用 PWM脉宽调制技 术，开关管的频率提高到25千赫芝左右，完成AS DC电源变换或DG DC电源变换。效率 可达到93% 输入Ue 15%输出电压90%Ue130%Ue俞出电流0%le105%le具体原理可 见使用说明书。1. 3降压装置由分5级的降压硅链2CWL手动调压开关1QK（型号LW5D-16H5890/3、投切用大功率 继电器K1K5（型号JQX-58F、等构成。降压装置一般位于充电馈电一体柜或充电柜屏后上 部。对于特殊要求的降压系统的几种形式：（1）、在主

3、降压装置加旁路开关。（2）、在主硅 链旁加备用硅链。（3）、综合以上两种。（4）、单独装自动调压装置。1. 4母线联络及馈线输出开关部分馈电装置一般指直流系统输出部分，包括合闸母线开关、控制母线开关、母线开关、 联络开关、逆变输出开关、48V输出开关等组成，根据不同要求安装在馈电柜内或充电柜的 下面。一般情况合闸回路开关的出线直接连接开关的出现端，其他输出开关出线全部引到 馈线端子上。1. 5系统监控部分主要完成以下功能：直流电源系统各参数点（交流输入电压、充电机输出电压、充电 机输出电流、蓄电池充/放电电流、动力母线电压、控制母线电压、正负母线对地电压、的测量、显示、越限告警功能；控制充电机

4、对蓄电池按DL/T459-2000标准规定直流电源系统运行曲线运行（蓄电池管理功能）；根据需求完成DC/DC 48V（24V）电源监控，DC/AC逆变 电源监控，外接负载蓄电池活化充放电控制功能；实现对直流母线绝缘监测、16回支路接地选线，18只（组）X2蓄电池巡检功能；实现对直流电源系统内其它智能装置通讯管理， 完成对综合自动化系统后台监控通讯，完成四遥功能。随着公司的发展，产品的不断改进， 微机控制器的程序版本也随着客户的需求和建议不断升级和改进，在处理不同版本的微机 故障千万要注意。每种程序版本使用要对应相应的主板，以便支持其工作。1. 6绝缘检测装置同时在线检测多个（D型装置可以检测5

5、12个馈线支路）馈线支路接地状况，可显示 接地支路号、接地级性、支路接地电阻和接地日期时间。循环显示母线电压、负母对地电 压、正母线对地电阻和负母线对地电阻。采用直流传感器，不受对地电容影响。中文界面， 易学好用。具有RS232和RS485接口，可与上位机通信。C型装置还可以检测馈线空气开 关的状态，但有110V和220V之分。C、D型装置采用分布式采集单元，通过 485通行方 式进行同主机通信。同时C、D型装置具有母线绝缘月变化曲线图，可以提前预知直流系 统母线绝缘变化趋势。另外在使用中一定要注意 C、D型装置采用的采集单元也不同，在 维修更换时千万注意区分。1. 7蓄电池巡检装置同时在线监

6、测蓄电池组所有单体蓄电池（112只XI组或56只X2组）运行工况、4 路特征点温度、2路蓄电池组总电压、蓄电池组充/放电电流。采用线性光隔技术，利用电 阻分压、高压低阻模拟开关切换监测点，无继电器机械接点部件，安全可靠，寿命长。液 晶汉字显示，软件校准检测量零点与放大倍数。RS232/RS485通讯端口上传信息量。使用中注意各个不同的电池组的转接盒的接线方法和不同规格的电池巡检仪的相互改正的方法。1. 8放电装置蓄电池作为备用电源在直流系统中起着极其重要的作用，从而在电力、通信、金融、 交通等各行各业中得到广泛的应用。判断蓄电池组性能的好坏，最可靠和最有效的方法就 是对蓄电池组进行核对性放电。

7、目前常用的放电设备主要使用可变电阻、电阻盘、碳棒、 水槽等，需要人工调节放电电流，控制精度低，工作繁复，劳动强度大。若采用相控逆变 方式对电池放电，虽没有上述缺点，但其为脉冲放电，电流纹波很大，对电池造成不良影 响，并对电网造成很大污染。若在放电过程中电网停电，有可能引发意外事故。我公司研制开发成功的TEP-F系列PTC电阻型恒流放电装置采用新型功率元件，全新 的控制原理，体积小，重量轻，放电电流在大范围内连续可调，稳流精度高。监控单元采 用大屏幕液晶全中文显示，友好的菜单式人机操作界面，完成对装置运行参数和工作状态 的监控，在达到放电终止电压或设定时间后能自动停止放电，监控单元自动计算处理放

8、电 数据和放电曲线。通过通讯接口，监控单元可将实时数据后台监控系统，完成数据记录、 分析、报表和打印等工作。1. 9DC/DC48通信部分通讯电源模块安装/连接与充电电源模块安装/连接过程相似，只不过通讯电源模块输入输出端口均为2芯，航空插头尺寸小于充电电源模块。最后切记通讯电源模块后面板15芯D型端子与充电电源模块后面板15芯D型端子不能并接，只需要将电压电流采样信号接入 微机监控单元。1. 10事故照明装置事故照明装置是正常时由交流供电，当交流发生故障消失时，自动切换到直流电源供电的一种装置，该装置主要由交、直流接触器，中间继电器以及空气开关组成 我公司事故照明装置原理图如下：事故障照明装

9、置的工作方式为：（如上图所示）当有交流电输入时，经过空气开关2QA使KA1 2KM线圈得电，从而使2KM的主触点吸合，2KM的常闭触点、KA1的常闭触点 断开，使1KM的线圈失电，导致KM1的主触点断开，由交流电源来提供事故照明的电源； 当交流输入消失时，线圈KA1 2KM失电，使2KM主触点断开，线圈1KM经KA1 2KM的常 闭触点得电，从而使1KM的主触点吸合，由直流系统来为事故照明提供电源1. 11闪光装置闪光装置原理图如下：指示灯 XD是经过按钮SA的常闭端子串在正负母线中，所以此 指示灯一直有电流流过，故是常亮的。当按下按钮 SA时，试验指示灯原来所接的常闭按钮 断开，常开按钮动作

10、变成常闭点，此时试验灯串接在闪光继电器闪光线圈的一端，由于闪 光继电器连继发出高低电平信号，故此时试验指示灯XD会因+SM的高低电位变化而出现闪光状态，达到闪光的目的。在发电厂和变电所中为了区别手动跳合闸和由继电器保护和自动装置动作引起的跳合闸，设置更易引起值班人员注意的闪光信号，通常是用继电器构成发出交替脉冲的闪光装置作为信 号的电源。1.12逆变器对于逆变装置我司使用空气开关、交流开关、止逆二极管、逆变器组成，其原理图如 下：逆变器的设计目的就是向负载提供全面性的电源保护。包括稳压、抑制浪涌、避免高频 干扰、防止任何形式的电源中断或不稳定等，同时也可以提供没有限制的长延时供电。逆变器大致可

11、分成三种：离线式（OfLine）,在线式（OnLine）和在线交互式（LineIn teractive ）。1）离线式不间断电源平常由市电通过旁路直接向负载供电。只有在停电时，才通过逆变器将 电池能量转换为交流向负载提供电力。特点：（1）当市电正常时，离线式对市电没有任何处理而直接输出至负载，因此对市电噪音以及浪 涌的抑制能力较差；（2）存在转换时间；（3）保护性能最差；（4）结构简单、体积小、重量轻、控制容易、成本低。2）在线式逆变器平常由逆变器输出向负载供电，只有当逆变器发生故障、过载或过热时才会 转为由旁路输出给负载。其特点为：（1）输出的电力经过逆变器的处理、输出电源品质最高；（2）无

12、转换时间；（3）结构复杂，成本较高；（4）保护性能最好，对市电噪音以及浪涌的抑制能力最强。3）在线交互式逆变器平常由旁路经变压器输出给负载，逆变器此时做为充电器。当断电时逆 变器则将电池能量转换为交流电输出给负载。其特点为：（1）具双向性转换器设计，电池回充时间较短；（2）存在转换时间；（3）控制结构复杂，成本较高；（4）保护性能介于在线式与离线式UPS间，对噪音和浪涌抑制能力较差。2. 基本操作2.1交流输入两路AC380V交流输入分别接入充电馈电柜（或充电柜）的下部两个交流输入空气开关 上，两个空气开关依次全部合上后，两路交流输入可实现自动切换。交流输入零线接到模 块交流输入端子的下方。2

13、. 2母线电压调整母线电压调整是指动力母线经由降压装置馈电给控制母线的主接线方式。手动调压手动调压是当自动调压部分发生故障时使用的一种调压方式。操作充电馈电柜或充电柜 面板上万能转换开关1QK观察控制母线电压值，将开关打至控制母线所需电压即可。注意 顺时针方向为电压增加，反之则减少。自动调压自动调压是由微机监控单元按设定值自动调节降压装置，在正常工作状态下保证控制母 线电压波动范围在 2.5%内。万能转换开关1QK打在“自动”位置上时即为自动调压运行方 式。注：调压装置自动控制调整部分也可采用集成电路方式，如需使用可在订货时注明。 备用通道采用硅链作为降压装置单元，为防止硅链开路造成控制母线断

14、电，可以选择加装备用硅 链方式。当主硅链开路时，电流无间断地自动切换到备用硅链向控制母线供电，以提高供 电可靠性，此时微机监控单元将发出硅链开路告警。2. 3工作状态初充电状态此工作状态只是在使用传统铅酸蓄电池时，对蓄电池进行初充电的一种工作状态。使用 前应将动力母线及控制母线负载全部断开，否则过高的电压会损坏直流系统的终端用电设 备。初充电时，首先将微机监控单元均充电压设定值设置到所需初充电电压，手动启动均 充电状态，对蓄电池进行初充电，充电完毕后，再将均充电压设定值设回到所需均充电压 值。浮充电状态系统正常长期工作状态为浮充电状态。浮充电压一般取 2.23V2.27V乘上电池节数。均充电状

15、态均充是在系统交流输入失电、蓄电池较大容量放电后，进行快速补充充电而采用的一种 运行方式，同时也做为消除长期浮充电状态运行的蓄电池差异而采用的一种运行方式。均 充电压一般取2.352.40V乘上电池节数。核对性放电蓄电池在长期运行一定时间后，按相关运行维护规程，应对其进行核对容量充放电试验。 系统可选择加装核对性放电装置（功能）或有源逆变放电装置（功能）。浮充电状态、均充电状态是系统经常工作状态，此时蓄电池接于系统直流母线运行。通 过微机监控单元自动按运行曲线控制或人为操作微机监控单元前面板，可以实现两种工作 状态的转换。2. 4工作方式模块化的充电设备采用N+1备份方式，模块间自动无主均流，系统电流由 N+1个模块平 均分配。充电机中任何一个模块故障，系统发出故障信号，不影响系统的运行状态与运行方式。充电模块投运时，其直流输出电压均调整在蓄电池浮充电压上。监控单元投入运行时， 系统直流输出电压由监控单元自动控制；当监控单元因故障退出运行时，系统自动工作 在浮充状态。调试时，应关掉监控单元，分别投入电源模块，通过调节模块前面板上的 U-AD J