電力系統(tǒng)用高頻開關(guān)電源系統(tǒng)

九洲電氣直流產(chǎn)品用戶選型方案
一、系統(tǒng)概述
隨著我國電力事業(yè)的迅速發(fā)展和大規(guī)模技術(shù)改造的投入，對直流開關(guān)電源設(shè)備和系統(tǒng)的
要求越來越高，過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)大及對輸
入電網(wǎng)諧波污染嚴(yán)重等缺點，已不能滿足我國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，并且可以很方便的實現(xiàn)“四遙”功能和 N+1 冗余備份，使得開關(guān)電源系統(tǒng)運行更加安全
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。整機容量可根據(jù)用戶的需求進(jìn)行組合設(shè)計，可以滿足用戶各種特殊要求。
二、系統(tǒng)特點
1、功能齊全
兩路交流接入單元，能實現(xiàn)兩路交流電源的手動、自動切換,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，該直流同時給負(fù)載供電和蓄電池組
供電。智能監(jiān)控裝置控制整個系統(tǒng)，實現(xiàn)故障告警、顯示、鍵盤操作、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，全兼容微機監(jiān)控，實現(xiàn)數(shù)字化遠(yuǎn)程管理。
2、高可靠電源模塊
智能化高頻開關(guān)電源模塊，采用了無源 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
流電壓整流為脈動的直流電壓，由高頻脈寬調(diào)制變換器將脈動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
模塊冗余備份運行，均流度高，可工作與有微機監(jiān)控器和無微機監(jiān)控器兩種模式，成熟的技
術(shù)和工藝，運行安全可靠。
3、安全可靠接地巡檢
智能接地巡檢儀，是以單片機為核心的工業(yè)智能檢測儀器，采用直流檢測法，利用平衡
電橋與不平衡電橋，檢測母線對地的絕緣電阻。不向直流系統(tǒng)輸入信號，不受直流饋線對地
電容影響。支路對地的絕緣電阻的檢測使用電流差值計算，準(zhǔn)確計算出各支路的正、負(fù)端接
地阻抗，當(dāng)檢測到接地阻值小于設(shè)定阻，設(shè)備給出報警信號。
智能接地巡檢儀具有電壓檢測功能，當(dāng)母線的電壓超出設(shè)定范圍時，會進(jìn)行母線欠壓和
母線超壓報警指示。同時本設(shè)備能儲存180條報警紀(jì)錄。并可通過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)安全運行。
4、智能化監(jiān)控
微機監(jiān)控裝置能自動采集交流、直流、電源模塊的參數(shù)和工作狀態(tài)，通過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)機組網(wǎng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，通用性強。
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，根據(jù)電池品種設(shè)定主充電流、均充、浮充電壓，可
對電池進(jìn)行容量測試，主、均、浮充自動轉(zhuǎn)換，根據(jù)電池放電情況及交流供電情況自動選擇
充電曲線。
6、齊全的保護(hù)
交流電壓過高、過低保護(hù),缺相保護(hù),雷電保護(hù),輸出過壓、欠壓保護(hù),限流過流保護(hù)、溫
度過高保護(hù)、蓄電池過放保護(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)定的管理程序自動完成充電方式
的選擇及轉(zhuǎn)換，并可對蓄電池進(jìn)行充電的動態(tài)管理，使蓄電池始終處于滿容量狀態(tài)下運行。
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，充電裝置自動轉(zhuǎn)入對電池的恒流——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，自動轉(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
容量的同時，不斷的下降，當(dāng)蓄電池充電電流降為0.008~0.01C A后，再延時若干小時（本裝
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置可根據(jù)用戶要求輸入設(shè)定值），自動轉(zhuǎn)入第三階段——浮充電工作方式，即正常運行方式。
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，自動轉(zhuǎn)入恒流充電（主充）方式。
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4、蓄電池電壓溫度補償功能：
蓄電池的運行環(huán)境溫度以 25℃為基準(zhǔn)，根據(jù)對蓄電池的運行環(huán)境溫度的監(jiān)測，判定對蓄
電池電壓溫度補償?shù)牧炕担瑢误w蓄電池的電壓溫度補償每單位溫度為：-3.3mV/℃，整組
蓄電池電壓溫度補償值為：
Ut=-3.3×（t-25）N/1000 （V） 式中：t-電池運行環(huán)境溫度（℃）
N-蓄電池單體數(shù)
Ut-蓄電池充電電壓溫度補償值（V）
四、計算機通訊
1、信號采集
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1.1模擬量采集：充電機電壓、充電機電流、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路開關(guān)量采集通道：模塊故障、母線接地、饋線開關(guān)報警、蓄電池熔斷器斷、避雷器報
警、蓄電池電壓低、三路備用
1.3 開關(guān)量輸出（2 組干接點）：12 路開關(guān)量輸出通道：模塊故障、母線接地、饋線開關(guān)
報警、蓄電池熔斷器斷、避雷器報警、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通訊接口與上位機通信，用戶可根據(jù)現(xiàn)
場實際情況來選擇通訊接口。出廠默認(rèn)設(shè)置為 CDT 規(guī)約（推薦）。同時，還可提供 MODELBUS
規(guī)約、103規(guī)約等。
3、系統(tǒng)通訊報文格式
本系統(tǒng)采用異步串行通訊，數(shù)據(jù)為八位，停止位一位，無奇偶校驗位。波特率可根據(jù)用
戶要求在600-4800之間選擇。波特率的值是在參數(shù)設(shè)定界面由用戶輸入的，輸入時要鍵入有
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2000m；
環(huán)境溫度：-10℃≤T≤40℃；
環(huán)境濕度：不超過90％PH（無凝露）；
大氣壓力：86~106KPa；
使用環(huán)境：沒有導(dǎo)電及易爆塵埃，沒有腐蝕及破壞絕緣的氣體的場所；
使用地點：無強烈震動和沖擊。

電力系統(tǒng)用高頻開關(guān)電源系統(tǒng)是一種專門針對電力行業(yè)設(shè)計的高效能、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： 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，高頻開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率更高，有助于降低能源損耗和運營成本。 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)流性能和過載保護(hù)功能，確保電力設(shè)備的穩(wěn)定運行和電網(wǎng)的安全性。 總之，電力系統(tǒng)用高頻開關(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。