智能型 24V/48V 直流電源系統(tǒng)
KYF 系列通信用 嵌入式 微機(jī)控制高頻開關(guān)直流電源系統(tǒng) 是我公司針對(duì)電力、郵電等系統(tǒng)的通信產(chǎn)品研制的一代通信電源產(chǎn)品, 集多年電源產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和廣大用戶設(shè)備網(wǎng)上運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)開發(fā)的適合各類變電站的高頻開關(guān)直流系統(tǒng)及相關(guān)配套設(shè)備。 該產(chǎn)品主要由交流配電單元、整流電源模塊、直流配電單元﹑微機(jī)監(jiān)控單元﹑蓄電池組五個(gè)部分組成,具有自動(dòng)化水平高、體積小、功能全、可靠性高等特點(diǎn)。是 中、小容量的程控交換局、移動(dòng)基站、衛(wèi)星地球站 、 電力載波機(jī)、光纜通信產(chǎn)品、程控交換機(jī)、移動(dòng)通信產(chǎn)品的理想工作電源。 良好的電磁兼容設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)可以和主設(shè)備放在一起而不互相干擾。 現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于廣泛應(yīng)用于 6~220KV 不同電壓等級(jí)的變電站、發(fā) 電廠、冶金礦山、石油化工廠、廣播電視、電氣化鐵路、各種類型提灌站、工礦企業(yè)、大型賓館、郵電通訊和交通建筑等行業(yè) 。
防雷系統(tǒng) : 直流系統(tǒng)具有三級(jí)防雷系統(tǒng),第一級(jí)為 A 級(jí)防雷裝置,安裝在電源系統(tǒng)交流輸入前,第二級(jí)安裝在電源系統(tǒng)交流配電部分,第三級(jí)位于充電模塊內(nèi)部, A 級(jí)防雷裝置應(yīng)具有狀態(tài)顯示功能,可以顯示該器件是否處于完好狀態(tài),其防雷裝置響為 ns 級(jí)。
功能特點(diǎn):
◎ 一體化設(shè)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,模塊化結(jié)構(gòu),數(shù)字化控制,完整顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài) , 操作簡(jiǎn)單、實(shí)用、方便;
◎ 雙路交流電源互投裝置 , 自動(dòng)切換,防雷保護(hù),交流異常自動(dòng)報(bào)警 , 并通過通訊 接 口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳 。
◎全 數(shù)字化高頻開關(guān)電源模塊,熱插拔結(jié)構(gòu),紋波系數(shù)小,噪音低,運(yùn)行可靠,穩(wěn)壓穩(wěn)流精度高 N +1 冗余配置,具有手 / 自動(dòng)控制 2 種方式。
◎西門子 可編程控制器 PLC +觸摸屏中央監(jiān)控,聲光報(bào)警 , 對(duì)系統(tǒng)充、放電全過程自動(dòng)跟蹤,在線檢測(cè)單體電池電壓,數(shù)字控制高頻模塊,完全按電池特性曲線進(jìn)行充電,具有溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能。監(jiān)控裝置故障時(shí),高頻模塊立即處于默認(rèn)參數(shù)運(yùn)行狀態(tài),防止系統(tǒng)崩潰 。
◎ 大屏幕顯示各單元實(shí)時(shí)狀態(tài)及數(shù)據(jù),屏幕輕觸操作修改運(yùn)行參數(shù)及均浮充狀態(tài)切換 , 具有均充、浮充、恒壓、恒流和溫度補(bǔ)償功能 , 實(shí)現(xiàn)蓄電池的智能化管理
◎ 17 ~ 20 00Ah 規(guī)格 齊全,能滿足用戶各種特殊要求。
◎ 采用 C 型材加強(qiáng)型框架組成全新外形結(jié)構(gòu),防護(hù)等級(jí)滿足 IP30 規(guī)定要求。
◎ 具有標(biāo)準(zhǔn)的 RS485 通訊接口 , 可以實(shí)現(xiàn)遙控、遙信、遙調(diào)、遙測(cè) “ 四遙功能 ” ;
充電裝置的性能 :
在充電設(shè)備方面,目前使用較多的是可控硅相控直流充電系統(tǒng),對(duì)電池的充電分為主充與浮充兩個(gè)階段,充電電流分大電流強(qiáng)充和涓流兩種方式。而控制方式常見的有熱傳感器法、定時(shí)法、負(fù)序電壓斜率法、伏安法等。近年來眾多生產(chǎn)廠家對(duì)此類直流系統(tǒng),主要在其控制技術(shù)上不斷改進(jìn),如集成電路技術(shù)、 PLC 技術(shù)、微機(jī)監(jiān)控、 " 三遙 " 通訊等技術(shù)不斷融合其中,使相控充電設(shè)備系統(tǒng)的可靠性不斷完善,因而目前此類直流屏系統(tǒng),其產(chǎn)品的可靠性與實(shí)用性基本能令人滿意。
但相控充電機(jī)仍存在輸出電壓諧波大、電流紋波大,穩(wěn)流精度較難提高的不足。同時(shí)由于其一般最多采用主從備份的方式,在某些場(chǎng)合,系統(tǒng)可靠性仍令人感到美中不足。所以,國(guó)外在一些對(duì)直流電源要求較高的場(chǎng)合逐步采用一種較為新型的高頻開關(guān)電源,整體結(jié)構(gòu)采用模塊組合方式,其模塊原理圖如下,即先將三相交流電整流為相控直流,再變換為高頻交流,高頻交流再經(jīng)變壓器隔離、全橋整流、濾波轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流輸出。此種直流電源的最大特點(diǎn)是穩(wěn)流精度高,紋波較小,諧波失真小,是一種高質(zhì)量的直流電源。在組成直流系統(tǒng)時(shí),可采用 N 個(gè)單元模塊組合的方式提供直流輸出,因而備份程度高,直流系統(tǒng)整體可靠性較高。此類直流電源目前國(guó)內(nèi)已有廠家生產(chǎn),但在整體外觀等方面略遜于傳統(tǒng)相控直流屏,企業(yè)在選擇直流電源時(shí)可進(jìn)行比較取舍。
□ 充電裝置具有穩(wěn)壓、穩(wěn)流及限流功能。充電裝置的輸出具有充電、浮充電、動(dòng)均壓衡充電及手動(dòng)充電功能。
□ 充電電壓 的調(diào)節(jié)范圍: 48VDC(40~60V)可調(diào) 、 24 VDC( 18 ~ 35 V)可調(diào)
□ 穩(wěn)壓精度:充電電壓在穩(wěn)壓范圍內(nèi),當(dāng)負(fù)載電源在額定電流的 0-100%范圍內(nèi)變化時(shí),輸出電壓的穩(wěn)壓精度<0.5%。
□ 穩(wěn)流精度:充電狀態(tài)下運(yùn)行時(shí),在充電電壓調(diào)節(jié)范圍內(nèi)任一數(shù)值上,直流輸出電流在額定值的 5%-100%范圍內(nèi)變化時(shí),輸出電流的穩(wěn)流精度<0.5%。
□ 紋波系數(shù):整流器在浮充電狀態(tài)下運(yùn)行,電源電壓及負(fù)載電流在規(guī)定的范圍內(nèi)變化時(shí),其紋波系數(shù)< 0.1%。
□ 電流保護(hù):在負(fù)載發(fā)生短路或電流超過額定值的 115%時(shí),切斷主回路,同時(shí)發(fā)出燈光、音響信號(hào)。
□ 當(dāng)交流電源失電、缺相、電壓越限時(shí),系統(tǒng)發(fā)出燈光、音響信號(hào)。整流模塊具有輸入欠壓、過壓、缺相、輸出欠壓、過壓、過流、功率器件過熱等保護(hù)。
□ 噪聲:在正常運(yùn)行時(shí),整屏產(chǎn)生的噪聲應(yīng)不大于 45dB,模塊冷卻方式為自冷式。
□ 操作方式 : 監(jiān)控裝置采用大屏幕漢字顯示觸摸屏,聲光告警。并可通過監(jiān)控裝置進(jìn)行充電模塊參數(shù)設(shè)置。
□ 交流輸入、整流回路均具有防雷措施。
總監(jiān)控單元 PLC和顯示單元技術(shù)說明
□ 系統(tǒng)主控器采用 西門子 可編程控制器 PLC實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控,顯示單元采用觸摸屏,顯示單元能夠顯示系統(tǒng)主接線圖。
□ 總監(jiān)控單元是高頻開關(guān)電源及其成套裝置的監(jiān)控、測(cè)量、信號(hào)和管理系統(tǒng)的核心部分。裝置能根據(jù)直流系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài) ,綜合分析各種數(shù)據(jù)和信息, 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施控制和管理,并具備人機(jī)對(duì)話功能,與成套裝置中各子系統(tǒng)通信,通過RS485接口與上位機(jī)通信。
□ 監(jiān)控系統(tǒng)由兩部分組成 :一是各充電裝置,饋線屏本身內(nèi)置的監(jiān)控回路,負(fù)責(zé)對(duì)自身狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和告警;二是整個(gè)直流系統(tǒng)的監(jiān)控,其對(duì)充電柜、饋線柜、電池組、對(duì)地絕緣監(jiān)測(cè)等實(shí)施全方位監(jiān)視、測(cè)量和控制。前者的運(yùn)行獨(dú)立,當(dāng)直流監(jiān)控系統(tǒng)退出運(yùn)行時(shí)整個(gè)直流系統(tǒng)仍能夠可靠運(yùn)行。直流監(jiān)控系統(tǒng)具備與配電所微機(jī)綜合自動(dòng)化和遠(yuǎn)程監(jiān)控的數(shù)據(jù)接口。直流監(jiān)控系統(tǒng)的采集量為充電機(jī)輸出電壓和電流,母線電壓、直流系統(tǒng)正對(duì)地電壓、直流系統(tǒng)負(fù)對(duì)地電壓、蓄電池電壓、蓄電池充放電電流、各種故障及告警信號(hào), 系統(tǒng)工作狀態(tài)信號(hào)等。
電壓監(jiān)視裝置
□ 電壓監(jiān)視裝置的主要功能是 :在線監(jiān)視直流母線的電壓, 過高或過低時(shí)均發(fā)出報(bào)警信號(hào)。電壓監(jiān)視裝置通過PLC實(shí)現(xiàn)。
□ 控制母線報(bào)警值:電壓最小值: 40 V
□ 電壓最大值: 60 V。
閥控式密封鉛酸蓄電池
□ 當(dāng)蓄電池環(huán)境溫度在 -5°C~+45°C條件下,其性能指標(biāo)滿足正常使用要求。
□ 蓄電池在環(huán)境溫度 20°C~25°C時(shí)的浮充運(yùn)行壽命不低于10年,正常浮充電壓:?jiǎn)误w13.6V。 □ 蓄電池組按規(guī)定的試驗(yàn)方法, 10h率容量應(yīng)在第一次充放電循環(huán)時(shí)不低于0.95C10,第五次循環(huán)應(yīng)達(dá)到C10,放電終止電壓為10.5V。
□ 提供蓄電池接線板及其附件。
□ 蓄電池封置 90天后,其荷電保持能力大于95%。
□ 蓄電池自放電率每月不大于 3%。
□ 提供的蓄電池內(nèi)阻值,并與實(shí)際測(cè)試的蓄電池內(nèi)阻值一致。
□ 直流屏電池的選擇
作為提供不間斷電源的設(shè)備,直流蓄電池是直流系統(tǒng)的核心。早期的直流系統(tǒng)多使用普通鉛酸電池,但由于其過載能力低,易產(chǎn)生酸腐蝕等問題,到了 80 年以后逐漸被堿性鎘鑷電池所取代,堿性鎘鑷電池與原鉛酸電池相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1 ) 體積小,機(jī)械強(qiáng)度好,不會(huì)因較大的沖擊和強(qiáng)列的振動(dòng)而損壞。
2 ) 壓降小,自放電引起的能量損失小。
3 ) 過放電能力強(qiáng),在短時(shí)間內(nèi)可承受較大的過負(fù)載。
4 ) 耐過充能力強(qiáng),不會(huì)因過充引起內(nèi)部短路。
5 ) 放電電壓平穩(wěn),壽命較長(zhǎng),若使用較好,可達(dá) 3000 多個(gè)使用周期。
目前堿性鎘鑷電池仍是一種不錯(cuò)的直流蓄電池,但其也有一些不足之處,主要如電池單體電壓低,使用數(shù)量大;電池維護(hù)工作量大;維護(hù)工作繁瑣,維護(hù)要求高。針對(duì)以上問題,現(xiàn)在又有一種免維護(hù)閥控密封式的鉛酸電池進(jìn)入市場(chǎng),其最大優(yōu)點(diǎn)在于維護(hù)量小,電池單體電壓高,使用數(shù)量少,容易作到電池單體監(jiān)測(cè)。但仍存在放電過電流倍數(shù)低,低溫性能略差的不足,壽命也較鎘鑷電池略短,電池老化后無法恢復(fù),且在使用接近壽命期時(shí)易發(fā)生在線老化,容量急降,若檢查不及時(shí),易成為事故隱患。
針對(duì)以上比較,若直流系統(tǒng)負(fù)載較重、過載可能大(如作為電磁操作機(jī)構(gòu)的操作電源)、安裝地點(diǎn)環(huán)境良好、環(huán)境溫度不高且具備較強(qiáng)維護(hù)力量的情況下,建議考慮選用堿性鎘鑷電池。反之若負(fù)載較輕、過載出現(xiàn)的可能較底低(如作為彈簧儲(chǔ)能開關(guān)操作機(jī)構(gòu)的操作電源)、安裝環(huán)境一般,維護(hù)力量薄弱的情況下則建議選用免維護(hù)鉛酸電池。
直流系統(tǒng)維護(hù)
鎘鎳電池在使用中應(yīng)主要注意以下問題:
1 ) 定期對(duì)電池組進(jìn)行大功率的充、放電,以激活電池內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì),降低電池惰性,恢復(fù)電池容量。
2 ) 經(jīng)常檢查電池液位,在電池滿容量時(shí)對(duì)過高、過低的電池液位及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
3 ) 定期檢查電池溶液濃度,發(fā)現(xiàn)比重變化時(shí)予以補(bǔ)堿液或加水,必要時(shí)重新配制電解液。
4 ) 定期逐個(gè)檢查電池端電壓,對(duì)個(gè)別電壓下降較大的電池,單獨(dú)進(jìn)行 " 活化 " 處理。
5 ) 注意電池環(huán)境溫度,最好使電池在 40 ℃ 以下溫度運(yùn)行,以免加劇電池的自放電,引起電池容量下降。
6 )保持電池清潔及環(huán)境干爽,以免發(fā)生電池爬堿,導(dǎo)致電池容量下降和引起直流系統(tǒng)絕緣降低。平時(shí)及檢修時(shí)對(duì)電池外溢的堿液應(yīng)及時(shí)用干布擦凈,切不可用水沖洗電池外部。
2 、 免維護(hù)鉛酸電池的維護(hù)
免維護(hù)鉛酸電池的維護(hù)運(yùn)行中維護(hù)工作量較小,平時(shí)只需注意檢查電池各連接完好,保持連接無銹蝕、腐蝕;觀察電池是否出現(xiàn)漲肚、變形;密封閥是否完好;電極柱有無熔融跡象;以及保持電池清潔干燥等等。同時(shí)定期檢查電池單體端電壓,及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理失效電池。
3 、 直流系統(tǒng)的其它維護(hù)
直流系統(tǒng)中主要的維護(hù)工作是進(jìn)行電池維護(hù),除此之外,直流系統(tǒng)運(yùn)行中還應(yīng)注意:
1 ) 注意直流系統(tǒng)干燥、整潔,特別避免電池漏液沾污導(dǎo)線、器件等引起直流系統(tǒng)絕緣下降,產(chǎn)生直流接地。
2 ) 定期檢查直流屏系統(tǒng)功能,如:均充、浮充、絕緣監(jiān)視、故障監(jiān)測(cè)、報(bào)警等功能,確保設(shè)備保持良好狀態(tài)。
3 ) 對(duì)系統(tǒng)的元器件狀態(tài)定期檢查,特別注意可控硅元件的過熱異常,饋電開關(guān)器件觸頭發(fā)生的直流熔融等常見問題 .
充電方式
□ 直流系統(tǒng)正常供電方式為浮充電方式。
□ 當(dāng)交流電源失去又恢復(fù)后,充電裝置可根據(jù)蓄電池的運(yùn)行情況進(jìn)行程序充電。
□ 充電裝置根據(jù)不同型號(hào)電池特性進(jìn)行定值設(shè)置,并根據(jù)電池運(yùn)行工況自動(dòng)選擇對(duì)電池進(jìn)行浮充或均充。
□ 均充時(shí),裝置以恒流限壓方式進(jìn)行,先以 0.1C10A的電流恒定充電,待電池電壓達(dá)到電池規(guī)定均充電壓時(shí),再轉(zhuǎn)為恒壓充電。
□ 浮充電運(yùn)行時(shí),具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋?
□ 均充電壓: 48VDC( 56.2 V) 、 24 VDC( 28.2 V) ; 浮充電壓: 48VDC( 53.6 V) 、 24 VDC( 27.2 V)
主要技術(shù)指標(biāo)
□ 輸入交流電壓三相 : 380V±15%
□ 輸出直流額定電壓 : DC24V;DC48V
□ 穩(wěn)流精度 : ≤±0.5%
□ 穩(wěn)壓精度 : ≤±0.5%
□ 紋波系數(shù) : ≤±0.1%
□ 均流不平衡度應(yīng)不大于 ±3%
□ 蓄電池額定容量( AH) : 17 ~ 20 00
□ 事故后供電時(shí)間( h) : 1
□ 常規(guī)負(fù)荷母線額定電流( A) : 5;10;20;30;40;50;65;80;100;160;200
□ 動(dòng)力負(fù)荷 : ≥120A;240A
□ 合閘時(shí)動(dòng)力負(fù)荷電壓 : ≥ 48 V
□ 充電裝置的效率 : 93%
□ 通訊 : RS485口,四遙
□ 噪 聲 : ≤45dB
□ 防護(hù)等級(jí) : IP3 0
直流柜體技術(shù)說明
□ 整流充電柜和直流饋出柜采用封閉式加強(qiáng)型結(jié)構(gòu),柜體尺寸: 800X600X2260mm,直流屏內(nèi)的空氣開關(guān)和熔斷器的容量滿足長(zhǎng)期工作電流的要求和滿足各級(jí)選擇性的要求。熔斷器及開關(guān)等主要元件能承受交流30kA,直流15kA短路電流水平要求。
□ 直流柜為前后帶門,柜門開啟靈活,牢固可靠, 門開啟角大于 90。外殼防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于IP30級(jí)。
□ 柜體及其它部分的敞露部分采用涂漆防護(hù),漆膜具有良好的附著力,平整光潔,在不直射的陽(yáng)光下,漆膜沒有肉眼可辨的色澤不勻現(xiàn)象,同時(shí)不眩目反光。
□ 直流屏主母線應(yīng)采用阻燃絕緣銅母線。柜內(nèi)端子排采用不燃或阻燃型。所有指示燈采用節(jié)能型指示燈。
□ 運(yùn)行中需要操作的元器件安裝在面板上的位置,去操作高度距基礎(chǔ)面 0.6~1.8m范圍內(nèi)。緊急操作的元件安裝在距基礎(chǔ)面0.8~1.6m范圍內(nèi)。在運(yùn)行中需觀察的指示儀表中心距基礎(chǔ)面的安裝高度不大于2m。
□ 柜內(nèi)所安裝的元器件,選用具有生產(chǎn)許可證企業(yè)或經(jīng)過國(guó)家有關(guān)部門鑒定的合格產(chǎn)品,各元器件的安裝整齊,層次布置合理,便于維護(hù)檢修。
□ 絕緣和耐壓:直流母線對(duì)地絕緣電阻不小于 10MΩ,所有二次回路對(duì)地絕緣電阻不小于2MΩ。整流電源和直流母線的絕緣強(qiáng)度,承受工頻2kV試驗(yàn)電壓,耐壓1min無絕緣擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象。
□ 柜體有良好的散熱措施,在其結(jié)構(gòu)上采取防塵措施,當(dāng)采用強(qiáng)制風(fēng)冷時(shí),選用直流低噪音風(fēng)機(jī)。
□ 柜體上截面不小于 25 mm2的接地端子,柜底截面不小于100 mm2的接地銅排。
□ 直流空氣開關(guān)附帶輔助接點(diǎn)及報(bào)警接點(diǎn),當(dāng)某一饋線發(fā)生故障跳閘時(shí),該故障報(bào)警接點(diǎn)閉合。所有饋線的引出均連接到接線端子,接線端子允許連接的電纜截面大于 4mm2。
關(guān)鍵元器件明細(xì)表(可按用戶要求配置)
□ 主控制器采用 西門子 可編程控制器 PLC; 漢字顯示觸摸屏采用臺(tái)達(dá)公司產(chǎn)品 ;交流接觸器采用 西門子 產(chǎn)品;高頻開關(guān)電源充電模塊采用 我 公司產(chǎn)品;空氣開關(guān)采用 西門子 或施耐德、 ABB產(chǎn)品;蓄電池采用德國(guó)陽(yáng)光、 松下 、 臺(tái)灣賽特 及其它國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品。
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