1.概述

1.1系统概述

SY-ZJK4监控器包括采集电路、数据监控、开关量输入、通讯上传及监控报警等，监控模块内部具有简单的母线对地电压监测功能，此外系统还可能以干节点方式输出的电池检测仪等设备。

SY-ZJK4监控器主要为合作厂家设计，用以组成小容量配置的直流系统，可应用于35kV以下低端变电站和各类用户变的直流操作电源系统。配合SY-GKMZ11005/S系列电力用高频开关充电模块，SY-ZJK监控系统可完成智能化电池管理和直流系统监测及告警。SY-ZJK监控系统具备远程管理功能，可选择通过Modbus通讯上报数据，用于电站实现无人职守。

2.模块介绍

2.1功能

SY-ZJK4监控模块是监控系统的数据处理中心，采集各种电压、电流数据，并通过控制SY-GKMZ11005/S系列充电模块完成蓄电池组的自动均浮充转换。其具体功能如下：

告警功能：如果电源系统有故障产生，监控模块将点亮告警指示灯，同时控制告警蜂鸣器鸣叫，同时启动告警继电器。

遥控、遥信、遥测功能：监控模块还可将电源系统运行数据通过RS485或RS232通讯接口用Modbus通讯规约上报给综合自动化系统，并接收综合自动化系统下发的均浮充控制命令，实现遥控、遥测、遥信功能。

显示功能：LCD液晶显示，配合前面板按键，可完成设置、查阅、显示、事件记录等各项功能。

3.安装说明

3.1环境要求

1．工作温度：－5℃～40℃

2．储存温度：－40℃～70℃

3．相对湿度：≤90％（40±2℃）

4．供电电压输入范围：80～320Vdc

 一、模块简介

SY- GKMZ 11005/S整流模块采用当代先进的电源技术和工艺，专门为各类变电站、水电厂、发电厂及其它直流供电场合的直流屏所设计。具有高效、高功率密度、高可靠性、智能化控制和造型美观等特点。

SY- GKMZ 11005/S 系列整流模块采用智能风冷的散热方式，功率密度高，占用空间少，内置逆止二极管，组屏简便。

二、型号说明

整流模块型号说明见说明书。

图1  SY-GKMZ 11005/S整流模块型号说明

三、工作原理概述

整流模块原理框图如下图所示，由单相有源PFC 和DC/DC 变换两个功率部分组成。在两功率部分之外还有输入EMI 滤波器、辅助电源以及输入输出检测保护电路。

前级单相有源PFC 用以实现交流输入的整流滤波和输入电流的校正，使输入电路的功率因数大幅提高，以满足相关输入电流谐波标准及降低前级设备容量的要求。

后级的DC/DC 电路由DC/DC 变换器及其控制电路、整流滤波、输出EMI 等部分组成，用以实现将前级整流电压转换成电力操作电源要求的稳定的直流电压输出。

辅助电源在输入单相交流处，在有源PFC 及 DC/DC 变换器之前，采用超宽输入范围电路，产生PFC 及 DC/DC 控制电路所需的各路电源。

输入检测电路实现输入过欠压检测。DC/DC 的检测保护电路包括输出电压电流的检测，散热器温度的检测等，所有这些信号用以DC/DC 的控制和保护。

模块监控部分，显示电压、电流及故障代码，RS485总线用于实现整流模块与主监控模块的通讯。

图2 整流模块工作原理框图

四、外观及接口

1．整流模块外观

SY-GKMZ 11005/S 系列整流模块外观如说明书所示。

图3  SY-GKMZ 11005/S 系列整流模块外观

2．前面板

SY-GKMC11005/S 系列整流模块前面板如说明书所示。

图4  SYGKMZ11005/S 系列整流模块前面板

1）LED 显示面板

可显示模块电压、电流、告警、地址、运行模式等信息。若按键无操作超过大约一分钟后，LED 将自动显示模块电压和电流，此时如果存在告警，则显示告警信息。电压显示精度为±0.5％，电流显示精度为±0.2A。

2）指示灯

整流模块面板上有3 个指示灯，分别为电源指示灯（绿色）、保护指示灯（黄色）和故障指示灯（红色），见下表。

表1 整流模块面板指示灯说明

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。

[通讯电源屏]
用    途：
提供交换机等通讯设备的直流工作电源，可在外网停电是提供应急直流电源。
    双源公司还开发了其他高频开关电源直流设备，主要有以下产品，关于高频开关电源直流设备的具体介绍，请参见“GZG34系列微机控制高频开关直流电源柜”的相关内容。
 
[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。
 
[GZQ03-100继电保护试验电源屏]

用    途：
    GZQ03-100继电保护试验电源屏是高频开关直流电源的一种，适用于500kV、220kV及以下电压等级变电站，提供继电保护试验用各种电源输出。
功能特点：
    可以提供多种交、直流电压输出，供继电保护试验的需要
交流输出：
    两路三相四线380V/50Hz，两路三相四线220V/50Hz，两路三相四线100V/50Hz。
直流输出：
    两路0~300V连续可调。  

[GJQ03-100在线式微机专用电源柜]
用    途：
GJQ03-100在线式微机专用电源柜是高频开关直流电源的一种，适用于变电站集群计算机设备、通讯系统的交流供电，也可作应急电源使用，可以满足精密设备对电源质量的要求，在外部供电停止时，提供设备需要的交流电源，防止数据丢失和设备损坏。
功能特点：
高质量的220V正弦波输出，完全解决计算机设备、通讯系统交流供电问题，如：断电、市电过压、市电欠压、电压瞬间跌落、减幅振荡、高压脉冲、电压波动、浪涌电压、谐波失真、杂波干扰、频率波动等电源问题。