电力系统用高频开关电源系统

九洲电气直流产品用户选型方案
一、系统概述
随着我国电力事业的迅速发展和大规模技术改造的投入，对直流开关电源设备和系统的
要求越来越高，过去的相控电源和磁饱和式电源存在稳压、稳流精度差、纹波系数大及对输
入电网谐波污染严重等缺点，已不能满足我国电力工程和各行各业发展的需要。我们公司生
产的JZ系列智能高频开关电源系统具有稳压稳流精度高、响应速度快、噪声小、效率高等优
点，并且可以很方便的实现“四遥”功能和 N+1 冗余备份，使得开关电源系统运行更加安全
可靠。本系列产品其核心部件为JZ—××××××系列高频电源模块和JZ-MC-××智能监控
装置。整机容量可根据用户的需求进行组合设计，可以满足用户各种特殊要求。
二、系统特点
1、功能齐全
两路交流接入单元，能实现两路交流电源的手动、自动切换,交流两路电源输入可主从备
用（可选）。输入的交流电经高频电源模块转换成直流电，该直流同时给负载供电和蓄电池组
供电。智能监控装置控制整个系统，实现故障告警、显示、键盘操作、电池充电管理、远程
通信等功能。系统集成了交流配电、直流配电、高频电源模块、智能接地巡检单元、智能电
池巡检单元和智能监控单元。采用标准通讯协议，全兼容微机监控，实现数字化远程管理。
2、高可靠电源模块
智能化高频开关电源模块，采用了无源 PFC 技术和先进的脉宽调制控制技术（PWM），使
得模块效率进一步提高，谐波减小。模块采用三相三线制380VAC平衡输入方式，不存在中线
电流损耗。模块交流输入经过尖峰抑制电路和 EMI 吸收电路，经全桥整流滤波电路将三相交
流电压整流为脉动的直流电压，由高频脉宽调制变换器将脉动的直流电压变换成高频方波电
压，再由输出整流滤波电路，得到稳定的输出电压和电流，在电网电压和负载发生变化时反
馈调整电路控制脉宽调制电路，调节脉宽的宽度，使得输出电压和电流保持稳定。高频电源
模块冗余备份运行，均流度高，可工作与有微机监控器和无微机监控器两种模式，成熟的技
术和工艺，运行安全可靠。
3、安全可靠接地巡检
智能接地巡检仪，是以单片机为核心的工业智能检测仪器，采用直流检测法，利用平衡
电桥与不平衡电桥，检测母线对地的绝缘电阻。不向直流系统输入信号，不受直流馈线对地
电容影响。支路对地的绝缘电阻的检测使用电流差值计算，准确计算出各支路的正、负端接
地阻抗，当检测到接地阻值小于设定阻，设备给出报警信号。
智能接地巡检仪具有电压检测功能，当母线的电压超出设定范围时，会进行母线欠压和
母线超压报警指示。同时本设备能储存180条报警纪录。并可通过RS-232、RS-485通讯接口
向远程控制终端传送信息，可保证电力系统安全运行。
4、智能化监控
微机监控装置能自动采集交流、直流、电源模块的参数和工作状态，通过RS232口或RS485
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口与周边设备或远程监控中心联机组网，实现远程监控，通用性强。
5、完善的充电模式
可根据蓄电池容量连续设定限流点，根据电池品种设定主充电流、均充、浮充电压，可
对电池进行容量测试，主、均、浮充自动转换，根据电池放电情况及交流供电情况自动选择
充电曲线。
6、齐全的保护
交流电压过高、过低保护,缺相保护,雷电保护,输出过压、欠压保护,限流过流保护、温
度过高保护、蓄电池过放保护。
三、充电管理
以阀控式密封铅酸电池为例：
根据对蓄电池的充电取样信息，智能监控装置可按预定的管理程序自动完成充电方式
的选择及转换，并可对蓄电池进行充电的动态管理，使蓄电池始终处于满容量状态下运行。
1、恒流充电（主充）工作方式：
当蓄电池回路的充电电流达到 0.1C A时，充电装置自动转入对电池的恒流——恒流限压
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充电工作方式，在第一阶段以 0.1C A的定量限流方式进行充电，当电池端电压达到设定的均
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衡充电电压时，自动转入第二阶段恒压——恒压限流充电，恒压充电电压按单体电池电压
2.35V×N设定。
2、恒压充电（均充）工作方式：
在这种工况下，蓄电池端电压不再上升，而电池回路充电电流在电池容量逐渐地趋向满
容量的同时，不断的下降，当蓄电池充电电流降为0.008~0.01C A后，再延时若干小时（本装
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置可根据用户要求输入设定值），自动转入第三阶段——浮充电工作方式，即正常运行方式。
3、浮充电工作方式：
在浮充电工作方式下，装置输出电压以单体电池 2.23V×N设定。当蓄电池回路充电电流
达到0.1C A时，自动转入恒流充电（主充）方式。
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4、蓄电池电压温度补偿功能：
蓄电池的运行环境温度以 25℃为基准，根据对蓄电池的运行环境温度的监测，判定对蓄
电池电压温度补偿的量化值，对单体蓄电池的电压温度补偿每单位温度为：-3.3mV/℃，整组
蓄电池电压温度补偿值为：
Ut=-3.3×（t-25）N/1000 （V） 式中：t-电池运行环境温度（℃）
N-蓄电池单体数
Ut-蓄电池充电电压温度补偿值（V）
四、计算机通讯
1、信号采集
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1.1模拟量采集：充电机电压、充电机电流、控母电压、控母电流、蓄电池电压、蓄电池
电流（1、2）、交流A相电压、B相电压、C相电压,交流A相电流、B相电流、C相电流等13
路模拟量采集通道。
1.2开关量采集：（工作状态）工作/停止、充电/放电、主充、均充、浮充状态。
9路开关量采集通道：模块故障、母线接地、馈线开关报警、蓄电池熔断器断、避雷器报
警、蓄电池电压低、三路备用
1.3 开关量输出（2 组干接点）：12 路开关量输出通道：模块故障、母线接地、馈线开关
报警、蓄电池熔断器断、避雷器报警、合母电压超限、控母电压超限、输出电流超限、交流
故障、蓄电池电压低、二路备用。
1.3电度量采集：可选的2路电度量采集通道。
1.4温度量采集：可选的1路温度量采集通道。
2、通讯方式选择
JZ-MC)-Ⅳ型智能监控装置具有RS-232或RS-485通讯接口与上位机通信，用户可根据现
场实际情况来选择通讯接口。出厂默认设置为 CDT 规约（推荐）。同时，还可提供 MODELBUS
规约、103规约等。
3、系统通讯报文格式
本系统采用异步串行通讯，数据为八位，停止位一位，无奇偶校验位。波特率可根据用
户要求在600-4800之间选择。波特率的值是在参数设定界面由用户输入的，输入时要键入有
效波特率值，波特率的出厂设置值为1200。
五、使用条件
海拔高度：不超过2000m；
环境温度：-10℃≤T≤40℃；
环境湿度：不超过90％PH（无凝露）；
大气压力：86~106KPa；
使用环境：没有导电及易爆尘埃，没有腐蚀及破坏绝缘的气体的场所；
使用地点：无强烈震动和冲击。

电力系统用高频开关电源系统是一种专门针对电力行业设计的高效能、高效率的电力电子设备。它采用高频变换技术（通常工作在几百千赫兹至兆赫兹的频率范围内），通过脉宽调制（PWM）控制方式，将直流电转换为稳定的交流电或者将交流电整流并升压为所需的高压直流电，以满足变电站、输配电网络、通信基站、监控设备以及其他电力设施中的不间断电源（UPS）、充电设备以及电力质量改善等应用的需求。 这种电源系统具有以下特点： 1. 高频化：由于工作在较高的频率下，可以显著减小变压器和滤波器的体积和重量，提高系统的功率密度。 2. 高效节能：相比传统的工频电源，高频开关电源的转换效率更高，有助于降低能源损耗和运营成本。 3. 快速响应：能够快速调节输出电压和电流，适应电力系统中突发的负载变化或故障情况下的供电需求。 4. 稳定可靠：具有良好的稳压稳流性能和过载保护功能，确保电力设备的稳定运行和电网的安全性。 总之，电力系统用高频开关电源系统是现代电力系统不可或缺的重要组成部分，对于提高电力供应的质量与可靠性、节能减排等方面都发挥着关键作用。