直流电源系统的技术要求

直流电源系统的技术要求

 
1.2直流电源柜技术性能要求
（1）性能要求
 
①直流系统接线方式及高频开关电源工作方式
 
220V直流系统母线采用蓄电池供电。蓄电池专用的充电设备接于直流主母线和蓄电池出口直流母线上。正常运行时，高频开关电源由二路380V交流电源供电，将交流整流为直流电后，高频开关电源接入充电母线，给蓄电池浮充电并同时经馈电母线给直流负荷供电。
 
②高频开关电源采用微机型高频开关电源，模块并联组合方式供电。高频开关电源由微机监控单元和电源模块组成。模块可带电插拔。每套装置组装在一面柜内。
 
③高频开关电源应采用微机控制，满足对蓄电池组的初充电、浮充电和补充充电的要求。高频开关电源应有自动控制（微机监控单元）和手动控制两种方式，当自动控制单元故障或检修时，转入手动控制。微机控制的自动化程序应具有以下功能：
 
初充电程序：首先对蓄电池以恒流（0.1C10）充电，当电压上升到设定电压时自动转为恒压充电，当恒压充电电流小于整定值（0.01C10）时，3小时后发出初充电完毕信号并自动转为浮充电。
 
正常充电程序：正常以恒定电压对蓄电池进行浮充电，并能根据环境温度自动对浮充电压进行补偿。
 
均衡充电程序：在正常浮充电运行状态下，每间隔3～12个月(可根据用户要求整定)，微机控制高频开关电源自动由浮充电状态转入均衡充电状态。均衡充电时，首先对蓄电池以恒流（0.1C10）充电，当电压上升到系统高允许电压时自动转为恒压充电，当恒压充电电流小于整定值（0.01C10）时，3小时后自动返回到浮充电状态。
 

交流失电后补充充电程序：当高频开关电源交流失电后恢复供电时，能根据交流失电期间蓄电池的事故放电容量进行补充充电。当失电期间事故放电容量不大于设定值时，交流恢复供电后自动转为浮充电方式运行；当失电期间事故放电容量大于设定值时，交流恢复供电后按均衡充电程序对蓄电池进行补充充电，在此过程中自动记录对蓄电池的充电容量，当为恒压充电状态且充电容量达到蓄电池放电容量时，自动转为浮充电运行。
 
装设微机监控器具有单只电池在线测试功能。检测每只蓄电池组运行工况，对蓄电池组充、放电进行动态管理，并应具备对蓄电池温度进行补偿的功能。本单元可独立设置，也可将本单元功能分别由微机总监控单元和电源模块来完成。
 
④微机监控单元
 
微机监控单元是高频开关电源及其成套装置的监控、测量、信号和管理系统的核心部分，装置能根据直流系统运行状态，综合分析各种数据和信息，对整个系统实施控制和管理。
 
微机监控器应具有控制、测量和故障告警功能。控制功能包括高频开关电源的开／关机、各整流模块的开／关机以及各种运行参数（如各充电方式参数、均充、浮充电压等）的设置等；测量功能包括高频开关电源输入交流电压测量、输出直流电压及电流测量、蓄电池充放电电流测量以及直流母线、蓄电池端电压测量等；告警功能包括输入交流故障告警、整流模块故障告警、输出直流故障告警以及蓄电池端电压过高过低告警等。
 
装置应能适应直流系统各种运行方式，具备人机对话、与成套装置中各子系统通信，要求考虑装置能够适应于杭锦后旗30MWp设施农业与光伏一体化项目综合自动化监控系统的要求，可与上位机通信。通讯接口规约必须满足部颁CDT国标101，国标104三种规约要求。
 
系统还应具有软启停功能（即设备在开机过程中，输出电压的建立是从零伏逐渐上升到额定值的起动过程），避免对电池造成冲击。
 
⑤高频开关电源模块
 
1).构成：全波整流及滤波器、高频变换及高频变压器、高频整流滤波器。
 
2).每个模块内部应具有监控功能，能不依赖总监控单元独立工作。正常工作时模块应与总监控单元通信，接受监控装置的指令。模块采用PWM调制制式，工作频率大于40kHz。
 
3).各整流模块在并联运行时应具有自动均流功能，在其额定电流的50%～95%范围内，其均流系数应不大于5%。
 
4).任一电源模块故障时应能自动退出并不影响其它模块的正常工作。在各种工作方式下，高频开关电源应能在不影响装置正常运行的情况下更换充电模块，在更换模块的过程中不应对系统产生不良影响。
 
5).应具有过电流保护功能，保证在负载回路发生短路或高频开关电源的输出电流超过额定值的115%时进行保护，同时发出报警信号。
 
6).应具有自动限流功能，当高频开关电源的输出电流超过额定值的110%时，其输出直流电压应呈下垂伏安特性。
 
7).应具有防雷击和过电压保护功能，并能保证在输出直流电压达到高直流电压的105%时进行保护，并发出报警信号。
 
8). 应有良好的散热措施，并应在其结构上采取防尘措施。当采用强制风冷时，应选用低噪音风机。
 
⑥直流母线电压高于或低于额定值的10%时，应发出电压过高或电压过低报警信号。
 
⑦高频开关电源还应具有欠压保护、交流电压缺相保护、电池过充放、三相不平衡保护和微机自检等功能。在过流、过电压、交流电压缺相、三相不平衡及装置故障时，应有就地信号并能向远方发信号。
 
⑧高频开关电源稳流精度：交流输入电压在380V±15%范围内变化，充电电压在蓄电池组标称电压的90%～145%范围内任一数值上，充电电流在额定值的20%～95%范围内，其稳流精度应不大于0.5%。
 
高频开关电源稳压精度：交流输入电压在380V±15%范围内变化，负载电流在额定值的0%～95%范围内变化时，输出电压在额定直流电压稳压调节范围的任一数值上，其稳压精度应不大于0.5%。
 
⑨高频开关电源的稳压调节范围应为蓄电池组标称电压的－10%～45%。
 
⑩高频开关电源在电网电压及负载电流在规定范围内变化时，在浮充电（稳压）状态下电阻性负载两端的纹波电压（有效值）应不大于0.1%；在均衡充电（稳流）状态下电容性负载两端的纹波电压（有效值）应不大于0.1%。
 
⑪微机绝缘监测装置：
 
每段母线装设的一套微机型在线式绝缘监测装置是高频开关电源直流成套装置绝缘监控、测量、信号和管理系统的核心部分，装置能根据直流系统运行状态，综合分析各种绝缘数据和信息，对整个系统实施绝缘监测和管理。
 
微机绝缘监测装置应具有对整个直流系统在线绝缘监测及对每回控制、合闸等回路的绝缘进行动态监测和故障告警功能。
 
微机绝缘监测装置必须采用大屏幕液晶显示器（亮暗屏）、全汉化显示，操作简便的外置型装置，能够通过液晶显示就地采集直流系统绝缘监测到的相关信息。
 
微机绝缘监测装置应能通过RS232或RS485串口后台进行通信，接口标准采用国际标准。
 
⑫其他技术指标:
 
高频开关电源的效率 ³ 92%
 
功率因数 ³ 0.90
 
噪声 £50dB （距屏1M处）
 
可靠性指标：MTBF³120000H
 
⑬高频开关电源面板上应设有各种运行和故障显示。以下为人机界面的低要求：
 
a)  面板显示（全汉化显示、大屏幕精度不低于1级）：
 
²        高频开关电源输出直流电压和输出直流电流
 
²        蓄电池电压及充放电电流
 
²        装置故障指示
 
b)  监控器面板首页应有如下显示：
 
²        母线电压
 
²        电池电压
 
²        电池电流
 
²        运行方式
 
⑭直流系统设备间通信
 
应设置微机监控主单元，负责与高频开关电源的微机监控单元、与直流屏上的绝缘检测装置间的数字通信，应能通过RS232或RS485串口后台进行通信，接口标准采用国际标准。
 
²        可对以下模拟量进行监视；
 
交流两路输入电压、母线电压，负荷电流、蓄电池的电压、浮充电流、放电电流。
 
²        可对以下开关量进行监视：
 
高频开关电源交流断开、高频开关电源直流断开、蓄电池断开、高频开关电源故障及报警、馈线开关断开、馈线故障报警。
 
⑮主要技术参数：
 
交流输入额定电压：三相380V
 
交流输入额定频率：50Hz
 
直流额定输出电压： 220V
 
额定输出电流： 40A（220V直流电源系统）
 
功率因数：≥0.90
 
稳流精度：≤±1%
 
稳压精度：≤±0.5%
 
纹波系数：≤0.5% （采用峰峰值计算）
 
效率：≥90%
 
软起动时间：2-10s
 
高频模块并联工作时输出电流不均衡度＜±5%
（2）直流柜技术要求
 
①直流柜采用柜式结构。
 
②直流柜柜体尺寸：800(宽)×600（深）×2260（高） (mm)，柜内设备自然冷却。
 
③直流柜颜色按业主要求。
 
④直流柜柜体应有足够的强度和刚度，应能承受所安装元件及短路时所产生的动、热稳定。同时不因设备的吊装、运输等情况而影响设备的性能。
 
⑤装于直流柜内的继电器应能防止设备正常操作的振动而引起的误动作。
 
⑥直流柜背面应设置防止直接接触带电元件的面板。
 
⑦屏内使用的电器元件，如开关、按钮等应操作灵活，测量仪表满足精度要求，各类声光指示信号应能正确反映各元件的工作状况。测量仪表装设在柜体上方可开启的柜门上。
 
⑧空气开关的容量应满足长期工作电流的要求，装置的各种馈线开关应采用专用直流开关，采用开关时应具备相应的直流灭弧能力，并保证与上、下级空气开关之间满足各级选择性的要求。
 
⑨屏内安装的元器件应具有产品合格证。屏柜的元件选型和布置等应符合设计图纸要求。
 
⑩其他
 
屏内元件的布置应便于安装和维护。
 
直流屏的的结构，母线、刀闸、空气开关等主要元件应能承受交流30kA、直流20kA短路电流水平要求。
 
各元件配置要求卖方列出明细表，母线间联络、蓄电池、要求采用熔断器，屏内设备的布置及安装应方便屏外电缆的引入及连接。
 
柜内元件及端子标志应清晰、耐磨、端子排采用阻燃型凤凰端子，屏内布线整齐、美观、便于检修，端子排底端与柜底距离不小于300mm，并有10%备用端子。