直流系统组成工作原理及技术参数.docx

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直流系统组成工作原理及技术参数

直流系统组成、工作原理及技术参数

1直流屏组成与结构

直流屏是一种全新的数字化控制、保护、管理、测量的新型直流系统。

监控主机部分高度集成化,采用单板结构,内含绝缘监察、电池巡检、接地选线、电池活化、硅链稳压、微机中央信号等功能。

主机配置大液晶触摸屏,各种运行状态和参数均以汉字显示,整体设计方便简洁,人机界面友好,符合用户使用习惯。

直流屏系统为远程检测和控制提供了强大的功能,并具有遥控、遥调、遥测、遥信功能和远程通讯接口。

通过远程通讯接口可在远方获得直流电源系统的运行参数,还可通过该接口设定和修改运行状态及定值,满足电力自动化和电力系统无人值守变电站的要求；配有标准RS232/485串行接口和以太网接口,可方便纳入电站自动化系统。

1.1直流屏的组成：

充电柜-充电模块-监控模块-电池组

1.2直流屏主要特点：

1.2.1高可靠性：

（a）采用开关电源的模块化设计,N+1热备份。

（b）充电模块可以带电热插拔,平均维护时间大幅度减少。

（c）动力母线和控制母线可以由充电模块单独直接供电,可以通过降压装置热备份。

（d）硬件低差自主均流技术,模块间输出电流最大不平衡度优于5%。

（e）可靠的防雷和电气绝缘措施,选配的绝缘监测装置能够。

（f）监测系统绝缘情况,确保系统和人身安全。

（g）系统设计采用IEC（国际电工委员会）,UL等国际标准,可靠性与安全性有充分保证。

1.1.2高智能化：

（a）监控模块采用大屏幕液晶汉字显示,声光告警。

（b）可通过监控模块进行系统各个部分的参数设置。

模块具有平滑调节输出电压和电流的功能,具备电池充电温度补偿功能。

（c）具有多个扩展通讯口,可以接入多种外部智能设备（如电池测试仪、绝缘监测装置等）。

（d）现代电力电子与计算机网络技术相结合,提供对电源系统的"遥测、遥控、遥信、遥调"的支持,实现无人值守。

（e）蓄电池自支管理及保护,实时自动检测蓄电池的端电压、充电放电电流,并对蓄电池的均浮充电进行智能能控制,设有电池过欠压和充电过流声光告警。

2直流屏的工作原理

直流屏两路市电经过交流切换输入一路交流，给各个充电模块供电。

直流屏充电模块将输入三相交流电转换为直流电，给蓄电池充电，同时给高压柜直流分合闸母线供电，另外合闸母线通过降压装置给控制母线供电。

系统中的各基础监控单元受主监控的管理和控制，通过通讯线将各基础监控单元采集的信息送给主监控统一管理。

主监控显示直流系统各种信息，用户也可触摸显示屏查询信息及操作，系统信息还可以接入到远程监控系统。

直流屏除基础的交流监控、直流监控、开关量监控外，还可以配置绝缘监测、电池巡检功能，用来对直流系统进行全面监控。

2.1概述

在变电站、发电厂中使用的电源系统都有蓄电池作为后备电源，而蓄电池运行状况的好坏又直接关系到整个系统是否能够可靠运行。

DF0251电压采集模块可实现对蓄电池单体电压和环境温度的实时监测，通过串行口，将测量信息远传至监控中心，完成蓄电池的无人值守。

本产品的设计是以电力行业标准DL/T459-2000电力系统直流电源柜定货技术条件和DL/T724-2000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规范为依据。

2.2工作原理

蓄电池监测系统的原理框图如下图所示。

……

系统采用了模块化的设计方法，多个DF0251电压采集模块可并联工作，通过拨码开关设置，每一个采集模块具有唯一的地址号。

电压采集模块分两种：

一种是DF0251电压采集模块（19），最多可采集19节电池的信息；另一种是DF0251电压采集模块（57），最多可采集57节电池的信息。

当采用多个采集模块同时工作时，与上位机的通信方式应采用RS485方式。

2.3电压采集模块工作原理

电压采集模块原理框图如下图所示。

配置和构成

DF0251电压采集模块有两种类型：

一种是DF0251电压采集模块（19），可监测19节电池信息，结构尺寸为：

381（宽）×43.5（高）×114（深）mm；另一种是DF0251电压采集模块（57），可监测57节电池信息，结构尺寸为381（宽）×67（高）×114（深）mm。

2.4LED说明

DF0251电压采集模块（以下简称电压采集模块）的面板上有5个发光二极管，从右至左分别定义为电源、维护、运行、故障及串行口通信状态指示。

电源指示：

常亮，表示电源正常；

维护指示：

常亮，表示进入了维护状态；

运行指示：

每秒钟闪烁一次，表示程序运行正常；

故障指示：

电池电压和环境温度出现异常时点亮；

通信指示：

红灯闪亮，表示采集模块有数据发送；绿灯闪亮，表示采集模块有数据接收。

2.5功能设置

2.5.1电压采集模块（19）

电压采集模块以P89C51单片机为CPU，主要完成蓄电池单体电压和环境温度的采集，有一个串行通信接口，可设定为RS232或RS485方式，所有参数均可通过拨码开关进行设置。

一个采集模块最多能采集19节电池的电压。

值得注意的是：

在进行参数设定时，必须先使采集模块断电，进行拨码设置后再上电。

另外还有一个维护串行口，用于修改系统主程序或查看系统参数及运行状态。

此串口与通信端子上的RS485接口（A、B）实际上是同一个串口，可通过拨码开关进行切换设置。

主控板上拨码开关的定义如下：

拨码开关K4的定义（拨码开关设置为“ON”时为0状态，否则为1状态）：

第1-4位为组号站号设置，其中第4位为组号，低3位为站号,0—5为有效站号。

第5、6位为电压类型号，0—2V（即第5、6位的状态分别为0、0），1—6V（即第5、6位的状态分别为1、0），2—12V（即第5、6位的状态分别为0、1）。

第7、8位为RS232/485通信方式选择开关，第7位为0态且第8位为1态时为RS232方式；反之第7位为1态，第8位为0态时为RS485方式。

拨码开关K5的定义（拨码开关设置为“ON”时为0状态，否则为1状态）：

第1-6位为遥测电池节数设置，设置为0—56时，分别对应电池节数为1—57节。

第7、8位为系统运行状态设置，分别设置为0、1时为维护状态，反之设置为1、0时为正常运行状态。

拨码开关K1-K3的定义（拨码开关设置为“ON”时为0状态，否则为1状态）：

K1的第1至8位表示第N（N=1—8）节电池的正极与第N+1节电池的负极在印制板上是否直接相连，当第N位开关设置为“ON”时，表示连接；否则，表示断开。

如K1的第4位设置为“ON”时，表示面板上漏字为“4+”的端子和“5-”的端子在印制板上已经直接连接了；否则表示这两个端子间没有短接，在进行电压测量时，就要用导线将这两个端子短接。

同样，K2的第1至8位表示第N（N=9—16）节电池的正极与第N+1节电池的负极在印制板上是否直接相连。

当第N位开关设置为“ON”时，表示连接；否则，表示断开。

同样，K3的第1至2位表示第N（N=17、18）节电池的正极与第N+1节电池的负极在印制板上是否直接相连。

当第N位开关设置为“ON”时，表示连接；否则，表示断开。

2.5.2电压采集模块（57）

电压采集模块以P89C51单片机为CPU，主要完成蓄电池单体电压和环境温度的采集，有一个串行通信接口，可设定为RS232或RS485方式，所有参数均可通过拨码开关进行设置。

一个采集模块最多能测量57节电池的电压。

值得注意的是：

在进行参数设定时，必须先使采集模块断电，进行拨码设置后再上电。

位于模块面板上方的1排端子实际是主控板上的端子，其定义与DF0251电压采集模块（19）上的端子的定义相同。

拨码开关的定义如下：

主控板上拨码开关的定义与DF0251电压采集模块（19）上的定义相同。

接口板上拨码开关的定义：

拨码开关K1-K5的定义（拨码开关设置为“ON”时为0状态，否则为1状态）：

K1的第1至8位表示第N（N=19—26）节电池的正极与第N+1节电池的负极在印制板上是否直接相连，当第N位开关设置为“ON”时，表示连接；否则，表示断开。

如K1的第4位设置为“ON”时，表示面板上漏字为“4+”的端子和“5-”的端子在印制板上已经直接连接了；否则表示这两个端子间没有短接，在进行电压测量时，就要用导线将这两个端子短接。

同样，K2的第1至8位表示第N（N=27—34）节电池的正极与第N+1节电池的负极在印制板上是否直接相连。

当第N位开关设置为“ON”时，表示连接；否则，表示断开。

同样，K3的第1至8位表示第N（N=35—42）节电池的正极与第N+1节电池的负极在印制板上是否直接相连。

当第N位开关设置为“ON”时，表示连接；否则，表示断开。

同样，K4的第1至8位表示第N（N=43—50）节电池的正极与第N+1节电池的负极在印制板上是否直接相连。

当第N位开关设置为“ON”时，表示连接；否则，表示断开。

同样，K5的第1至6位表示第N（N=51、52、53、54、55、56）节电池的正极与第N+1节电池的负极在印制板上是否直接相连。

当第N位开关设置为“ON”时，表示连接；否则，表示断开。

另外，电压采集模块（57）还有一个特殊用法：

一个模块测量两组电池，每组电池的节数不超过28节，并且两组电池节数必须相等。

此时，模块的组号站号应设置为0x0f，即将主控板上的拨码开关K4的第1-4位（组号站号设置）均设置为“OFF”，即1态。

其余设置不变。

此时模块的前28路遥测端子（即端子漏字为1-、1+——28-、28+）测量第一组电池，后28路遥测端子（即端子漏字为30-、30+——57-、57+）测量第二组电池。

3直流系统及蓄电池的技术参数

3.1直流系统的技术参数

3.2蓄电池组的技术参数