1　概  述

天津双源公司是专业从事电力产品的研发及生产变电站自动化系统集成产品的高新技术企业，致力于电力高频开关电源的研究、开发、生产。在引进国外的先进高频开关电源技术的基础上，公司研制出的GKMC型高频开关电源模块，完全满足现代电力系统要求，产品已广泛应用于从550KV到35KV各类电压等级的发电厂、变电站等的直流系统及相关配套设备中。

２　工作原理

         GKMC电力模块采用三相三线制(无相序要求)380VAC输入，输入范围宽；无中线电流损耗，具有软启动功能。

三相交流输入采用先进的尖锋抑制器及EMI滤波，可以有效的抑制和吸收尖锋电压，保证模块后级电路的安全。

         由全桥整流电路将三相交流电整流为直流，再经无源PFC调整后大大提高了功率因数。经全桥PWM电路转换为高频交流，再经高频变压器隔离降压后高频整流输出。

整流模块中的脉宽调制电路（PWM）及软开关谐振回路，可根据电网和负载的变化，自动调节高频开关的脉冲宽度，使输出电压、电流在任何允许的情况下都能保持稳定。

GKMC模块具有独立的输出电压调节口可调输出电压范围约90V-150V，及输出恒流调节口，模块本身具备多重保护功能，因此该系列模块可单机或多台并机自控独立安全运行，完成各种基本功能。

GKMC模块内部的控制部分和主回路完全隔离因此模块的抗干扰能力强，工作稳定可靠。










该系列模块具有简便的主回路接线端口、并机端口及模拟量0~5V调节口，可并联组合工作，在监控器的监控下完成机架组合输出，并与上位机实现“四遥”功能。

模块电气原理框图（图1）

3        模块特点

◆     交流宽带输入:  三相模块为380±20%；

◆     无级限流技术:  输出电流可根据负载电流和蓄电池容量,手动或系统监控自动调节；

◆     低差自主均流电路，无需外围电路，即可自行实现多模块的并联均流，易于维护安装；

◆     高效自然冷却:  有效地保证了元器件运行的可靠性,寿命更长；.

◆     真正地实现N+1备份；

◆     较强的独立性:  即使脱离系统监控也可单独正常运行；

◆     优秀的前级识别脉宽保护电路:  加强了高频开关电源运行可靠性；

◆     一体化设计，无需参数控制器；

◆     开环、闭环都能工作，非常灵活。

4  产品命名

5主要技术指标

5.1    技术指标

◆  交流输入     额定电压 ：（304-456）VAC       额定频率： 45 HZ –55 HZ

◆    电压调节范围  ：（1.0V起控）（90~152.5） V         

◆    电流调节范围  ：（1.5V起控）（0.2~1） I_MAX

注：1.整定电流在0.2Imax～Imax范围内连续可调（Imax为最大电流，该电流值为输出额定电流+0.5A）；

2.出厂设定过压保护点为140伏，电压调节范围最大只到140伏。

◆     稳压精度：£ ± 0.5％

◆     稳流精度：£ ± 1％

◆     纹波系数：£  0.5％

◆     效率：＞ 90％

◆     噪声：£ 45dB（10A）

◆     重量：12Kg

◆     尺寸：（开孔尺寸）  145（宽）´ 247（高）

◆     冷却方式：自然冷却

◆     开机浪涌：无

5.2    正常使用条件

◆     海拔 £ 2000ｍ

◆     环境温度 －25°C £ T £ 40°C

◆     相对湿度£ 96％（20±5°C）

◆     无剧烈振动及冲击

◆     无导电及爆炸尘埃，无腐蚀性气体

◆     环境温度变化率 £ 5°C/ｈ；相对湿度变化率 £ 5％/ｈ

◆     室内使用且通风良好

◆     安装时保持风道畅通

6 功能说明

◆     输出过压保护功能

为防止输出过电压对用电设备造成灾难性事故，模块内三级过压保护分别为，第一级144V，第二级为147V，第三级为150V。即使模块内部第一级第二级过压保护电路损坏，那么还有第三级保护作为备用。出现输出过压后，模块自动锁死，相应模块故障指示灯亮，故障模块自动退出工作而不影响整个系统正常运行，过压保护点出厂时已定，额定输出110V机型设为144V±2V。

◆     输出短路保护

输出短路时，模块在瞬间把输出电压拉低为零，限制短路电流在限流点以下，以达到保护模块的目的。模块长期在短路状态下也不会损坏，排除故障后，可自动恢复工作。

◆     过温保护

过温保护主要是保护大功率变流器件，在正常工作情况下，模块设计留有足够余量，在特殊环境下，模块检测散热器温度超过90℃时，自动关机保护，温度降低到80℃时，模块会自动启动。

◆     输出过流保护

由于模块输出功率的限制，输出电流不能无限增大。每个模块输出电流最大限制为额定输出电流+0.5A，在此范围内，模块输出电流值连续可调。如果超负荷，模块会自动调低输出电压，而不会超过设定的输出限流点，以达到保护功率器件的目的，过流保护可自动恢复。

◆     模块并联保护

每台模块内部均有并联保护电路，保证任一模块退出系统时，不影响其它模块和系统的正常工作。

◆     电流调节功能

在模块的前面板有输出电流调节电位器，在无监控集中控制时，可调节单台模块输出电流的最大值，限流点可在0.2Imax~Imax连续可调。在有监控时，限流值由监控系统设定，电位器安放在最大值位置，具体调节方法参阅8.1.2。

◆     电压调节功能

在模块的前面板有输出电压调节电位器，在无监控集中控制时，可调节单台模块输出电压值，（ 90V-140V）连续可调，在有监控时，输出电压由监 控系统设定，电位器调节无效，具体调节方法参阅8.1.3。

◆     防倒灌功能：每台模块在输出端已加防倒灌二极管。

7      外形尺寸及前面板、后面板示意图    

8      使用说明

8.1   前面板

前面板布置有推拉模块的隐形拉手、指示灯、模块独立的输出电压调节口、输出恒流调节口。

8.1.1  指示灯  

绿灯：工作指示。逆变桥工作时此灯亮，否则不亮。

黄灯：告警指示。当输入过欠压、输出过欠压、过热时，此灯亮。

注：当输入过欠压、输出过压、过热时，模块无输出；输出欠压时，模块有输出。

红灯：故障指示。当输入电压正常、输出无过压、模块无过热，而逆变桥不工作，则红灯亮，表示机器有故障。

注意：模块开机时有2～5秒红灯与黄灯亮，非故障。

8.1.2   电流整定（I-ADJ）

在无监控集中控制时，可调节单个模块的电流整定电位器，设置模块输出电流最大限流点。可在0.2I_max～I_max范围连续可调。逆时针调小，顺时针调大。注：模块出厂时电流已调到最大。

8.1.3  电压整定（U-ADJ）

在无监控集中控制时，可调节单模块的电压整定电位器，模块输出电压值90V-140V连续可调。逆时针调小，顺时针调大。注：模块出厂时电压已调到122V。

8.2    后面板

8.2.1

标准后面板布置有可带电插拔的插座。模块的三相交流输入、直流输出、并机线、故障报警以及自动均流信号线等一并插拔十分方便。为了便于用户接线，随机配套还提供了接线板。每个接线板上除已焊好配套的插头外还装有两个定义完全一致的CD15针插座，见图3下方。连接控制线时用随机配套的联机线，一插即可。

8.2.2

连机插座CD15各针孔定义和外接线简图如下：

15针插座各脚功能及接线图（图3）：

图3

 SY-GKMC1105型并机口端子定义：                                                                               

a)   1脚和10脚：为外部调流输入端口

在1、10脚外加1～5V电压，1脚接正极，10脚接负极，通过整定此电压，可以限制总输出电流，具有外部整定电流的功能。注：此时前面板电流整定电位器I-ADJ应设定为最大。

单模块：

当外控输入电压为1V时，对应输出电流最大为1A；外控输入电压为2V时，输出电流最大为2A；以此类推，当外控输入电压为5V时，输出电流最大为5A。

多模块并联：

当N个模块并联时，其相应输出电流为单模块电流的N倍。即：2个模块并联时，当外控输入电压为1V，对应输出电流最大为2A；外控输入电压为5V，输出电流最大为10A。

b)  5脚和13脚：为外部调压输入端口

在5、13脚外加1～5V电压，5脚接正极，13脚接负极，通过整定此电压，可调节总输出电压。

通过5、13脚的外部调节电压低于起控点时，此电压调节不起作用，此时模块的输出电压可由前面板的U-ADJ设定（出厂已设定为122V）；

通过5、13脚的外部调压电压高于起控点时，输出电压由此5、13脚的控制电压调节。此时前面板的U-ADJ整定不起作用；

c)  6脚和14脚：为外部关机端，当从外部将6、14脚短接时，模块关机，断开后，自动开机；

d)  8脚和15脚：为模块故障信号输出端，详见表3和图7～9；输出接点容量为DC24V，0.2A。

e)  2脚和9脚：为均流并接端，连接后模块借此自行均流，用户不须过问此二引脚；

f )  3脚、4脚、7脚、11脚、12脚：为空脚。

8.2.3  带电插拔插座的定义如下供参考，见图3

9      安装调试  

9.1安装要求及注意事项:

a)  模块与柜体安装支架的接触面应尽量掏空到最大掏空面积，使模块原有的散热孔不受遮挡。

（切记：保持上下风道畅通）

          b)  模块安装到位后，用固定块将模块固定在柜体上。

注：固定块有接地和固定两个功能：固定块的一脚用M8螺栓与模块接地孔可靠联接，同时另外一脚与柜体可靠联接，使模块机壳地与柜体大地连通成一回路，避免外界干扰。

c) 横梁由客户自己设计。我公司备有接好线路的整体拖板提供给客户极大的方便，用户可在订货时一并购买。

9.2  安装前的准备：

9.2.1  安装前先检查外观有无损坏，当外观完好时，方可安装。模块出厂时，电压电流已整定好，若需重新整定，请按以下步骤进行：

a）电流整定（单模块）：将交流电源空气开关 ( 用户自配 ) 打到OFF，接入三相电源及所需负载，航空插头插牢旋紧后，把交流电源空气开关打到ON，调节I－ADJ到所需要的整定值。

注：若模块并联使用，一般把每台模块I－ADJ整定一致（顺时针调大）即可。

b)  电压整定：整定U－ADJ到所需电压即可。

注：若模块并联使用，一般使用外部调压，此时建议把U－ADJ整定到系统浮充电压值。

9.2.2  准备好相应的并联线及输入输出插头，并按前述的接线，以及相应负载电流表电压表。

9.2.3  系统安装

a) 模块交流输入空气开关打到OFF

b) 插入并接线，并拧紧螺钉

c)  接入模块插头

d) 接好外部控制线，并拧紧螺钉。

9.2.4  调试前注意事项

a) 模块具有良好的外控输出电流电压线性，且脱离监控也能正常工作保持系统浮充状态。

b) 模块输出电压调节范围：

S型模块--外控电压在1.0V以上有效。外控电压和输出电压有如下关系：

Δ1V对应15V即 1V对应92V、2V对应107V、3V对应122V 、3.5V对应130V

c)  模块外控输出电流范围。

         当外控电压大于1V时有效，外控电压和最大输出电流有如下对应关系：

      Δ1V控制电压对应额定电流的20%。

例如：对于5A模块GKMC1105，电流控制口加控制电压1V时，该模块最大输出电流1A，当电流控制口加控制电压2V时，模块最大可输出2A电流。

    实际输出电流决定于电压和负荷的情况，此处调节的仅是输出电流的最大值。

9.2.5   调试

由于模块具有上述特点，所以模块可适应于开环和闭环的控制方式：

a)如果是闭环监控微机，通过监控设置均、浮充电压及充电电流等，启动监控微机，合上三相电源，看均、浮充电压是否正常。设置充电电流投入负载，看能否在预定的电流下工作，其余各项依次类推。

b）如果是开环控制，确定相应电压电流与外控电压关系。假设浮充122V均充127V，那么监控微机模拟输出控制电压分别设置为3V及3.12V（S型），就能达到均、浮充的目的。电流控制依次类推。

c) 均流不平衡度

      当输出电流大于2 % I_MAX时，各模块均流不平衡度≤5%

10   模块成套性

a)  带有热插拔插头和CD15插座及引线的PCB板

b)  使用说明书一份、合格证、保修卡一个、并联线一条

11   包装运输保管

a) 模块应包装好才能运输。运输过程中，不应有剧烈振动、撞击和倒置。

b) 设备在保管中应放于通风良好的场所，避免高温、尘埃和金属粉末多的场所，应有防雨、防水、防潮、防日晒等措施。

12   使用中的注意事项

高频开关电源模块是电子产品，对使用环境有一定要求而不同于普通的电气元件。在电压严重不稳定或多雷电地区，建议加用过压保护器；在谐波分量较大的环境例如钢厂等，建议使用隔离变压器。以保护模块正常运行。

注意：    1.严禁私自拆机，封标若有损坏，产品概不退换，一切修理费用自理。

2.在运输过程中，请与系统分开包装。敬请原谅！

        天津双源公司生产的各种不锈钢端子箱、配电箱、动力箱用于35KV、110KV、220KV、500KV及以下发电厂、变电站、工矿企业的低压系统设备动力的就地控制。箱体采用进口不锈钢材料制作，强度好、硬度高、表面美观、密封性好、抗腐蚀性强、寿命长、须维护，是普通端子箱、配电箱、动力箱最理想的换代产品和上等级产品。
不锈钢端子箱特别适用于沿海地区、多粉尘等恶劣环境的室内外场合使用。

[产品特点]  
1. 门和箱体采用全封闭结构，配以密封橡胶条和防水槽，具有防雨、风、沙、尘的四防功能。
2. 箱体上、下两側装有专用呼吸器，可形成对流风，起到降温作用，保证箱体内部元件干燥。
3.采用不锈钢门轴，双源专用端子箱手把，用箱门内部装有限位和防反弹机构。
4. 引线敲落孔改进为"工"字型可拆卸结构，方便了电缆的引入。
5. 箱内照明采用冰箱式结构，门开灯亮，方便检修。
6. 箱体外部采用微痕和无痕制作工艺，使外观更美观。
7. 在潮湿环境或结霜、凝露季节使用的端子箱，可配用我公司生产的GS-1型凝露控制器，杜绝因结霜、凝露造成的绝缘下降和短路故障，使用更安全可靠。
[使用条件]

    海拔高度不超过2000米；
    环境温度不低于-5℃，不高于+40℃；
    环境相对湿度不大于90%（相对环境温度20℃±5℃）
    运行地点无导电或爆炸尘埃，没有腐蚀金属和破坏绝缘的气体和蒸汽；
    安装地点无剧烈振动和冲击；
(若预期使用环境超出以上条件，用户应向制造厂说明)。
[型号及外形\开孔尺寸]

概    述：
    变电站的直流系统被人们称为变电站的“心脏”，因为各类断路器分合闸操作和为电网提供控制和保护的二次回路都需要直流系统提供工作电源，随着电力工业的迅速发展，为提高电网的供电质量，使电网安全、经济运行，电力系统的自动化程度也越来越高，从而对电力控制系统的关键设备——控制电源的要求非常严格。尤其变电站推行无人值班改造后，对变电站直流系统要求也更高了，不仅要求其精度高、工作可靠，而且应满足自动化管理的要求，具有遥测、遥控、遥信、遥调“四遥”功能。

用    途：
    广泛适用于发电厂、变电站、工矿企业配电室作为继电保护的工作电源和开关的操作电源。发电厂、变电站的电压等级从500KV、330KV、220KV、110KV、35KV等变电站到10KV开闭所，住宅小区、大厦、工厂、机场、矿山、油田、铁路等用户的10KV~220KV各种级别的变电站。
输出电压等级：
    DC110V，DC220V，DC48V，AC220V，或客户指定的输出电压。
产品系列：
    电池容量5Ah~3000Ah，可配置铅酸蓄电池、镉镍蓄电池或环保型镍氢蓄电池
    可配置多种部件，如DC/DC变换器，DC/AC变换器，进一步扩展使用功能
    GZG34系列微机控制高频开关直流电源屏
    GZG34-15箱式变电站专用直流电源箱
    GZQ03-100继电保护试验电源屏
    GJQ03-100在线式微机专用电源柜
    通讯电源屏。
    GZQ03-100继电保护试验电源屏、GJQ03-100在线式微机专用电源柜、通讯电源屏，的内容在“其他高频开关电源直流屏”中介绍。
使用条件：
    ●设备运行的周围空气温度不低于－5℃，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℃
    ●在户内场合下使用，且室内通风良好。
    ●海拔高度不超过2000m。
    ●环境最大相对湿度不超过90% (相对环境温度20℃±5℃)。
    ●运行地点无导电或爆炸尘埃、没有腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽。
    ●安装地点无剧烈振动和冲击，垂直倾斜度不超过5%。
柜体尺寸：
    2260×800×600mm（650）(PK-10)(PK-10D,PK-10X)
    2360×800×600mm（650）(PK-10G)(PK-10D,PK-10X)
特    点：
    ●集中监控单元采用触摸屏或大屏幕液晶汉字显示，声光报警，可直接操作或进行系统参数设置
    ●高频开关电源模块具有安全可靠、安装调试简单、检修维护方便的特点
    ●高频开关电源模块可自动投切，可带电更换，个别模块故障也不影响系统正常运行
    ●实现遥测、遥控、遥信、遥调“四遥”功能，可以实现远程控制，适合无人值守变电站
    ●实现电池智能化管理，自动充电、自动温度补偿，延长电池使用寿命管理
    ●输出直流电能的质量高，有利于保护系统可靠运行并延长电池寿命
    ●电池巡检仪装置可检测各项电池参数，异常发出报警信号，为电池的维护、管理带来极大的方便
产品型号及含义：

技术性能：

系统工作原理：

    如上图所示，两路交流电源通过交流配电单元之后，给各充电模块供电，充电模块输出，通过汇流排汇接后，供给合闸负载及蓄电池使用，再经过硅链降压后，输出供给控制负载使用。
    正常情况下，充电模块给蓄电池充电，同时给合闸及控制负载供电，交流电源中断时，由蓄电池给合闸及控制负载供电，系统同时发出声光告警；交流电源恢复时，系统自动恢复正常工作。
    直流馈出线柜、交流配电和充电模块都有内置的监控电路，负责对自身状态进行监控和告警，并与系统的监控模块进行通讯。监控模块一方面接收交流配电、直流馈出线柜和充电模块的信息，并进行相应的控制，另一方面可通过多种通信方式连接后台计算机。电源系统的信息也可通过微波、载波、专线、公共电话网等通讯方式传送到调度中心，以实现集中监控。
系统组成：
    ●监控模块---监控模块是直流屏的控制中心，担负着“上传”、“下达”的任务
    ●交流配电---将两路站用电经经自动或手动切换分配到充电模块；C级防雷保护系统
    ●充电模块---将交流变换成直流（AC/DC），给负荷供电，同时对电池充电
    ●直流馈电---通过直流空开引出合闸支路和控制支路给负载供电
    ●降压硅链---调整控制母线的输出电压，使得电压相对稳定
    ●配电监控---交、直流电检测及故障信号上送
    ●电 池 组---保证变电站在发生事故时，提供不间断直流供电，电池数量9~108节
    ●绝缘监测---对直流母线、输出分路对大地的绝缘状况的监测
    ●电池巡检仪---实时检测每节电池的端电压，并上送给监控模块
充电模块工作原理：

    三相交流电源经过EMI滤波器输入到整流电路，将交流整流为脉动的直流输出，通过无源功率因数校下（PFC）电路，将脉动的直流转换为平直的直流电源，DC／AC高频逆变器将直流转换为高频交流电源，通过高频整流电路将高频的AC转换为高频脉动的直流，此直流通过高频滤波输出。其中DC／AC高频变换电路在脉宽调制（PWM）电路的控制下，通过调整变换电路的脉冲宽度，以实现电压调整（包括稳压和电压整定）。
    整个充电模块在微机系统的监控下工作，包括模块的保护、电压调整等，同时微机实现将充电模块的运行数据上报到监控模块和接受监控模块的控制命令。
典型方案：
    根据使用要求，直流电源可以有多种设计方案，下面介绍三种常见方案。
接线方案      母线      电池组      降压装置      备注
方案1          不分段      单组             有           单系统
方案2            分段        单组             无           单系统
方案3            分段        双组             无           双系统
方案一：单母线不分段，单组电池，有降压装置，适用于110kv以下变电站系统

方案二：单母线分段，单组电池，无降压装置，适用于110kv以下变电站系统

方案三：双母线分段，双组电池，无降压装置，适用于500kv以下变电站系统

GZG34系列微机高频开关电源直流柜主要参数
表一

表二

表三

    注：300Ah以上电池安装在电池室支架上，系统最大为3000Ah，可根据用户要求制造，馈出柜数量可扩展。
 
[GZG34-15壁挂式直流电源箱]
    GZG34-15壁挂式直流电源箱是双源公司专为小容量直流电源系统而设计，适合于箱式变电站、小型开关站、小型用户变电站及小型10KV变电站，系统采用一体化设计思路，由壁挂电源箱、壁挂电池箱构成，用户可根据需要选配壁挂信号箱。
    GZG34-15壁挂式直流电源箱具有体积小、结构简单美观、安装方便、组配系统灵活等特点；系统监控采用LCD汉字菜单显示，信号箱内置微机报警器，光字牌显示。系统监控所有参数、自动完成电池管理功能，具有RS232/RS485通讯接口，可实现与自动化系统对接，并提供RTU、CDT、MODBUS三种通讯规约供用户选择。