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深圳奥特迅直流系统培训手册

深圳奥特迅电力设备有限公司

电力操作电源系统

培训手册

深圳奥特迅电力设备有限公司

SHENZHEN AUTO ELECTRIC POWER PLANT CO.,LTD

本手册的定位

本手册详细介绍了深圳奥特迅电力设备有限公司智能高频开关电力操作电源系统的基本原理、功能特点、技术参数等，并给出了相关的图表。

本手册的主要用途：

1. 产品技术推广和制作标书技术条款

2. 设备选型参考

3. 电力操作电源工程设计

4. 用户及业务人员参考资料

编写：王英超

校对：杨惠丽、李磊

审批：王凤仁

深圳奥特迅电力设备有限公司

内容如有改动，恕不另行通知

技术支持热线：0755-********、26520513

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商务支持热线：0755-********、26520507

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第一章概述 1

1 前言 1

2 电力操作电源工作原理 1

3 奥特迅公司电力操作电源介绍 3

3.1 前言 3

3.2 应用范围 4

3.3 系统特点 4

3.4 型号命名 5

3.5 使用环境 5

本章内容小结 5 第二章设计选型及系统基础知识 6

1 系统接线 6

2 组屏方案15

3 高频开关电源模块配置原则16

本章内容小结16 第三章高频开关电源技术17

1 直流稳压电源发展历程17

1.1 线性稳压电源17

1.2 晶闸管可控硅相控电源17

1.3 开关型稳压电源18

1.4 直流电源技术的新进展20

2 高频开关电源技术20

2.1 高频开关电源原理介绍20

2.2 高频开关电源各部分电路22

2.3 软开关技术25

3 ATC系列高频开关电源模块技术指标27

3.1 型号命名27

3.2 正常使用条件28

3.3 主要性能指标28

4 ATC系列高频开关电源模块主要特点30

5 ATC230/115系列高频开关电源模块结构及尺寸32

5.1 ATC230M05、ATC230M10、ATC115M10、ATC115M20 32

5.2 ATC230M20、ATC230M25、ATC115M40 32

本章内容小结33 第四章电力操作电源智能监控系统基础知识34

1 智能监控系统概述34

2 奥特迅公司集中监控器工作原理34

2.1 型号命名34

2.2 集中监控器工作原理35

3 奥特迅公司集中监控器功能、参数35

3.1 直流系统各信号和状态量参数35

3.2 开关量输出（无源硬接点方式）36

3.3 充电模块监控36

3.4 电池管理36

3.5 绝缘监测38

3.6 通信38

3.7 历史记录38

4 串行总线数字通信方式38

5 副监控器（FJKQ-A）39

6 集中控制器面板及尺寸39

6.1 集中监控器前面板39

6.2 集中监控器后面板40

本章内容小结41 第五章微机绝缘监测仪42

1 传统绝缘监测仪检测原理42

1.1 工作原理42

1.2 母线检测原理42

1.3 支路检测原理44

2 奥特迅公司绝缘监测仪介绍45

2.1 概述45

2.2 WJY3000A型微机绝缘监测仪原理45

2.3 智能CT 47

2.4 WJY3000A微机绝缘监测仪参数、特点47

2.5 WJY3000A微机绝缘监测仪结构、外形49

2.6 继电器型绝缘监测仪50

2.7 BXJY-A型便携式绝缘监测仪50

本章内容小结51 第六章蓄电池智能放电仪52

1 蓄电池放电仪概述52

2 奥特迅公司BFD系列智能放电仪53

2.1 概述53

2.2 型号命名53

2.3 产品规格53

2.4 工作原理54

2.5 BFD系列智能放电与逆变放电德性能比较55

2.6 智能放电仪后台监控软件56

2.7 主要技术指标56

2.8 操作使用说明57

本章内容小结59 第七章便携式智能充电机60

1 整组电池用便携式智能充电机60

1.1 型号规格60

1.2 应用场合60

1.3 技术参数60

1.4 功能特点61

1.5 控制方式61

2 单只电池用便携式智能充电机61

2.1 概述61

2.2 型号命名62

2.3 功能特点及原理62

2.4 外形尺寸63

本章内容小结63 第八章直流系统其他配套设备64

1 交流进线单元64

1.1 交流配电单元（型号JLPD-A）64

1.2 交流状态监测单元（型号JLZT-A）65

2 防雷保护电路66

3 降压装置67

4 事故照明切换单元69

5 直流断路器70

6 电池巡检仪73

6.1 BATM30系列蓄电池巡检仪工作原理73

6.2 型号命名73

6.3 功能特点74

6.4 技术参数74

6.5 电池巡检仪接线示意图74

7 数字表计75

7.1 型号命名75

7.2 技术指标76

7.3 性能特点76

8 馈线状态监测模块76

9 闪光装置77

10 光电转换器78

10.1 型号命名78

10.2 接线方式78

本章内容小结79 附录1 施奈德断路器选型资料

附录2 北京人民断路器选型资料

附录3 德国好贝克（HOPPECK）电池选型资料

附录4 武汉银泰电池选型资料

第一章概述

1、前言

GZDW系列直流电源柜，适用于大中小型发电厂、变电所，作为高压断路器直流操作机构的分、合闸、继电保护、自动装置、信号装置等使用的操作电源及事故照明和控制用直流电源。

目前，电力系统使用的直流电源已大部分采用高频开关电源,相控电源作为被淘汰产品也有部分在使用。

相控电源的纹波、高次谐波干扰大，效率低及体积庞大，监控系统不完善，难以满足综合自动化及无人值守变电站或发电厂的要求。另外，由于阀控式密封铅酸蓄电池内阻较小，例如，POWER6225蓄电池内阻为1.1毫欧，在带负载浮充电运行时，太大的纹波在纹波的峰值对蓄电池有较大明显的充电，在纹波的谷值时蓄电池对负载有较大明显的放电，蓄电池长期在这种较大的脉动充放电工作，会加速蓄电池老化过程，减小蓄电池的使用寿命。

高频开关电源具有稳压、稳流精度高，体积小、重量轻、效率高，输出纹波及谐波失真小、自动化程度高等优点，在邮电、电力、航空航天、计算机及家电等领域已逐步取代相控电源。

目前，电力部规划设计院已大力推广并使用高频开关电源，新的设计规程已发行。

2、电力操作电源工作原理

在讲解电力操作电源工作原理之前，我们先给出几个关键词的定义：

1. 电力操作电源：适用于大中小型发电厂、变电所，作为高压断路器直流操作机构的分/合闸、继电保护、自动装置、信号装置等使用的操作电源及事故照明和控制用直流电源称为电力操作电源。

2. 充电模块：采用模块化高频开关PWM变换技术，将交流变成直流的静止型电力变换器，其主要功能是实现蓄电池的均/浮充功能，所以称为充电模块。

3. 充电/浮充电装置：多个充电模块并联，实现蓄电池均/浮充充电和常规负荷供电功能的装置。

4. 监控模块：电力操作电源系统的充电模块统一受控于一台中央控制系统，该系统采用模块化结构，实现系统的“四遥”功能，这样的系统称为监控模块。

5. 均衡充电：为补偿蓄电池在使用过程中产生的电压不均匀现象，使其恢复到规定的范围内而进行的充电，以及大容量放电后的补充充电，通称为均衡充电。

6. 浮充电：在系统正常运行时，充电装置承担经常负荷，同时向蓄电池组补充充电，以补

充蓄电池的自放电，使蓄电池以满容量的状态处于备用。

7. 正常充电：蓄电池正常的充电过程，即由均充电（包括限流均充和恒压均充两个过程）转到浮充电的过程。

8. 定时均充：为了防止电池处于长期浮充电状态可能导致的电池单体容量不平衡，而周期性地以较高的电压对电池进行均衡充电。

9. 限流均充：以不超过电池充电限流点的恒定电流对电池充电。

10. 恒压均充：以恒定的均充电压对电池充电。

11. 控制负荷：用于电气和热工的控制、信号装置和继电保护、自动装置以及仪器仪表等小容量负荷称为控制负荷。这类负荷在发电厂、变电所中数量多、范围广，但容量小。

12. 动力负荷：在发电厂中，直流润滑油泵电动机、氢密封油泵电动机、电磁操作的断路器合闸机构、交流不停电电源装置、直流照明等大功率的负荷称为动力负荷。这类负荷在发电厂中容量较大，对蓄电池容量及设备选择起着决定作用。在变电所中，主要是电磁操作机构。

13. 控制和动力母线：控制负荷和动力负荷对直流操作电源的要求不同，一般情况下分设控制和动力母线。在电厂，控制和动力则由单独的直流设备分别提供，常规控制为110V系统，动力为220V系统；在变电所，由于设备容量较小，控制和动力则由同一设备提供。

14. 核对性放电：在正常运行中的蓄电池组，为了检验其实际容量，以规定的放电电流进行恒流放电，只要有单节电池达到了规定的放电终止电压，即停止放电，然后根据放电电流和放电时间，计算出蓄电池组的实际容量，称为核对性放电。

15. 终止电压：蓄电池容量选择计算中，终止电压是指直流系统的用电负荷，在指定放电时间内要求蓄电池必须保持的最低放电电压。对蓄电池本身而言，终止电压是指蓄电池在不同放电时间内及不同放电率放电条件下允许的最低放电电压。一般情况下，前者的要求比后者要高。

电力操作电源系统原理

电力操作电源系统主要由交流配电单元、充电模块、直流馈电、集中监控单元、绝缘监测单元、降压单元和蓄电池组等部分组成。图1为电力操作电源系统原理框图。

图1-1：电力操作电源系统原理框图

两路交流输入经交流配电单元互投后选择其中一路交流输入提供给充电模块；充电模块输出稳定的直流电源，一方面对蓄电池组补充充电和提供合闸输出，另外通过降压单元提供控制输出，为负载提供正常的工作电流；绝缘监测单元可在线监测直流母线和各支路的对地绝缘状况；集中监控单元可实现对交流配电单元、充电模块、直流馈电、绝缘监测单元、直流母线和蓄电池组等运行参数的采集与各单元的控制和管理，并可通过远程接口接受后台操作员的监控。

3、奥特迅公司电力操作电源介绍

3.1 前言

GZDW 系列高频开关直流电源系统，是深圳奥特迅电力设备有限公司自行开发研制和生产的新一代电力操作电源。其中，集中监控器、充电模块及各监测单元的设计，均采用世界最先进的且具有成功运行经验的技术，并结合了我国电力系统的特点。

充电模块

多年的运行与设计经验使奥特迅全面了解到我国不同地域、不同行业对直流操作电源的不同要求及使用习惯。因此奥特迅研制的电力操作电源非常适应中国国情，完全可以满足不同用户的各种技术要求。

深圳奥特迅电力设备有限公司在高频开关电源设备的设计、制造运行方面积累了丰富的经验，产品通过了国家继电器质量监督检验中心型式试验、国家电力工业部电力设备质检中心型式试验、通过国家科学技术新产品成果鉴定。我司可提供以下文件证明：质检部门的认

可文件、瑞士ISO-9001：2000质量认证书、两部鉴定证书和生产许可证、国家电力公司电力规划设计总院推荐证书、成套局推荐证书、获国家水电水利规划设计总院推荐证书以及在电力系统商业运行的良好记录。

3.2 应用范围

奥特迅 GZDW系列直流电源柜，适用于大中小型发电厂、变电所，作为高压断路器直流操作机构的分、合闸、继电保护、自动装置、信号装置等使用的操作电源及事故照明和控制用直流电源。各项性能指标达到并超过DL/T459-2000标准。

3.3 系统特点：

?采用自行开发的第三代智能高频开关电源模块，充电模块N＋1热备份

?宽电压输入范围：AC380V±20%，电网适用性强

?交流输入频率：50Hz±10%

?硬件低压差自主均流，均流不平衡度≤±3％

?充电模块采用软开关技术，效率高达96%

?监控系统采用串行总线结构、分散控制集中管理的智能监控模式

?直流系统中各功能单元均为具有CPU的智能化单元，具有自诊断能力；单元与单元、

单元与监控器之间全部是数字通讯且输入输出电气全隔离；

?直流系统中任一单元故障时，不影响其它单元的正常运行。先进的控制逻辑和通讯

校验算法，可确保在任何干扰环境下，都不会使系统产生误动。

?具有RS232、RS485、MODEM、光端机等多种接口，支持任意通讯规约，更加方便与

远程监控系统通讯实现“四遥”功能，适合于无人值守

?具有蓄电池自动管理及自动温度补偿功能，智能化电池管理

?具有交流进线缺相保护、雷击浪涌吸收及交流配电单元

?专业为用户度身定做各种规格配置的电力电源系统

3.4 型号命名

GZDW系列高频开关电力操作电源系统型号命名规则如下：

3.5 使用环境

?户内使用，设备运行的周围空气温度不低于－10℃，不高于＋40℃，在设备停用期

间，周围空气温度不低于－25℃，不高于＋55℃；

?日平均相对湿度不超过95％，月平均相对湿度不大于90%；

?运行地点无导电或爆炸尘埃，无腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽；

?交流输入电压波形为正弦，电压波动范围不超过额定值的±20％；

?交流输入频率波动范围不超过额定值的±10％。

本章内容小结

本章主要介绍电力操作电源的几个名词定义，电力操作电源的工作原理。对奥特迅公司电力操作电源进行了简介。

GZDW 高频开关电力操作电源培训手册

第二章设计选型及系统基础知识

本章主要讲述电力用操作电源系统设计选型方案，接线方式，系统配置等内容。在本章的后半部分介绍了电力操作电源相关配件的性能原理描述。

1、系统接线方式

目前国内电力用操作电源系统接线主要分为以下几种方式: ◆ 以母线分段为标准可分为

单母线接线方式、单母线分段接线方式、双母线接线方式等； ◆ 以降压装置为标准可分为

带降压装置接线方式和不带降压装置接线方式； ◆ 以充电机和蓄电池组数为标准可分为

一组充电机一组蓄电池方式、二组充电机一组蓄电池方式、二组充电机二组蓄电池方式、三组充电机二组蓄电池方式等。下面例举几种比较典型的接线方式

图2-1：一组充电机一组蓄电池单母线无降压装置图2-2：一组充电机一组蓄电池单母线带降压装置图2-3：二组充电机一组蓄电池单母线带降压装置图2-4：一组充电机一组蓄电池单母分段带降压装置图2-5：二组充电机一组蓄电池单母线分段无降压装置图2-6：二组充电机二组蓄电池双母线带降压装置图2-7：二组充电机二组蓄电池双母线无降压装置图2-8：三组充电机二组蓄电池双母线无降压装置

图2-1：一组充电机一组蓄电池单母线无降压装置

图2-2：一组充电机一组蓄电池单母线带降压装置

图2-3：二组充电机一组蓄电池单母线带降压装置

图2-4：一组充电机一组蓄电池单母分段带降压装置

图2-5：二组充电机一组蓄电池单母线分段无降压装置

图2-6：二组充电机二组蓄电池双母线带降压装置

图2-7：二组充电机二组蓄电池双母线无降压装置