直流系统说明书(智能高频开关电力操作电源系统 用户手册)
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第一章系统概述 (1)
1.1简述 (1)
1.2系统特点 (1)
1.3型号定义说明 (2)
1.4技术指标 (2)
1.5正常使用条件 (3)
1.6主要引用标准 (3)
第二章直流系统的构成 (3)
2.1直流系统构成 (3)
2.2各单元简介 (4)
●交流配电单元 (4)
●防雷单元 (4)
●监控器单元 (4)
●底层模块单元 (4)
●电池组单元 (5)
●电压调节单元 (5)
●整流模块单元 (5)
●直流配电单元 (5)
第三章整流模块使用说明 (6)
3.1型号说明 (6)
●三相输入模块 (6)
●单项输入模块 (6)
●电力用通信模块 (6)
3.2 产品列表 (7)
3.3 模块主要特点 (8)
3.4 技术指标 (9)
3.5 使用环境 (13)
3.6 模块构成 (13)
●模块的工作原理 (13)
●整流模块接口定义 (13)
3.7 操作说明 (15)
●数码显示面板 (16)
●指示灯 (16)
●显示切换按钮 (16)
●手动调压按钮 (16)
●拨码开关 (16)
●故障显示 (18)
●通信功能 (18)
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●包装维护 (19)
●模块均流 (19)
第四章系统调试指导 (20)
4.1 直流系统的外观示意 (20)
4.2使用前的检查 (21)
4.3上电顺序 (21)
●通电前的准备 (21)
●系统通电调试 (21)
4.4注意事项 (23)
第五章常见故障处理方法 (24)
5.1通用故障处理流程 (24)
5.2充电模块常见故障分析和处理方法 (25)
●充电模块保护 (25)
●充电模块故障 (25)
●充电模块不均流 (25)
●充电模块通讯中断 (25)
●充电模块电压输出无法达到设定的电压 (25)
5.3监控模块常见故障分析和处理方法 (25)
●LCD不停闪烁或无任何显示 (25)
●界面显示不清晰 (25)
●触摸界面无反应且黑屏 (25)
●主监控报出所有或部分监控单元模块通讯故障 (26)
●主监控与后台不能通讯 (26)
5.4综合测量模块常见故障分析和处理方法 (26)
●主监控报合母、控母、电池电压过高或过低 (26)
●主监控电流不显示或异常 (26)
●主监控报综合测量模块通讯故障 (26)
●交流一路吸合不上 (26)
●交流一路停电、二路吸合不上 (27)
●主监控报交流电压过高或过低 (27)
5.5开关量单元常见故障分析和处理方法 (27)
●有故障时主监控报不出 (27)
●主监控报开关量通讯故障 (27)
5.6电池巡检单元常见故障分析和处理方法 (27)
●主监控报单体电池过压、欠压 (27)
●主监控报电池巡检通讯故障 (27)
5.7绝缘检测单元常见故障分析和处理方法 (28)
●主监控不显示各个支路对地电阻值 (28)
●主监控显示各个支路与实际不对应 (28)
●实际绝缘异常主监控显示正常 (28)
●主监控报绝缘检测通讯故障 (28)
5.8直流配电常见故障和处理方法 (28)
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●降压硅链不能正常调压 (28)
●馈电输出跳闸 (28)
●母线电压异常导致过压或者欠压告警 (28)
5.9其他设备常见故障和处理方法 (28)
●防雷器故障处理 (28)
●后台通讯协议故障处理 (28)
第六章常见系统方案 (29)
6.1 THGZDW-30接线方案 (29)
6.2 THGZDW-31接线方案 (29)
6.3 THGZDW-32接线方案 (30)
6.4 THGZDW-33接线方案 (30)
6.5 THGZDW-34接线方案 (31)
6.6 THGZDW-35接线方案 (31)
6.7 THGZDW-40接线方案 (32)
6.8 THGZDW-42接线方案 (32)
附：订货说明信息单 (33)
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第一章系统概述
1.1简述
THGZDW系列高频开关直流电源屏是我公司结合多年技术经验积累、生产体系管理，根据GB/T 19826-2005和DL/T 459-2002等标准自行设计生产的直流电源成套装置，是目前变配电系统必不可少的直流电源系统。现已广泛应用于从500KV到10KV不同电压等级的变电站及开闭所，15MW~60MW发电机组的电厂，国家重点工程如地铁、油田、化工、冶金等，作为控制、信号、事故照明等负荷的正常与事故情况下的直流供电，可实现无人值守，是传统直流电源成套装置的理想换代产品。
1.2系统特点
●智能化程度高
充电模块采用我公司自主研发的TH系列智能型高频开关电源，该系列电源是专为电力系
统设计，具有“四遥”功能的智能电源。电源采用世界领先的“谐振电压型双环控制的谐
振开关电源技术”，具有体积小、重量轻、效率高（95%以上）、可靠性高等优点。产品包
括220V、110V、48V三大系列、几十个品种，配有标准RS-485接口，易于与自动化系统
对接，适用于500KV到10KV不同电压等级的变电站及开闭所，15MW~60MW发电机组
的电厂，国家重点工程如地铁、油田、化工、冶金等。其充电过程完全符合铅酸蓄电池、
镍镉电池充电曲线要求，系统对电池实现智能充电管理，并带有温度补偿功能。监控系统
配有标准RS-232/485接口，提供多种通信规约，方便接入自动化系统，提供开放协议，方
便组网，轻松实现“四遥”及无人值守。
●可靠性高
充电装置使用多个高频开关模块并联，N+1热备份，可平滑扩容，模块间均流特性好，模
块支持带电热拔插（注：应尽量避免带载热插拔产生拉弧烧毁模块输入输出接插件）。具有
一体化接口，方便模块更换，提高了系统的稳定性和可靠性。整流模块及监控器的重要部
位全部选用进口可靠元器件，产品出厂前经过高温老化及多级质量管控，保证运行时的稳
定性和可靠性。
●操作、使用简单
交直流输入输出及母线开关上下电无顺序要求；监控系统集散式设计，底层模块即插即用
（需在监控中设置），带电热插拔，方便安装、检修、更换。
●显示、报警功能完善
监控功能完善，高智能化，采用大屏幕液晶汉字显示（可提供英文显示菜单），触摸屏利用
触摸操作，监控自带声光告警。采用高性能器件，断电后运行记录和历史故障不丢失。
●两路交流输入、自动切换
交流配电单元具有缺相保护功能，并且两路市电切换时有延时保护，保证市电切换时模块
软启动，减小电网及模块自身冲击，不会造成模块损坏，增强了系统的稳定性和可靠性。
●完善的电池管理
对蓄电池自动管理及自动维护保养，实时监测单体蓄电池的端电压，及电池组充、放电电
流，检测记录放电AH数，自动控制均、浮充转换以及定期维护性均充。
●自动电池温度补偿
具有电池温度补偿功能，温度补偿系数可根据不同电池种类自行设定，满足不同品牌电池
的温补要求，最大程度延长电池寿命。
●高效率、高功率因数
电源满载效率> 95%；采用无源功率因数校正技术，满载功率因数> 0.92。
●稳压、稳流精度高
稳流精度≤±1%；稳压精度≤±0.5%；纹波系数≤±0.5%
●方案齐全、组合方便
可根据用户订货时提出的方案，进行生产。
1.3型号定义说明
THGZDW --- / / / C超高倍率镉镍蓄电池 G高倍率镉镍蓄电池
电池种类 Z中倍率镉镍蓄电池
M阀控式密封铅酸蓄电池
F固定型防酸式铅酸蓄电池
额定直流输出电流（A）
额定直流输出电压（V）
电池额定容量及组数
（双组电池×2、用Ah表示）
拓扑序号
微机型智能高频开关电源柜
1.4技术指标
●交流输入电压: 380V±15%
●电网频率：50Hz±10%
●输出电流等级：10A～320A
●适用电池容量:10AH～3000AH
●额定输出电压：220V/110V
●输出电压范围: 198V～286V /99V～143V 连续可调
●输出限流：额定电流×（10%～105% ）
●动态响应：在20％负载跃变到80％负载时恢复时间≤200μS，超调≤±5％
●效率: ≥95%（单模块）
●绝缘电阻: ≥20M?
●绝缘强度：输出对地、输入对地、输入对输出施加2.5KVAC, 1min无飞弧无闪络。
●相对湿度: ≤90%
●海拔高度：≤2000m
●地震烈度≤7度
●环境温度: -10℃～40℃
●可闻噪音: 自冷≤40dB 风冷≤55dB（距柜体1米处）
●防护等级：≥IP30
1.5正常使用条件
●海拔不超过2000m。
●设备运行期间周围空气温度不高于40℃，不低于-10℃。
●日平均相对湿度不大于95%，月平均相对湿度不大于90%。
●安装使用地点无强烈振动和冲击，无强电磁干扰，外磁场感应强度不得超过0.5mT。
●安装垂直倾斜度不超过5%。
●使用地点不得有爆炸危险介质，周围介质不含有腐蚀金属的有害气体及导电介质。
●交流输入采用三相五线制，电压不对称度不超过5%。
●交流输入电压应为正弦波，非正弦含量不超过10%。
●本设备仅限在室内安装，并注意设备运行的环境温度。
1.6主要引用标准
●DL/T459-2000 电力系统直流电源柜订货技术条件
●DL/T637-1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件
●DL/T5044-95 火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定
●LS（W）30-40-JT 电力系统用微机控制直流电源柜技术条件
●中国华北电力集团公司1997年4月《变电站用直流电源设备订货技术条件》
第二章直流系统的构成
2.1直流系统构成
直流系统由交流配电单元，防雷单元，整流模块单元，监控单元，底层模块采集单元，降压单
2.2各单元简介
●交流配电单元
采用两路三相交流输入，一路工作，一路备份。当工作电源出现缺相或掉电时，经过5S左右的延时切入另一路交流供电。以保证模块上电缓启动，避免损坏模块及减少电网冲击。
●防雷单元
防止操作过电压及雷电对直流屏设备造成损坏。
●监控器单元
我公司生产的监控器包括THJK001G-3S、THJK002G-3S、THJK004G-3S等型号监控器，选用灵活，采用注塑面板，美观大方，操作方便，历史故障和运行记录均断电不丢失，采用高速度、高精度芯片处理器，运算稳定、快速、抗干扰能力强。
THJK001G-3S监控系统适合于母线不分段的小系统，可满足小型系统直流屏常见的所有功能，具有很高的性价比；
THJK002G-3S监控系统为按键式监控，适合于各种使用条件，可满足直流屏所有的功能要求，电池均浮充管理、放电、母线绝缘监测、分路绝缘监测、单体电池巡检、故障报警等进行自动控制、显示；
THJK004G-3S功能上与THJK002G-3S完全相同，只是操作方式为触摸屏方式。
表2-1是我公司主要监控器的技术指标及功能具体使用说明详见监控说明书。
表2-１监控器功能
●底层模块单元
监控底层模块是实现监控器采样及监测功能的主要设备，我公司充分考虑到电力系统应用的多样性，监控主机与底层数据采集单元采用了模块化设计思想，主机与底层模块可以自由组合。我公司的监控底层模块包括综合测量模块（ZHCL-2、ZHCL-3）、电池巡检模块（DCXJ-19、
DCXJ-55）、绝缘检测模块（JYJC-32、JYJC-64）和开关量模块（KGL-64）。所有底层模块外形尺寸一致，便于安装使用。
各监控底层模块的功能介绍见表2-2所示，具体功能及使用说明详见监控说明书。
表2-2 监控底层模块的主要功能
●电池组单元
容量配置原则：
满足事故停电状态的持续放电，事故时间选定为1小时。
放电末期合闸时所剩下容量不低于额定容量的25%。
保证在冲击负荷出现时直流母线电压下降不超过10%。
考虑到电池组末期老化时容量衰减故选储备系数为1.2。
具体容量设计参照国家有关标准和电池厂家提供的技术资料。
●电压调节单元
电压调节单元分为DC110V和DC220V两个系列。DC110V系统调压范围为0-18V，DC220V 系统调压范围为0-35V，特殊110V系统的调压范围为0-14V，分为五级或七级调压。器件容量按照母线持续电流的1.5-2倍选择，降压装置均可采用手动或自动两种控制方式。
●整流模块单元
充电装置采用多个高频开关电源模块并联，N+1热备份工作。高频开关电源模块数量配置按如下公式进行。
无控母模块
模块个数≥（0.1×C10 +经常负荷电流）/模块额定电流+1
有控母模块
合母上的模块个数≥（0.1×C10）/模块额定电流+1
控母上的模块个数≥经常负荷电流/模块额定电流
整流模块具体技术指标及操作说明见第三章。
●直流配电单元
直流馈出单元采用空气开关或熔断器作为直流输出的分配和保护，一般包含有指示灯、空气开关、报警触点、辅助触点等器件。
系统监控可对各回路开关状态和故障跳闸进行检测，通过漏电流传感器进行各回路接地故障检测，具体的检测办法见监控说明书。
第三章 整流模块使用说明
我公司生产的高频开关电源采用世界领先的“谐振电压型双环控制技术”，具有体积小、重量轻、效率高、空载损耗低、运行稳定、可靠性高等优点。产品包括220V 、110V 、48V 三大系列，几十个品种，配有标准RS485接口，易于与自动化系统对接，适用于各种容量及电压等级的直流系统。
3.1型号说明
● 三相输入模块
TH
系列号3：代表第三代产品
● 单项输入模块
220AC 代表输入电压标称值220V AC
TH 为“通合电子”的缩写
● 电力用通信模块
：指定输入电压标称值220V/110V
TH 为“通合电子”的缩写
额定输出电流值：5A 、7A 、10A 、20A 、30A 、40A 模块类别：D 代表电力用模块 直流额定输出电压等级 230为标称电压220V 电力模块; 110为标称电压110V 电力模块 ZZ ：自冷智能型模块；NZ ：风冷智能型模块 TH 为“通合电子”的缩写
模块额定输出电流：5A 、10A 、20A
模块类别：D 代表电力模块
直流额定输出电压等级：
230为标称电压220V 电力模块 110为标称电压110V 电力模块
ZZ ：自冷智能型模块
直流输出电压额定等级： 48表示标称电压为48V 通信模块 24为标称24V 通信模块 额定输出电流：10A 、20A 、30A
电压单位 电流单位
3.2 产品列表
各系列产品主要型号见下表。
表3-1 三相输入充电模块产品列表
表3-2 单相输入充电模块产品列表
3.3 模块主要特点
● 采用全程软开关技术，效率高，空载功耗小，体积小。 ● 交流输入内置符合安规的保险管。
● 直流输出内置二极管，可以不增加额外措施实现热插拔。同类其他没有内置二极管的产品， 用户需要额外在直流屏上增加二极管散热片，接线繁琐。
● 三相输入模块采用“三相无源功率因数校正电路”，输入无中线，功率因数可达0.94。 ● 采用隔离自主均流，并机不均流度＜±3%，可保证二十台以上模块良好并机。 ● 模块具有RS-485接口，方便接入自动化系统进行通信。
● 输出过压保护：内置过压保护电路，出现过压后模块自动锁死，模块故障指示灯亮，故障模块自动退出工作，不影响整个系统正常运行。
● 输出限流保护：每个模块输出电流最大限制为额定输出电流的105%。如果超负荷，模块自动调低输出电压以保护模块。
●
短路保护：采用回缩下垂限流方式，模块电流输出特性如图2-1，输出短路时模块在瞬间把输出电压拉低到零，限制短路电流在额定输出电流的15％以下。模块可长期工作在短路状态，不会损坏，排除故障后模块可自动恢复工作。
● 模块并联保护：模块内部有并联保护电路，故障时模块自动退出系统，不影响其它模块正
常工作。
● 过温保护：模块检测散热器温度超过85℃时自动关机保护，温度降低后模块自动启动。 ● 电力用通信电源模块可适用于交流或直流220V 两种输入方式（TH48V30A-110只适用于直流110V 输入）。
● 电力用通信电源模块有故障节点输出功能：模块输出过压、输出过流、过温故障时，故障节点之间输出低阻。
图3-1 整流模块输出特性
3.4 技术指标
整流模块特点及技术参数如下表所示。
表3-4 三相输入220V输出系列模块特点及技术参数
表3-5 三相输入110V输出系列模块特点及技术参数
表3-6单相输入充电模块特点及技术参数
表3-7 电力用通信电源的特点及技术参数
友情提示
TH48V30A-110只适用于直流110V 输入，不适用于交流输入。
3.5 使用环境
●在海拔2000米以下工作。
●设备工作环境温度范围为-10℃～+40℃，环境不结露，存储环境温度范围为 -40℃～+60℃。
●环境最大相对湿度不超过90%（环境温度25℃）。
●运行地点无导电尘埃，无腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽。
●在室内场合下使用。
友情提示
如在不符合上述条件的特殊环境中使用，您应在订货时提出，以保证产品能够可靠地运行。
3.6 模块构成
●模块的工作原理
模块的工作原理如图3-2所示
图3-2 电力用智能模块原理框图
●整流模块接口定义
图3-3 JMD-29T接口定义
TH230D05ZZ-3、TH230D07ZZ -3、TH230D10ZZ -3、TH230D20ZZ-3 、TH110D10ZZ-3、TH110D20ZZ-3、TH230D20NZ-3七种模块组合接插件（JMD29T）线号定义如图3-3，表3-8所示。
表3-8 JMD-29T接口说明
TH230D40NZ-3、TH110D40ZZ-3、TH230D30NZ-3三种模块组合接插件（JMD29T）线号定义如图3-3，表3-9所示。
表3-9 JMD-29T接口说明
单项输入充电模块组合接插件（JMD-29T）线号定义如图3-3，表3-10所示。
表3-10 JMD-29T接口说明
TH48V10A/20A/30A-220、TH48V30A-110、TH24V20A-220模块组合接插件(JMD-29T)线号定义如图3-4，表3-11所示
图3-4 JMD-29T接口定义
表3-11 JMD-29T接口说明
友情提示
TH48V10A/20A-220，TH24V20A-220去掉3、4号针，
TH48V30A-110不能交流输入。
备注：
①未注明的端子为空，不接线。
②模块的上、下、左、右要求有良好的自然通风环境。
③风冷模块的前、后要求有良好的风冷通风环境，不能堵塞风道。
④将模块之间的均流线所有“JL+”直接并联起来，所有“JL-”直接并联起来，就可
实现模块的自主均流。
⑤模块之间RS485线的“485A”和“485B”分别并联在一起，并分别与主监控的底
层通信RS485 的A、B连接即可实现主监控(如THJK001G-3S等) 对模块的自动
控制。
3.7 操作说明
操作说明（以TH230D10ZZ-3为例）如图3-5所示。
图3-5 充电模块前面板
● 数码显示面板
显示模块的电压、电流、告警、关机信息。
点击显示切换按钮即可轻松实现输出电压和输出电流显示之间的切换。
显示共3位数字，电压显示精度为±0.5V （48V/24V 输出的模块为±0.1V ），电流显示精度为±0.2A 。
当模块出现故障告警时，按V/A 显示切换按钮就可以查看模块故障代码。 模块处于关机状态时，按V/A 显示切换按钮显示关机代码OFF 。
● 指示灯
模块面板上有3个指示灯，功能见表3-12所示。 表3-12 面板指示灯功能
显示切换按钮用于切换LED 显示面板的显示内容。如果LED 显示面板当前显示的是输出电压，按一下该按钮就会显示输出电流，再按一下该按钮则切换回显示输出电压。
● 手动调压按钮
面板上嵌入的两个按键用来调整模块在手动状态下的输出电压。在手动状态下，按一下左边的“▼”按钮输出电压就会降低1V （48V 输出的模块为0.2V ），按一下右边的“▲”按钮输出电压就会升高0.5V （48V/24V 输出的模块为0.1V ）。
友情提示
● 拨码开关
模块前面板上的六位拨码开关用于选择模块控制方式和设置模块地址。其定义如图3-6所示。
1
手动
3
4
2
1
模块分组识别自动
通信地址
图3-6 充电模块地址及手动选择六位拨码开关
控制方式选择拨码
六位拨码开关从前面看最左边一个为控制方式选择拨码，用于选择模块的控制方式为自动控制还是手动控制。此拨码开关拨到上端时代表模块处于自动控制方式，拨到下端时代表模块处于手动控制方式，如图3-6所示。
处于自动控制方式下的模块，模块的输出电压、过欠压告警值、限流值、开关机均受控