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1、 北京凯福电气有限公司公 司 简 介 北京凯福电气有限公司创建于二OOO年九月，是北京市可持续发展实验区控股的高技术企业，注册资本500万元人民币，拥有员工80多人，是北京市星火计划科技企业。 北京凯福电气公司目前拥有中国最先进的电力系统直流电源设备的设计、生产、技术平台和雄厚的专业技术研发力量。公司的生产中心占地面积1500平方米，具备年产1000套电力电源设备、微电子设备及自动化控制系统的生产能力，成为业界最具发展潜力的专业化产品和非标产品的制造中心之一。 北京凯福电气公司以电力电子技术及自动化控制技术为核心发展方向，以保护环境、节约能源、满足客户的需求为发展技术和研发产品的准则。 北京凯
2、福电气公司生产的电力系统智能高频开关直流电源设备在国内首家通过北京市经委行业管理办公室、北京电力行业协会、北京电器电材行业协会联合主持的新产品（技术）鉴定验收。 北京凯福电气公司的产品已广泛应用于发电厂、变电站、军事工程、大型厂矿和市政建筑工程，产品覆盖国内10多个省、市、自治区并远销国外。重点工程有：山东华明章丘电厂、甘肃省酒钢电厂、山东聊城热电有限公司等所应用的大型直流设备（220VDC、220A至360A、1200Ah至2500Ah的系统）；甘肃省平凉330KV变电站、北京大学110KV变电站等所应用的常规直流设备（220VDC和110VDC、20A至120A、50Ah至800Ah的系统
3、）；总装备部太原卫星发射中心、中国人民解放军二炮阵地工程、缅甸日产200吨纸浆厂项目（出口）等所应用的特种非标直流设备。 凯福公司是中国电力系统直流电源设备推广委员会成员单位，多次参加电力系统相关部门和国家电科院、电规院主持的直流电源设备标准、规范、技术条件的研讨工作。振奋精神、扎实工作、立足本职、争创佳绩。为使我们企业能够更好的服务于电力系统，为广大电力系统用户提供更好的、更先进的、优质的直流电源成套设备尽我们的微薄之力。客户服务部：010-63792918 63785781技术支持部：010-63792618传 真：010-63785780 63785781一、智能高频开关直流电源介绍1.
4、 引言90年代以前，我国电网中直流电源的配置是铅酸蓄电池，交直流发电机组成或可控硅整流器，刀闸加熔断器，手动操作。可靠性差，给电网造成了不少事故。90年代初期，随着一系列直流电源方面标准的实施，开发出了通用型GZD直流电源柜和微机型GZDW直流电源柜。采用了高频开关模块充电装置，直流空气开关，微机监控单元等先进的元器件，可靠性有了很大提高。智能高频开关直流电源作为新型的绿色电源，符合国家环保标准，无三废排放措施。在劳动生产过程中不会造成人员伤害。是新器件、新技术在电力电源方面的应用，代表了我国高新技术的发展状况，具有国际领先优势，是替代传统直流操作电源的高新技术产品。2. 用途主要应用于电力系
5、统中小型发电厂、水电站、各类变电站、开闭所和其它使用直流设备的用户（如石化、矿山、铁路等）中。是保证电网及发电厂安全运行的重要设备，为各类断路器（电磁操动式、弹簧储能式）提供分、合闸电源，以及给二次回路中的仪表、控制回路、继电保护和事故照明等各类高低压设备用电提供直流电源。特别是在故障发生时，它是整个变电站内部各种控制装置，保护装置的备用电源，在整个变电、配电自动化系统中起着十分重要的作用。适用于：1.发电厂和水电站以及10kV500kV电压等级变电站及开闭所；2.铁道、石油化工等采用直流电源设备的场所及用户变电所。二、智能高频开关直流电源特点1. 系统功能特点智能高频开关直流电源系统采用智能
6、化高频开关电源模块并联方式，自动实现均衡充电/浮充电功能，具有稳压精度高、稳流精度高、纹波系数小、可靠性高等优点，是目前可控硅整流直流电源的替代产品。系统对三相交流输入电压，蓄电池组端口电压，蓄电池组充放电电流，合闸母线电压，控制母线电压，负载总电流进行监测；并实现空气开关跳闸，防雷器损坏、电网停电、电网电压过欠压，蓄电池组电压过欠压，蓄电池组充电过流，蓄电池支路熔丝断，合闸母线过欠压，控制母线过欠压，各输出支路断路或接地等故障告警。以微处理器为核心的集散式测量系统对充电模块、充馈电柜、电池组、直流母线对地绝缘情况实时全方位监视、测量和控制。先进的电池管理功能。能对电池的端电压、充电电流进行检
7、测。自动完成电池充电的智能化管理，并可实时计算电池容量显示于屏幕上；有充电（恒流、限流恒压充电）、浮充电及自动转换的功能，并具有软启动特性。充电装置以稳流充电方式运行，当充电电压达到限压整定值时，设备能够自动限制电压，自动转换为恒压充电运行。充电浮充电装置以稳压充电方式运行，若输出电流超过限流的整定值，设备能自动限制电流，并自动降低输出电压，输出电流将会立即降至整定值以下。实现了全智能化，不需任何人工干预。最大限度的延长电池使用寿命。高可靠性：l 传统的相控电源采用设备备份方式，高频开关电源采用N+1热备份，使得任意一个模块退出运行均不影响系统的正常运行，保证了整个系统的可靠性。l 交流输入部
8、分加输入滤波器，尖峰抑制电路，减少对电网的污染，同时避免电网中的谐波污染电源，直流输出部分加输出滤波器，减少由于高频工作产生的高频传导干扰。l 整流模块机箱的输入输出均采用进口一体化插座，选用镀金插针，并具有独特的长短针专利设计，接触电阻小，瞬间通断，可带电热插拔。平均维护时间大幅度减少。l 关键器件全部采用高质量的进口名牌产品，直流馈线开关选用进口直流专用断路器。l 具有较低的纹波电压和稳定的输出电压，稳定和准确的蓄电池浮充电流，保证蓄电池不会被长时间过充电，尽可能减少免维护蓄电池安全阀动作次数，延长蓄电池的使用寿命。l 动力母线和控制母线可以由充电模块单独直接供电，也可以通过降压装置热备份
9、。l 硬件低差自主均流技术，模块间输出电流最大不平衡度小于3%。l 可靠的防雷和电气绝缘措施，选配的绝缘监测装置能够实时监测系统绝缘情况，确保系统和人身安全。l 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。高智能化：l 监控模块采用大屏幕点阵式液晶显示器，汉字、背光显示，声光告警。具有100条最新故障记录功能（含故障起、止时间），掉电后不消失。l 可通过监控模块进行系统各个部分的参数设置。l 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。l 备有多个扩展通讯口，可接入多种外部智能设备（如电池监测仪、绝缘监测装置等）。l 开放式接口设计，具有
10、强大的通讯功能，方便地实现与变电站RTU装置或电厂计算机监控系统（DCS）相连，并根据用户需要传递相应的实时数据和告警信息。l 现代电力电子与计算机网络技术相结合，所有信号均可记忆，可在现场或远方手动复归。各故障信号在现场能显示，并可以无源接点形式引至电站监控系统。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。l 蓄电池自动管理及保护，实时自动监测蓄电池组的端电压、充放电电流，并对蓄电池的均浮充电进行智能控制，设有电池过欠压和充电过流声光告警。2. 结构特点：柜体材料采用优质冷轧宝钢板（厚2.0）。框架结构件均由数控机床加工而成。机柜外形尺寸2260800600mm（高宽深）
11、。柜前配有前门，柜后左右门，便于维护人员在柜前、后操作保养。柜体采用焊接结构，整体性好，有足够的机械强度和刚度及抗震性能，并具有独特的通风设计，保障柜内的散热。采用欧洲标准，模数化设计，防护等级达到IP20IP40。柜体表面采用静电喷塑工艺涂层，抗冲击、抗腐蚀能力强。内部电气元件安装紧固件采用镀彩锌处理，汇流排采用镀鉻处理，电池托盘采用加强型镀锌托盘。3. 工艺特点：交、直流，强电与弱电分开布线，通过对系统的功能分区，对系统分块布线后进行总成。二次布线均采用行线槽布线，既保护线路又美观实用。对电线电缆的压接采用先进的冷压带预绝缘技术和母排套热缩套管技术，保证了电气的绝缘性能。各馈线输出均采用独
12、立的、底座封闭的阻燃型端子，连接可靠，端子上加以编号，一目了然。各电路板表面均涂有绝缘层，能在气候恶劣，尘雾严重的环境下可靠运行。三、智能高频开关直流电源使用条件1. 环境条件1. 海拔高度：2000米以下；2. 环境温度：设备运行期间，周围空气温度-5+40；设备停用期间，周围空气温度-25+55。3. 相对湿度：日平均相对湿度95%，月平均相对湿度90%，4. 交流电网电压幅值持续波动范围：不超过额定电压15%；5. 交流电网频率波动范围：不超过50Hz10%；6. 安装地基无剧烈振动和冲击，无强电磁干扰，外磁场感应强度均不得超过0.5mT。垂直倾斜度不超过57. 机房无腐蚀金属和破坏绝缘
13、的有害气体，不允许有霉菌存在，无导电尘埃和引发火灾及爆炸的危险介质。2. 电气条件：1) 交流输入：三相四线制，对三相电源无顺序要求。2) 频率变化范围不超过50Hz10%。3) 交流输入电压波动范围不超过380V20%。4) 交流输入电压不对称度不超过5%。5) 交流输入电压应为正弦波，非正弦含量不超过10%。四、智能高频开关直流电源系统工作原理直流电源系统工作原理框图1. 交流输入正常时系统交流输入正常时，两路交流输入经过交流切换控制板选择其中一路输入，并通过交流配电单元给各个充电模块供电。充电模块将输入三相交流电转换为220V或110V直流，经隔离二极管隔离后输出，一方面给电池充电，另一
14、方面给合闸负载供电。此外，合闸母线还通过降压硅链装置与控制模块构成备份系统提供控制母线电源。系统中的监控部分对系统进行管理和控制，信号通过配电监控分散采集处理后，再由监控模块统一管理，在显示屏上提供人机操作界面，还可以接入到远程监控系统。系统还可以配置绝缘监测仪或绝缘监察继电器，监测母线绝缘情况。2. 交流输入停电或异常时交流输入停电或异常时，充电模块停止工作，由电池供电。监控模块监测电池电压、放电时间，当电池放电到一定程度时，监控模块告警。交流输入恢复正常以后，充电模块对电池进行充电。系统能量流动图五、智能高频开关直流电源系统组成智能高频开关直流电源系统一般由以下几部分组成：交流配电单元、整
15、流单元、监控单元、直流馈电单元、降压单元、电池单元、绝缘监测单元等。l 交流配电单元将交流电源引入分配给各个充电模块，并实现两路交流电源的自动切换。系统默认第一路交流电源为主电源，特殊情况可用两路交流输入切换开关手动选择任一路交流电源投入使用。在交流线路上设有C级避雷装置，可有效地防止过电压的冲击，保障充电模块正常工作。l 整流单元完成AC/DC转换，实现系统最为基本的功能。一方面给电池充电，另一方面给经常性负载提供电源。可以在自动（监控模块控制）和手动（人为控制）两种工作方式下工作。l 监控单元是电源系统的控制、管理核心，主要为电池管理和实现后台监控。具有四遥功能：“遥测、遥信、遥控、遥调”，可使电源系统达到少人之手或无人值守。采用分散测量和控制，集中管理的集散模式，使系统组成扩容方便、灵活。监控模块可在“自动”和“手动”两种方式下工作。l 直流馈电单元将直流输出电源分配到每一路输出。各直流输出支路采用相应规格的直流断路器，保证在直流侧故障时各支路能可靠分断。电压及电流信号的检测采用带隔离的器件或电路，保证了强弱点之间的可靠隔离。闪光单元为选配元件，当控制开关与断路器位置不对应时，闪光母线接入负荷，闪光指示灯即开始闪动。l 降压单元动力母线通过降压单元为控制母线提供基本稳定的电压。利用大功率整流二极管的PN结正向
