分布式直流操作电源标准

                                                               标准号：QB/T 0906-2010

                                                                   分布式操作电源

佛山中稳电气有限公司

FOSHAN ZOOMVEN ELECTRIC CO., LTD.

 

1、范围：

本标准规定了分布式操作电源的使用条件、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、贮运等要求。

本标准适用于小型开关站、小型用户变电站、带开关电缆分接箱、智能化开闭所、智能箱式变电站、环网柜、应急照明及其他电力工程对直流操作电源的选择和订货。

2、引用标准：

下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB/T 2900.l-1993     电工术语   基本术语

GB/T 2900.1l-1993    电工术语   蓄电池名词术语

GB/T 2900.32-1993    电工术语   电力半导体器件

GB/T 2900.33-1993    电工术语   电力电子技术  

GB/T 3859.1-1993     半导体变流器   基本要求的规定

GB/T 3859.1-1993     半导体变流器   应用导则

GB 4208-1993         外壳防护等级

GB/T 13384-1992      机电产品通用技术条件

GB/T 17626.12-1998   电磁兼容试验和测量技术  静电放电抗扰度试验

GB/T 17626.2-1998    电磁兼容试验和测量技术  振荡波抗扰度试验

GB/T14715-1993       信息技术设备用不间断电源通用技术条件

DL/T 459-2000        电力系统直流电源柜订货技术

DL/T 781-2001        电力用高频开关整流模块                     

DL/T 637-1997        阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件                                                                  

DL/T 5120-2000       小型电力工程直流系统设计技术规程

DL/T 5044-2004       电力工程直流系统设计技术规程

GB/T 19826-2005      电力工程直流电源设备通用技术条件及安全求

3、定义：

本标准采用以下定义：

3.1  分布式操作电源

     由整流器、逆变器、监控板、蓄电池组成的一种电源设备。这种电源无论交流输入电源中断与否，都能保证向二次控制线路、一次开关设备（弹簧机构真空断路器、电动负荷开关等）、通讯光端机等提供符合要求的直流电源。

3.2 电源效率

    在额定负载情况下，电池已充满电荷时的输出功率与输入功率之比。

3.3  动态电压瞬变范围

    交流输入电压不变，负载从轻载到满载，从满载到轻载突变和输出为额定负载不变，交流输入中断或恢复供电时的输出电压变化量。

3.4整流器

采用高频（时钟频率≥70KHz）开关整流器模块，将交流变换成直流的静止型电力整流器。

3.5充电

    充电装置用不同的方式对蓄电池进行充电。

3.6浮充电

     在充电装置的直流输出端始终并接着蓄电池和负载，以恒压充电方式工作。正常运行时，充电装置在承担经常负荷的同时向蓄电池补充充电，以补充蓄电池的自放电，使蓄电池以满容量的状态处于备用。

3.7恒流充电

  充电电流在充电电压范围内维持在恒定值的充电。

3.8恒压充电

   充电电压维持在恒定值的充电。

3.9限流恒压充电

   采用限制电流，电压维持在恒定值的充电。

3.10直流标称电压

  用直流系统中受电设备的直流额定电压表示。

3.11直流额定电流

  用充电装置直流额定电压表示。

3.12  备用时间

从交流输入电源中断切换到电池供电时起，在额定输出负载情况下，电源保持向外部设备连续供电的时间。

3.13型号定义

UP5-F100/220/22-2

设计号 (1，2，3依次增加，1省略)

蓄电池容量 (单位：Ah)，范围：7～40Ah  

电源输出电压 (单位：V)

最大输出功率 (单位：W)

分布式操作电源 (Distributed Power)

中稳重科 (ZOOMVEN)公司

UP5-W100//220/12-2

设计号 (1，2，3依次增加，1省略)

蓄电池容量 (产品内置12Ah蓄电池) 

电源输出电压 (单位：V)

最大输出功率 (单位：W)

微型直流操作电源 (Miniature Power)

中稳重科 (ZOOMVEN)公司

4、基本参数：

4.1       额定输入交流电压

单相：85～265V  50Hz

4.2       输出直流整定电压

26V、50V、112V、223V     

4.3       直流标称电压

24V、48V、110V、220V   

4.4       装置输出功率

输出额定功率：100W、150W     输出最大功率：600W、800W

4.5       蓄电池的额定容量

12Ah

4.6       稳压精度

24V：+1/-1.5V、48V：+1V/-2V、110V：+1V/-3V、220：+1V/-5V

4.7       纹波系数

220V和110V系列小于等于±1%，48V和24V系列小于等于±3%，

5、通用技术要求

5.1     正常使用的环境条件

5.1.1海拔高度2000米及以下

5.1.2用于户内，周围空气温度在-5℃～+40℃

5.1.3空气最大相对湿度不超过90%（环境温度20±5℃）

5.1.4运行地点无强烈振动和冲击，无腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体，无导电尘埃和引发火灾及爆炸的危险介质，无强电磁场和高频电磁干扰。

5.2     正常使用电气条件 

   5.2.1频率变化范围不超过±2%

   5.2.2交流输入电压波动范围不超过85～265V

   5.2.3交流输入电压应为正弦波，非正弦含量不超过10%

5.3     结构与元器件的要求

5.3.1结构要求

5.3.1.1    外壳制造符合图样和分布式操作电源箱体与壳体符合壳体技术条件的要求。壳体结构设计便于设备安装调试、维护检修和运行操作。

5.3.1.2    外壳防护等级应不低于IP20。

5.3.1.3    主电路电气间隙与爬电距离参数如表1。

表1

额定绝缘电压Ui（V） 额定电流A

≤63 ＞63

电气间隙 爬电距离 电气间隙 爬电距离

300＜UI≤600 6mm 8 mm 8mm 12mm

5.3.1.4    设备应设保护接地，接地处应有防锈措施和接地标志。

5.3.1.5    设备中所安装的元器件，必须选用具有生产许可证的合格产品，各元器件的安装应端正整齐，层次布局合理。

5.3.1.6    长期带电发热元件应考虑散热及相邻元件之间的距离，尽量将其安装于柜体上方。

5.4     电气绝缘性能  

5.4.1          设备内电气元器件的电气性能符合该元器件技术条件的规定。整个设备的电气性能符合电气原理接线图的规定。

5.4.2          控制母线和合闸母线为一条总母线。

5.5     保护功能

     产品应具有过载保护功能、电池过放电保护功能和浪涌吸收保护功能，并应有声光报警装置。对输出电压升高，可能导致信息技术设备损坏的产品还应具有输出过压保护功能。

5.6     充电装置稳压精度

交流输入电压在85～265V范围内变化，负载电流在0～100%额定电流范围内变化时，输出电压在出厂设定值上，其稳压精度符合第4.6条规定。

5.7     微机控制功能

5.4.7.1        接通交流后，当电池电压低于设定值时自动转入均衡充电状态。

5.4.7.2        均衡充电过程：装置启动后自动转入均衡充电状态，微机设定其均充周期为32小时，均充电压28V±0.2V。首先对蓄电池进行0.60A～0.70A恒流充电，当达到一定条件时装置转为恒压充电，待计时均充完毕，装置将自动转为浮充状态运行，电压为27V ±0.2V。

5.4.7.3        正常运行在浮充状态，每隔1～3个月，装置自动转入均衡充电状态，充电过程同5.4.7.2。

5.4.7.4        交流中断后，装置应能正常运行。

5.4.7.5        交流恢复供电后，微机控制充电机自动转入均衡充电状态。

5.8     设备在运行中，无论交流电源中断或是充电部分故障，输出母线应连续供电，其输出母线电压大于直流标称电压的90%；在不停事故负荷电流的情况下，按设备规定的冲击功率和放电时间作冲击试验，直流母线电压大于额定直流电压的90%。

5.9     在充电状态下，电网电压及负载电流在规定范围内变化时，测得电阻性负载两端纹波电压系数小于1%。

5.10  设备在输出额定电流时，噪声小于60dB。

5.11  设备各部件的温升符合表3的有关规定。

表3

部件或器件 极限温升（℃） 测量方法

脉冲变压器 70 热电偶法

热敏器法

温度计或

其他方法

低频电抗器 50

高频电抗器 70

散热器 50

高频开关管 50 热电偶

高频整流管 50

低频整流桥 50

5.12  装置的通讯功能

用RS485口直接将计算机和装置相连，可实现的监控功能如表4所示.

表4

对象类别 装置

遥测 输出电压、电池电压、温度

遥信 系统、电池、充电输出、交流输入、均浮充和直流输出状态

6、试验项目及方法

  6.1试验项目(型式试验与出厂试验项目见表5)

型式试验是全面考核产品性能和质量，验证产品是否符合技术要求的一种试验。

在下列情况下应进行型式试验：

a. 新研制的产品

b. 当设计、工艺、材料、主要元器件有重大改变，影响产品性能时；

c. 停产3年以上，再次生产时；

d. 在正常生产情况下，每5年进行一次。

出厂检验为了考核产品的性能，保证产品性能符合型式试验中相应的试验要求，组装后的设备必须逐台进行出厂试验。  

表5型式试验和出厂试验

序号      试验项目名称 型式试验 出厂检验 试验方法

1             一般检查 √ √ 6.2.1

2             绝缘性能试验 √ √ 6.2.2

3             稳压精度试验 √ √ 6.2.3

4             充电稳流 √ √ 6.2.4

5             纹波电压测量 √ √ 6.2.5

6             保护报警功能 √ √ 6.2.6

7             通讯功能试验 √ √ 6.2.7

8             均浮充转换 √ √ 6.2.8

9             事故放电能力试验 √ － 6.2.9

10        负荷试验 √ √ 6.2.10

11        连续供电试验 √ √ 6.2.11

12        噪声测量 √ － 6.2.12

13        温升试验 √ － 6.2.13

14        显示功能试验 √ √ 6.2.14

15        电源效率试验 √ － 6.2.15

16        功率消耗 √ － 6.2.16

17        电磁兼容性试验 √ － 6.2.17

备注 √表示必做项目；－表示免做项目

6.2       试验方法

6.2.1    一般检查

产品结构、外型尺寸、防护等级、安装、接地和爬电距离均符合技术条件中第5.3.1条的规定，通常用目检。

6.2.2    绝缘性能试验

用500V兆欧表，装置直流侧对机壳、交流侧对直流侧、交流侧对机壳的绝缘电阻≥100MΩ。

6.2.3    稳压精度试验

用单相调压器，使输入交流电压分别调整85V、220V、265V，直流电流分别整定为充电装置额定电流的0%，50%，100%，稳压精度符合第4.6条的规定。

注：试验负载为电阻性负载。

6.2.4    充电稳流

装置在给蓄电池稳流充电，同时可提供额定功率(100W域150W)的输出供电。充电稳流：0.60～0.70A。

6.2.5    纹波电压测量

在6.2.3条稳压精度试验时，同时进行纹波电压测量。测量结果按下列公式计算，其结果符合技术条件中第4.7条的规定。

2×直流电压平均值

纹波电压＝　直流电压脉动峰值－直流电压脉动谷值    ×100% 

6.2.6    保护报警功能

人为模拟装置故障交流停电电池异常电池过欠压，应能正常报警及做出相应保护

6.2.7      通讯功能试验

将PC机与监控装置用RS-485口连接，其通讯功能符合技术条件中第5.12条规定。

6.2.8      均浮充转换

蓄电池充电管理，自动完成均充浮充转换。均充电压：28V±0.2V,浮充电压：27V±0.2

6.2.9      事故放电能力试验

将蓄电池组充满容量后，根据电池的容量不同，用0.5P额定放电1h，在不停事故放电电流的情况下，按下表规定的叠加冲击功率放电，每两次冲击时间间隔为2S，冲击10次，测出动力母线在冲击放电时的电压值，其结果应符合技术条件中第5.8条的规定。

主机型号 叠加冲击功率 叠加冲击功率

UP5-F100,UP5-W100系列 200W/20s 600W/200ms

UP5-F150,UP5-W150系列 300W/20s 800W/200 ms

6.2.10  负荷试验

设备运行在浮充状态下，输出母线带经常性负荷电流运行，按设备规定的冲击功率和放电时间做负荷试验，输出母线电压符合第5.8的规定。

6.2.11  连续供电试验

设备在浮充电状态下运行时，人为中断交流电源，在(500～1000)ms以内交流电源恢复供电，录出交流电源中断和恢复供电全过程的示意图。符合交流电源中断后，输出母线连续供电，直流母线电压波动值应符合5.8的规定。   

6.2.12  噪声测量

将设备中的充电装置调整到额定电流运行，在周围环境噪声不大于40dB的条件下，距设备前后左右外周1m，距地面高度1m处，测得噪声最大值符合技术条件中第5.10条的规定。

6.2.13  温升试验

设备在额定输出电压、额定输出功率下连续运行，温升达到稳定（1h温升极差不大于1K）后，测量各部位温升符合技术条件中第5.11条的规定。

6.2.14  显示功能试验

6.2.14.1  LED显示功能试验

序号 试验项目 标准要求

1 直流输出电压 显示精度＜±0.5V

2 电池电压 显示精度＜±0.2V

3 装置内温度 显示精度＜±1℃

6.2.14.1  LCD显示功能试验

名称 颜色 状态 含义

告警 红色 亮 直流输出异常或电池异常或充电模块故障或无交流输入

灭 无上述情况

电池异常 红色 亮 电池电压异常

灭 电池电压正常

交流输入 绿色 亮 有交流输入

灭 无交流输入

直流输出 绿色 亮 有直流220V输出

灭 直流输出异常或无输出

充电输出 绿色 亮 充电模块有输出

灭 充电模块无输出

工作指示 绿色 亮 CPU工作电源正常

灭 CPU工作电源异常

输出电压 绿色 亮 表示数码管显示值为220V直流输出值

电池电压 绿色 亮 表示数码管显示值为电池电压值

温度 绿色 亮 表示数码管显示值为内部温度值

6.2.15  电源效率试验

    将功率表分别接在输入端和输出端上，然后测量(电池已充满电荷)额定输出功率时的输入功率，输出功率与输入功率之比应大于85%。

6.2.16  功率消耗

装置本身消耗的功率不大于10W。

6.2.17  电磁兼容性试验

   设备在正常状态下运行，分别输入频率为1MHz和100KHz的衰减振荡波，第一个半波电压幅值为2500V进行历时2S的共模试验及1000V历时2S的差模试验。在共模和差模试验中，设备能正常运行或试验结束后，设备能恢复正常运行。 

   试验部位:

  a)各独立的电路与地之间----共模试验;

  b)同一电路的端子之间 ----差模试验。

7、标志、包装、贮运：

7.1   标志

7.1.1    每套设备必须有以下标志，并装有铭牌。标志包括如下包容：

a.设备名称；

b.设备型号和执行的标准号；

c.交流输入电压V；

d.直流输出额定电压V；

e.直流输出功率W；

f.蓄电池容量Ah；

g.出厂编号；

h.出厂日期；

i.制造厂名；

7.1.2    设备中各文字符号标志应与接线图一致。

7.2   包装

包装应采用封闭式箱体，装箱资料应有：

a.装箱清单；

b.出厂试验报告；

c.合格证；

d.电气原理图；

e.电气接线图；

f.安装使用说明书。

7.3   贮存

设备在户内贮存时，周围空气温度可为-40℃至+65℃；月平均相对湿度不大于90%；周围空气中无腐蚀易爆炸气体，参照免维护电池技术要求定时间对电池充电。

7.4   运输

设备在运行时，应将蓄电池单独包装；运输中不得倒置，防止日晒雨淋、碰撞和强烈震动。