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1、GZDX系列直流電源箱技術手冊公司簡介 佛山xx電氣科技有限公司是一家由企業家、教授和歸國留學人員為主要股東的高科技民營股份制企業。主要致力于電力電子技術相關產品的研究、開發與應用。目前公司的主要產品有：電力工程直流電源，有源和無源型動態無功功補償裝置、濾波裝置及核心元件，風力發電并網和離網型逆變電源，光伏發電并網和離網型逆變電源，應急逆變電源等四大系列產品。 公司技術力量雄厚，專業性強，研制、開發和生產電力電子產品的經驗豐富。公司擁有一批高素質、高技能的專業人才。公司奉行“以人為本、科技創新”的理念，堅持走專業化、高科技的發展道路，尊重知識，人盡其才。公司發展堅持以市場需求為導向，新技術應用2、為依托，高性能產品為保障，引領行業科技進步為己任。在發展策略上，公司堅持走聯合、相互促進、共同發展的道路。公司目前在英國和新加坡等國聘請有委托研發人員，負責新技術跟蹤和產品預研。另外，在我國西部中心城市成都建有合作公司成都順通電氣有限公司。公司熱誠歡迎有志于與我公司共圖發展的社會各界人士和企事業單位加盟或與我公司合作。目錄1. GZDX系列直流電源箱系統概述 3 6.2.9充電管理 132.產品用途 3 3.產品介紹 3 3.1產品類型及適用范圍 3 3.2產品型號定義 4 3.3 產品特點 4 4產品說明 54.1 GZDX-一體化智能直流電源箱 5 4.1.1系統特點 54.1.2系統構成3、 54.1.3系統參數 64.1.4使用環境 64.1.5適用范圍 64.1.6外形及安裝尺寸 64.2 GZDX-小型模塊化直流電源箱 74.2.1系統特點 74.2.2系統構成 74.2.3系統參數 74.2.4使用環境 84.2.5適用范圍 84.2.6外形及安裝尺寸 85. GZDX系列直流電源箱的電池管理 95.1充電功能 95.2電池溫度補償功能 95.3電池定期維護保養功能 96. GZDX系列直流電源箱的配套電源模塊介紹 106.1 SSPC-型一體化高頻電源模塊系統 106.1.1系統特點 106.1.2原理框圖 106.1.3系統參數 106.1.4用途 116.1.5產品4、型號定義 116.1.6使用環境 116.1.7適用范圍 116.1.8外形及安裝尺寸 116.1.9充電管理 116.2 GM型高頻開關電源模塊系統 126.2.1系統特點 126.2.2原理框圖 126.2.3系統參數 126.2.4用途 136.2.5產品型號定義 136.2.6使用環境 13適用范圍 13外形及安裝尺寸 131.概述電力工程直流電源主要用于電力系統各類變電站、發電廠作為各種繼電保護設備、自動化裝置和事故照明的供電電源和各種高壓開關的操作電源。GZD系列直流電源柜是上世紀90年代中期，由原電力部安生司組織全國聯合設計小組針對我國發電廠和變電站設備普遍陳舊老化、技術工藝落后5、和無統一的技術規范等現狀完成的典型標準化設計，它主要適用于500KV及以下和10KV/0.4KV以上變電站、大中型發電廠和工礦企業。而對于10KV/0.4KV配網系統的變電站或配電房，由于其設備相對較少、功能相對單一，對于直流電源需求的特點是容量小、輸出回路數少、可靠性高、智能化強和安裝占地小。若采用GZD系列直流電源系統就不太適宜。一是成本高、造價貴，二是占地面積大。GZDX系列小型電力直流電源箱是我公司專門針對10KV/0.4KV配網系統對直流電源的需求特點而開發的。它融合了GZD系列直流電源的一些功能特點和標準化設計的理念，將GZD系列直流電源中的充電柜屏、饋電屏和電池屏三者功能和結構融6、為一體。采用單個箱體或柜體結構形式，具有安裝維護方便、占地面積小、性能、價格比高、針對性強、智能化程度高等突出特點，是10KV/0.4KV配電系統中不停電直流電源最理想產品。2.產品應用領域用于城市公用配電房 用于城市居住小區配電房 用于工廠和企業配電房 用于農村配電房 用于獨立箱式變電站 用于各種高壓開關柜內作為直流操作電源3.產品類型及特點3.1 產品類型及適用范圍目前我公司生產的GZDX系列直流電源箱產品主要有兩種類型：一體化結構型和模塊化結構型。其各自特點和應用范圍分別為：GZDX-型小型模塊化直流電源箱：N+1熱備份，具有獨立的KM降壓輸出的設計。適合于100Ah以下電池容量的壁掛式7、結構，需要N+1備份設計的高可靠性要求的直流電源系統GZDX-型一體化智能直流電源箱：HM、KM一體化設計，適用于48Ah以下電池容量的壁掛式結構，KM母線負載對供電電壓的適應性強，無需降壓處理的直流系統。特別適合于獨立的高壓開關合閘用操作電源。GZDX-型一體化智能直流電源箱外形圖 GZDX-型小型模塊化直流電源箱外型圖3.2產品型號定義 GZDX- - AH / A V 輸入交流電源類型1：兩路110V 2：兩路220V 3：110V與220V各一路（僅限一體化模塊式高頻開關電源系統） 輸出標稱直流電壓 輸出標稱直流電流 電池容量 類型：模塊式高頻開關電源 ：一體化模塊式高頻開關電源電力用8、小型直流電源3.3 產品特點 壁掛式結構設計，緊湊美觀，占地面積小。 采用諧振式軟開關高頻開關電源技術，電源損耗低。具有軟啟動功能，上電涌流小。 開關電源中，其主要的損耗來至于功率MOSFET管的導通損耗、關斷損耗、開通損耗。硬開關在開關過程中電壓和電流同時變化，存在高壓大電流的轉換狀態，因而開關損耗很大，導致整機效率低，功率管溫升高。軟開關在開關過程中，開通時VDS降到0V時電流才開始上升，關斷時電流降到0A時VDS開始上升，因而實際的開關損耗和硬開關相比要小很多。 采用微處理器進行集散式測控，實現電池組充放電過程的智能化控制。采用具有極強抗干擾性能的微處理器作為主控芯片，其它主要測控、驅動9、運算芯片全部采用進口原裝的工業級芯片，并有嚴格工生產藝保障系統長期運行的可靠和穩定性能。 采用磁勵脫扣開關為電池組提供可靠的過放保護。采用磁勵脫扣開關作為電池組的過放保護單元，即便是在直流電源出現故障時仍然可以可靠安全的將電池回路斷開，避免電池組過放現象的發生。 具有輸出限流、輸出過流、蓄電池組過度充電及過度放電、系統溫度過高等完善的保護功能。 具有“四遙”功能，可實現無人值守。 監控器采用大屏幕的點陣液晶顯示，實時漢化顯示及操作。 簡潔的操作面板，可對系統進行參數查詢、設置、操作簡單方便。4產品說明4.1 GZDX-一體化智能直流電源箱由于目前的操作電源應用中，KM母線輸出所接的控制與監控10、設備，絕大多數都已采用高頻開關電源作為自身的供電系統，對供電電源范圍適應性很強，基本都在DC80V-DC280V之間，因此，在HM母線上運用獨立的降壓系統的意義并不顯現。因此，我公司針對操作電源這一應用現狀對HM、KM母線進行的一體化設計，省略了降壓裝置，簡化了其結構組成，同時提高了整體的故障率。4.1.1系統特點 HM、KM母線一體化設計。結構簡單，可靠性高。 采用諧振式軟開關高頻開關電源技術，電源損耗低。具有軟啟動功能，上電涌流小。 采用微處理器進行集散式測控，實現電池組充放電過程的智能化控制。 具有輸出限流、輸出過流、蓄電池組過度充電及過度放電、系統溫度過高等完善的保護功能。 采用磁勵脫11、扣開關為電池組提供可靠的過放保護。 監控器采用大屏幕的點陣液晶顯示，實時漢化顯示及操作。 簡潔的操作面板，可對系統進行參數查詢、設置、操作簡單方便。 具有“四遙”功能，可實現無人值守。4.1.2系統構成 電源模塊單元： 高頻開關電源部分，為模塊組的換能單元。同時也是兩路交流輸入供電切換及KM、HM、故障輸出的單元。液晶控制器單元： 為整個模塊組的工作狀態和各電量進行監控，人機對話窗口，同時也是與外部進行通訊的接口。4.1.3系統參數雙路交流輸入額定電壓220V20、110V10，50Hz10標稱直流輸出電壓等級110V、220V標稱直流輸出電流等級3A、4A、6A、10A等（按用戶要求定做）免12、維護電池容量等級7AH、10AH、24AH、40AH等（按用戶要求定做）穩流精度0.5穩壓精度0.5紋波系數0.1效率92（滿負載輸出）4.1.4使用環境 海拔 2000 環境溫度 5C T 40C 相對濕度 96（205C） 運行地點無劇烈振動及沖擊,無嚴重塵埃，無導電及爆炸塵埃，無腐蝕性氣體。 環境溫度變化率 5C/；相對濕度變化率 5/；室內使用且通風良好。注：如遇使用環境與上述條件不符時，請致電我公司咨詢或協商解決。4.1.5適用范圍 KM母線負載對供電電壓的適應性強，無需降壓處理。特別適合于獨立的高壓開關合閘用操作電源。 壁掛式結構適合于48Ah以下電池容量的直流系統。4.1.6 外13、形及安裝尺寸外型尺寸：585mm450mm170mm安裝尺寸：560mm380mm箱體可用6只M8的膨脹螺栓固定安裝（上圖為10HA以下，DC110V系統的安裝尺寸）4.2 GZDX-小型模塊化直流電源箱4.2.1系統特點 采用諧振式軟開關高頻開關電源技術，電源損耗低。具有軟啟動功能，上電涌流小。 模塊化設計、N+1熱備份，電源模塊可帶電插拔。 采用微處理器進行集散式測控，實現電池組充放電過程的智能化控制。 降壓模塊單元完成合母電壓、控母電壓、充電電流檢測，系統無需外接傳感器。 具有輸出限流、輸出過流、蓄電池組過度充電及過度放電、系統溫度過高等完善的保護功能。 采用磁勵脫扣開關為電池組提供可靠14、的過放保護。 監控器采用大屏幕的點陣液晶顯示，實時漢化顯示及操作。 簡潔的操作面板，可對系統進行參數查詢、設置、操作簡單方便。 具有“四遙”功能，可實現無人值守。4.2.2系統構成電源模塊單元： 即高頻開關電源部分，為模塊組的換能單元 控制及降壓模塊單元： 對2個及以上的電源模塊單元進行控制，同時也是兩路交流輸入供電切換及KM、HM、故障輸出的單元。液晶控制器單元： 為整個模塊組的工作狀態和各電量進行監控，同時也是與外部進行通訊的接口。4.2.3系統參數雙路交流輸入額定電壓220V20、110V10，50Hz10標稱直流輸出電壓等級110V、220V標稱直流輸出電流等級3A、4A、6A、10A15、等（按用戶要求定做）免維護電池容量等級7AH、10AH、24AH、40AH等（按用戶要求定做）穩流精度0.5穩壓精度0.5紋波系數0.1效率92（滿負載輸出）均流不平衡度34.2.4使用環境 海拔 2000 環境溫度 5C T 40C 相對濕度 96（205C） 運行地點無劇烈振動及沖擊,無嚴重塵埃，無導電及爆炸塵埃，無腐蝕性氣體 環境溫度變化率 5C/；相對濕度變化率 5/；室內使用且通風良好注：如遇使用環境與上述條件不符時，請致電我公司咨詢或協商解決。4.2.5適用范圍 需要N+1備份設計的高可靠性要求的直流電源系統。 壁掛式結構適合于100Ah以下電池容量的直流系統。4.2.6外形及安裝16、尺寸外型尺寸：520mm176mm690mm安裝尺寸：440mm723mm箱體可用6只M8的膨脹螺栓固定安裝（上圖為10HA以下，DC110V系統的安裝尺寸）5. GZDX系列直流電源箱的電池管理電池組是直流系統中不可缺失的重要組成單元，對電池組進行良好的維護和監測決定了整個直流系統的穩定、可靠和安全性能。 GZDX系列直流電源箱系統均具有智能化的電池管理功能，實現對電池組的電池組電壓、充放電流、實時監控，以及定期對電池組維護保養等功能。5.1充電功能系統根據控制面板中設置的各充電參數，自動完成電池充電過程，充電參數根據所使用的電池類型、容量及電池性能的資料進行設置。閥控式密封鉛酸蓄電池運行曲17、線如下圖所示，充電過程如下： 閥控式密封鉛酸蓄電池正常充電過程 用0.1CA（可設置）的電流進行恒流充電，電壓達到設定電壓（2.30-2.40）Vn(單體電池節數)時，系統自動轉換為恒壓充電。當充電電流減小到0.01CA（可設置）時，延遲3h后，系統自動轉換為維護性浮充狀態，電壓為（2.23-2.28）Vn（可設置）。 維護性定期均充充電過程 正常運行浮充狀態下每隔1-3個月，系統自動轉為恒流充電狀態，以正常的充電電壓進行充電。 交流供電中斷過程 正常充電運行狀態時，電網事故導致供電中斷時，系統電源模塊停止工作，蓄電池通過降壓模塊向控制母線供電。當電池電壓低于設定的電池電壓欠壓告警值時，系統控18、制面板進行聲光告警。當電池電壓低于設定的脫口值時，脫口器動作，電池回路斷開，避免電池過放。 交流供電恢復過程交流供電恢復正常時，系統自動進入均充狀態運行，以正常的充電電壓進行充電。5.2電池溫度補償功能（可通過R485口擴展） 閥控式密封鉛酸蓄電池在不同的溫度下，保證其處于最佳狀態的充電電壓時不同的。系統可環境溫度進行監測，根據不同的電池溫度補償參數，自動調整電池充電電壓。5.3電池定期維護保養功能 通常所說的免維護電池，只是不需要人工加酸價水，并非真正意義上的免維護，相反其維護要求變的更高。 電池長期不用或長時間處于浮充狀態，電池極板的活性物質很容易硫化，但活性物質愈來愈少時，電池的放電能力19、便愈來愈差。此外，由于電池之間的離散性，單體電池之間的實際電壓不盡相同。電池標稱的浮充電壓只是一種平均值，所設定的浮充電壓并不能滿足每一節電池的要求。如果電池長時間處于浮充狀態，會導致部分電池的電量可以被充滿，而部分電池卻無法被充滿，這部分未被充滿的電池，所表現出來的電壓時一種虛電，需要放電時，其放電能力很差。因此，要求充電系統具備定期對電池做定期維護保養。GZDX系列直流電源箱系統通過對自動對電池組的均稱以及維護性浮充的功能，避免電池極板硫化、虛充，確保電池的放電能力和使用壽命。6. GZDX系列直流電源箱的配套電源模塊介紹6.1 SSPC-型一體化高頻電源模塊系統（GZDX-一體化智能直流20、電源箱由此模塊組構成）6.1.1系統特點 HM、KM母線一體化設計。結構簡單，可靠性高。 采用諧振式軟開關高頻開關電源技術，電源損耗低。具有軟啟動功能，上電涌流小。 采用微處理器進行集散式測控，實現電池組充放電過程的智能化控制。 具有輸出限流、輸出過流、蓄電池組過度充電及過度放電、系統溫度過高等完善的保護功能。 具有磁勵脫扣開關輸出接口，可為電池組提供可靠的過放保護。 通過RS485與外置的大屏幕的點陣液晶顯示監控器進行通訊（電源模塊各參數在出廠固化后可實現自主運行，無需監控器控制）。 簡潔的操作面板，可對系統進行參數查詢、設置、操作簡單方便。 具有“四遙”功能，可實現無人值守。6.1.2原理21、框圖6.1.3系統參數雙路交流輸入額定電壓220V20、110V10，50Hz10標稱直流輸出電壓等級110V、220V標稱直流輸出電流等級3A、4A、6A、10A等（按用戶要求定做）免維護電池容量等級7AH、10AH、24AH、40AH等（按用戶要求定做）穩流精度0.5穩壓精度0.5紋波系數0.1效率92（滿負載輸出）6.1.4用途SSPC-型一體化模塊電源系統適用以下各種場合：適用于各類小型發電廠、變電所、高層建筑、開閉所、獨立高壓開關柜操作、保護系統等做為直流操作、繼電器保護、控制信號及事故照明不停電直流電源。6.1.5產品型號定義 SSPC- - AH / A V 輸入交流電源類型 122、：兩路110V 2：兩路220V 3：110V與220V各一路 輸出標稱直流電壓 輸出標稱直流電流 電池容量 設計序號 一體化模塊電源系列6.1.6使用環境 海拔 2000 環境溫度 5C T 40C 相對濕度 96（205C） 運行地點無劇烈振動及沖擊,無嚴重塵埃，無導電及爆炸塵埃，無腐蝕性氣體。 環境溫度變化率 5C/；相對濕度變化率 5/；室內使用且通風良好。注：如遇使用環境與上述條件不符時，請致電我公司咨詢或協商解決。6.1.7適用范圍 KM母線負載對供電電壓的適應性強，無需降壓處理。 壁掛式結構適合于48Ah以下電池容量的直流系統。6.1.8外形及安裝尺寸 SSPC-型一體化高頻模塊23、電源外形尺寸：285 mm118mm139mm（長寬高）安裝尺寸：272 mm83 mm（采用4只M412螺釘安裝） SSPC-型監控制器面板開口尺寸：180 mm110 mm外形尺寸：200 mm120mm35mm（長寬高）安裝尺寸：190 mm110 mm（采用4只M412螺釘安裝）6.1.9充電管理 SSPC-型一體化高頻模塊電源可在不連接監控器的狀態下，自主工作（其充電曲線和工作狀態的各參數需在出廠固化）。 配備監控器后，其其充電曲線和工作狀態的各參數均可方便的進行修改。詳細的充電過程管理參見第3章節 GZDX系列直流電源箱的電池管理6.2 GM型高頻開關電源模塊系統（GZDX-小型模24、塊化直流電源箱由此模塊組構成）6.2.1系統特點 采用諧振式軟開關高頻開關電源技術，電源損耗低。具有軟啟動功能，上電涌流小。 模塊化設計、N+1熱備份，電源模塊可帶電插拔。 采用微處理器進行集散式測控，實現電池組充放電過程的智能化控制。 降壓模塊單元完成合母電壓、控母電壓、充電電流檢測，系統無需外接傳感器。 具有輸出限流、輸出過流、蓄電池組過度充電及過度放電、系統溫度過高等完善的保護功能。 采用磁勵脫扣開關為電池組提供可靠的過放保護。 監控器采用大屏幕的點陣液晶顯示，實時漢化顯示及節接8- 111111111111111111111111111111111111111111111111111125、111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111操作。 簡潔的操作面板，可對系統進行參數查詢、設置、操作簡單方便。 具有“四遙”功能，可實現無人值守。6.2.2原理框圖6.2.3系統參數雙路交流輸入額定電壓220V20、110V10，50Hz10標稱直流輸出電壓等級110V、220V標稱直流輸出電流等級3A、4A、6A、10A等（按用戶要求定做）免維護電池容量等級7AH、10AH、24AH、426、0AH等（按用戶要求定做）穩流精度0.5穩壓精度0.5紋波系數0.1效率92（滿負載輸出）均流不平衡度3硅鏈級數8-16級（自動調整）6.2.4用途GM型高頻開關電源模塊系統適用以下各種場合：適用于各類小型發電廠、變電所、高層建筑、開閉所、獨立高壓開關柜操作、保護系統等做為直流操作、繼電器保護、控制信號及事故照明不停電直流電源。6.2.5產品型號定義 GM - - AH / A V 輸入交流電源類型 1：兩路110V 2：兩路220V 輸出標稱直流電壓 輸出標稱直流電流 電池容量 設計序號 GM型高頻開關電源模塊系列6.2.6使用環境 海拔 2000 環境溫度 5C T 40C 相對濕度 9627、（205C） 運行地點無劇烈振動及沖擊,無嚴重塵埃，無導電及爆炸塵埃，無腐蝕性氣體。 環境溫度變化率 5C/；相對濕度變化率 5/；室內使用且通風良好。注：如遇使用環境與上述條件不符時，請致電我公司咨詢或協商解決。6.2.7適用范圍 需要N+1備份設計的高可靠性要求的直流電源系統。 壁掛式結構適合于100Ah以下電池容量的直流系統。6.2.8外形及安裝尺寸 GM型高頻開關電源模塊外形尺寸：275 mm95 mm140 mm（長寬高）安裝尺寸：262 mm60 mm（采用4只M412螺釘安裝） GM型降壓及控制模塊外形尺寸：275 mm80mm140mm（長寬高）安裝尺寸：262 mm45 mm（采用4只M412螺釘安裝） SSPC-型監控制器面板開口尺寸：165 mm126 mm外形尺寸：200 mm132 mm35mm（長寬高）安裝尺寸：190 mm122 mm（采用4只M412螺釘安裝） （電源模塊） （降壓及控制模塊）6.2.9充電管理 SSPC-型一體化高頻模塊電源可在不連接監控器的狀態下，自主工作（其充電曲線和工作狀態的各參數需在出廠時固化）。 配備監控器后，其其充電曲線和工作狀態的各參數均可方便的進行修改。詳細的充電過程管理參見第5章節 GZDX系列直流電源箱的電池管理。