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用
户
操
作
说
明
书
1、引言
目前我国各地的发电厂,水电站及35kv 、220kv、110kv等各类变电站,所使用直流电源设备(包括供给断路器分合闸用,后备电池充电以及2次回路的仪器表等低压设备用电)大部分采用的是相控电源或磁饱和式电源,由于受工艺水平和器件特性的限制。上述电源存在很多不足之处,应该说已远远不能满足飞速发展的电力工程的需要。而以体积小、重量轻、效率高、输出纹波极低,动态响应快,控制精度高,模块可叠加输出。为特点的高频开关电源逐步取代相控电源已是大势所趋,特别是近几年来电力电子技术的迅猛发展以及功率、器件制造工艺技术提高,更使高频开关电源的可靠性,及适用面大大优于相控电源和磁饱和式电源。
2、 应用范围
GZD(W)系列直流电源柜适用于10~500kV变电站、发电厂和高层建筑、住宅小区等的配电室,以及小型自备发电厂,作为高压开关、继电保护、自动装置等的操作、控制电源和事故照明电源。同时也可应用于其它需要直流电源的场所。
本产品符合GB/T8456-1996《低压直流成套开关设备》的规定。
本产品充电装置可用高频充电模块和相控充电机。
本产品微机控制器可用PLC控制器型和单片机型。
3 、使用环境条件
3.1 环境温度:-10℃~+45℃;
3.2 海拔高度:不超过2400m;
3.3 相对湿度:日平均值不大于95%,月平均值不大于90%;
3.4 地震烈度:不超过8度;
3.5 没有火灾、爆炸危险、严重污秽、化学腐蚀及剧烈振动的场所;
3.6 微控制器抗噪声:1000V 1µS脉冲1分钟。
4、 型号含义
G Z D (W) □ — □ / □ □
电池种类
额定输出电压
蓄电池容量(Ah),双电池组X2
设计序号
微机控制型
电力系统用,T-通信系统用
直流电源
柜
注:①电池种类:C超高倍率镉镍电池;G高倍率镉镍电池;Z中倍率镉镍电池;F防酸式铅酸电池;M免维护铅酸电池。
5、通用技术参数
5.1 交流输入电源为两路三相四线制的主供和备用电源。额定输入电压:三相交流四线380V±10%, 频率50Hz±5%
5.2 雷击保护: 高于2000:1。
5.3 额定输出直流电压: 110V、220V。
5.4 额定输出电流: 6A、10A、12A、20A、30A、40A、50A、60A、70A、80A、90A、100A、120A、130A、150A、180A、200A、260A、300A、400A。
5.5 蓄电池额定容量: 10Ah、20Ah、38Ah、65Ah、100Ah、150Ah、200Ah、300Ah、500Ah、600Ah、800Ah、1000Ah、1500Ah、2000Ah、3000Ah。
5.6 整机噪声: <55dB。
5.7 工作方式:连续工作。
5.8 三类蓄电池技术参数表:
|
技术参数 项目名称 |
固定型防酸式铅酸电池GF |
镉镍蓄电池 |
密封铅酸蓄电池 MF、GM |
||
|
超高GNC |
高GNC |
中GNZ |
|||
|
额定电压 |
2V |
1.2V |
1.2V |
1.2V |
2V |
|
放电倍率 |
≤1C |
≥6C |
3C-6C |
1C-3C |
<3C |
|
均恒充电电压 |
2.4V |
1.55V |
1.55V |
1.55V |
2.35V |
|
浮充充电电压 |
2.30V |
1.4V |
1.4V |
1.4V |
2.25V |
|
放电终止电压 |
1.75V |
1V |
1V |
1V |
1.85V |
1、 概述
直流电力监控系统是为满足用户常规直流屏系统而设计的一款中型监控,其主要适用于7Ah -- 200Ah单电单充系统,电池巡检和绝缘检测是通过扩展方式实现,通过RS485接口与该监控器联机,可实现多达120节电池巡检和30路支路绝缘监察,最多能实现16路支路开关跳闸故障检测。该监控器的特点是集中一体式加扩展单元的组合结构,性价比高,接线简单,安装方便。
2. 产品外观
3.1 安装方便,使用简单,性价比高;
3.2 同时具备RS485\CAN接口,支持多种通信规约,全面实现“四遥”功能;
3.3 通过液晶显示屏,实现人机界面可视化操作,全中文菜单,操作简单方便,易于上手;
3.4 完善的告警处理及记录功能,可通过当前故障和历史故障查询系统故障记录;
3.5 可根据用户要求,开关量输入可选择告警辅助触点或各支路开关(无需使用辅助触点)接入;
3.6 根据系统不同要求,可通过RS485总线扩展电池巡检和绝缘检测单元;
3.7 可与艾默生等各个厂家模块配套使用。
4.1 智能型电池充电管理功能,响应时间快,限流值稳定,延长电池使用寿命;
4.2 完善的远程通信功能,通过CAN/RS485接口实现“四遥”功能,实现无人值守;
4.3 完善的告警处理及记录功能,当系统异常时,监控自动产生声光告警,同时屏幕上的“故障”二字闪烁,故障输出节点动作;用户可通过当前故障和历史故障查询系统故障记录;
4.4可现场(或远端)设定系统运行参数,上下告警限,手动均浮充转换,模块开关机控制;
4.5监测各直流馈电输出的电压、电流,各馈电输出开关状态、熔断器状态、绝缘状态和防雷器状态,当发生异常情况时发出声光报警;
4.6三相交流电压检测,过压、欠压、缺相、停电告警;
4.7可检测16路支路馈线开关状态或跳闸告警;
4.8可根据用户需求通过RS485接口扩展最多120节电池巡检(配5台电池巡检单元);
4.9可根据用户需求通过RS485接口扩展支路绝缘监测单元,最多30路(配1台绝缘监测单元);
4.10现硅链自动调压控制功能(默认为五级硅链)。
5.1 本监控系统适用于7Ah至200Ah、一组充电机、一组电池、母线不分段的电力操作电源系统。
5.2 每套系统需配2个霍尔电流传感器(±12V供电),用户自行购买,变比可自由选择,并在系统设置中设定相应变比。
5.3 若需选配电池巡检仪和绝缘检测仪,需特殊说明,否则按未配置处理。
5.4 每套系统出厂时配置1个温度传感器和2个安装用型固定片。
以微处理器为核心,采集各路模拟信号、数字信号进行数据处理,并做出告警信息,远传到后台,同时进行电池均浮充管理。原理框图如下:
6.1 电池充电管理
|
系统监控根据设置的充电参数,自动完成电池充电程序:
6.1.1 正常充电程序(恒流恒压过程)
在浮充状态下当电池充电电流达到转换电流(默认0.02C10A)时转均充,在20分钟内如果电池电流降到转换电流(默认0.02C10A)以下,则立即转浮充,否则继续均充,用设定的均充电流(默认0.1C10A)进行恒流充电,当电压达到均充电压值时,微机控制充电装置自动转为恒压充电,当充电电流逐渐减小,下降到转换电流(默认0.02CA)时,微机开始计时,进入延时均充(延时均充可设置,默认120分钟)后,微机控制充电装置自动转为浮充电状态运行,按照浮充电压恒压充电。若均充累积时间大于均充限时值,则无论充电电流为何值,都立即转为浮充,在充电电流降至转换电流之前,不再转均充。
6.1.2 长期浮充充电程序:
正常运行浮充状态下每隔1-3个月(可设置),微机控制充电装置自动转入恒流充电状态运行,按阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序进行充电。
6.1.3 交流电源恢复程序:
交流上电时,系统自动进入均充状态,在20分钟内如果电池电流降到转换电流以下,则立即转浮充,否则继续均充,按上述5.1.1执行充电过程。
电池温度补偿:
本产品采用卡入式安装,用户只需在面板上开一个170*136mm的方孔,将产品卡入其上,从反面拧紧螺丝即可。
|
端口号 |
引脚 |
标 号 |
定 义 |
备 注 |
|
JP1 |
1 |
电源负 |
工作电源负输入 |
直流220V |
|
2 |
电源正 |
工作电源正输入 |
||
|
3 |
大地 |
保护地 |
接大地或机柜 |
|
|
JP2 |
1 |
母线负 |
母线负输入 |
接母线 |
|
2 |
控母正 |
控母正输入 |
接控母正 |
|
|
3 |
电池正 |
电池正输入 |
接电池正或合母正 |
|
|
JP3 |
1 |
交流零线 |
交流零线输入 |
交流电压采样信号 |
|
2 |
交流C相 |
交流C相输入 |
||
|
3 |
交流B相 |
交流B相输入 |
||
|
4 |
交流A相 |
交流A相输入 |
||
|
JP4 |
1 |
电池电流 |
电池电流信号输入 |
霍尔传感器电压信号 |
|
2 |
控母电流 |
控母电流信号输入 |
||
|
3 |
环境温度 |
温度信号输入 |
温度传感器电压信号 |
|
|
4 |
预留 |
预留端口 |
空 |
|
|
JP5 |
1 |
信号地 |
温度、电流信号的地 |
接温度、电流信号的地 |
|
2 |
-12V输出 |
负12V输出 |
霍尔传感器供电电源 |
|
|
3 |
+12V输出 |
正12V输出 |
||
|
JP6 |
1 |
CAN通信H |
CAN通信H端 |
|
|
2 |
CAN通信L |
CAN通信L端 |
||
|
JP7 |
1 |
外部485A |
上位机RS485同相端 |
接RS485上位机通讯 |
|
2 |
外部485B |
上位机RS485反相端 |
接RS485上位机通讯 |
|
|
3 |
内部485A |
下位机RS485同相端 |
接RS485模块、单元通讯 |
|
|
4 |
内部485B |
下位机RS485反相端 |
接RS485模块、单元通讯 |
|
|
JP8 |
1 |
第1路 |
开关量信号输入1通道 |
16路开关信号输入,每路告警信号可编程,告警类型代码: 0:无效 1:支路告警 2:防雷器告警 3:熔断器告警 4:交流断路告警 5:逆变器告警 6:-48V告警 1~16可以直接接直流支路断路器输出负端(自带辅助状态触点功能),使用告警触点时则接告警触点 |
|
2 |
第2路 |
开关量信号输入2通道 |
||
|
3 |
第3路 |
开关量信号输入3通道 |
||
|
4 |
第4路 |
开关量信号输入4通道 |
||
|
5 |
第5路 |
开关量信号输入5通道 |
||
|
JP9 |
1 |
第6路 |
开关量信号输入6通道 |
|
|
2 |
第7路 |
开关量信号输入7通道 |
||
|
3 |
第8路 |
开关量信号输入8通道 |
||
|
4 |
第9路 |
开关量信号输入9通道 |
||
|
5 |
第10路 |
开关量信号输入10通道 |
||
|
JP10 |
1 |
第11路 |
开关量信号输入11通道 |
|
|
2 |
第12路 |
开关量信号输入12通道 |
||
|
3 |
第13路 |
开关量信号输入13通道 |
||
|
JP11 |
1 |
第14路 |
开关量信号输入14通道 |
|
|
2 |
第15路 |
开关量信号输入15通道 |
||
|
3 |
第16路 |
开关量信号输入16通道 |
||
|
4 |
开关COM |
开关量公共端 |
接辅助告警触点公共端 |
|
|
JP12 |
1 |
节点1 |
继电器触点输出1路 |
可编程干节点输出,同时可作为硅链调压输出,触点容量2A/250VAC |
|
2 |
节点2 |
继电器触点输出2路 |
||
|
3 |
节点3 |
继电器触点输出3路 |
||
|
4 |
节点COM |
继电器触点输出公共端 |
||
|
JP13 |
1 |
总故障A |
总故障输出A |
总故障继电器触点输出 |
|
2 |
总故障B |
总故障输出B |
||
|
3 |
闪光A |
绝缘闪光继电器触点输出A |
绝缘闪光输出0.5HZ频率 |
|
|
4 |
闪光B |
绝缘闪继电器触点光输出B |
8.1 显示及按键说明
l 采用全中文液晶显示器(19264)显示,一屏最多可显示4行×12列汉字;
l 面板的右上角有两个指示灯和一个复位按钮,绿色指示灯表示CPU是否正常工作,当该指示灯按照一定频率闪烁时,那么CPU工作正常。红色指示灯表示系统是否异常,当系统出现故障时,该指示灯闪烁。在特殊情况下,CPU如果工作不正常,按复位按钮,CPU重新开始工作;
l 面板的正下方有四个按钮,分别为向上键,向下键,确认键和取消键。
向上键:用来向上移动光标或翻页,在参数设置时,用来修改参数,数据增加;
向下键:用来向下移动光标或翻页,在参数设置时,用来修改参数,数据减小;
确认键:进入当前光标所指的页面,在参数设置时,按此键,表示当前光标所指的参数允许修改,再按此键时,光标恢复到自由状态。
取消键:用来退回到相应的页面。
8.2 显示页面操作说明:
8.2.1 主页面
l 当蜂鸣器告警时,按任意键,关闭蜂鸣器;
l 开机时,显示欢迎屏画面,按确认键进入主界面,如左侧图
l 在主页面时,按任意键,进入主菜单;

8.2.2 主菜单
l 在主菜单页面,通过上,下键选择子菜单,如选择“信息查询”,“参数设置”,“模块设置”,按确认键,会弹出一个新的菜单页面。按取消键,则返回到主页面。
8.2.3 信息查询
l
信息查询菜单,通过上,下键选择相应的信息查询。然后按确认键,进入相应的信息查询。在该页面,按取消键,则返回到主菜单。
l
当系统出现异常时,在当前故障信息中显示异常现象,以及故障发生时间,可上下翻页查询,最多可显示20条当前故障,用户可直接定位故障部位。按取消键返回到信息查询页面。
l
历史故障,最多可记录20条历史故障,可上下翻页查询。记录每条故障发生时间和消除时间。按取消键返回到信息查询页面。
l
交流电压数据查询,显示交流电压的相电压。按取消键返回到信息查询页面。
l 直流数据查询,显示直流数据参数,包括合母电压,控母电压电流,电池电压电流,环境温度等参数,可上下翻页查询,按取消键返回到信息查询页面。
l 模块信息查询,显示模块电压电流数据 以及模块开关机状态,当模块通信故障时,电压电流数据显示为零。按取消键返回到信息查询页面。
l 电池巡检查询,最多可查询120节电池电压,上下翻页查询。按取消键返回到信息查询页面,电池巡检需选配。
l
绝缘检测数据查询,当系统正常时只显示交流串入值(母线负对地交流串入值)、合母正对地、控母正对地和母线负对地电压,按取消键返回到信息查询页面。
l 开关信息查询,包括交流开关、直流开关状态查询,当系统设置中设为允许告警,则在分闸时发出告警,上下翻页查询。按取消键返回到信息查询页面。
8.2.4 参数设置
l 
系统设置菜单,总共包括10个子菜单,通过上,下键选择相应参数设置和翻页, 然后按确认键进入参数设置页面。按取消键,则退出页面。当进入相应的参数设置页面时,通过上,下键选择相应的参数设置,当某参数被选中时,该参数反显,再按确认键,该参数可通过上,下键修改。再按确认键,自动保存所设置参数,
按取消键,返回到参数设置菜单页面。
l
电池管理包括设置以下参数:充电方式,浮充电压,均充电压,电池容量,均充限流,转换电流,均充限时,定时均充,均充延时,温度补偿,终止放电,放电限时。
慎用警示:使用温度补偿功能时,必须严格按照电池厂家提供的温度补偿值进行设置,本监控的温度补偿功能所补偿的是电池组充电总电压值而不是单体电池电压的温度补偿值 !!
l 交流设置,可设定交流供电方式(单相或三相)、交流电压过欠压值。当设为单相时,只显示单相电压,设为三相时显示三相电压。
l
直流设置,包括合母过欠压告警、控母过欠压告警值设定,电池欠压告警设定;传感器变比设定,可选择传感器输出电压为4V或5V,电流从30A到100A可选(请选用±12V电源供电的霍尔传感器,本公司不配送电流传感器,请自行购买)。
l 开关设置,包括定义每路输出节点的含义,如分类故障、硅链控制等,各分类编号如下。当用户开关使用通断触点或电压信号输入时,可设定支路是否允许告警,当设为允许时,开关断开则系统发出告警。
继电器无效 0
模块通讯,模块故障 1
交流故障 2
母线过欠压 3
支路开关跳闸 4
电池故障 6
支路绝缘故障 7
硅链控制 30
放电负载控制 31
支路开关告警:禁止/告警触点/状态触点
①_x0001_ 禁止:屏蔽16路支路全部的告警信号;
②_x0001_ 告警触点:选用此功能,各支路告警信号端与对应的支路告警触点连接,将告警触点的公共端与“开 关COM端”连接;
③_x0001_ 状态触点:选用此功能,各支路告警信号端与对应的各直流馈电开关的母线负输出端连接,
“开关COM端”悬空。
支路开关告警设置代码:
0:无效 1:支路告警
2:防雷器告警 3:熔断器告警
4:交流断路告警 5:逆变器告警
6:-48V告警
l
模块设置,可设定充电模块数量(1~8台),和模块类型以及模块通信协议。
01------ENPC协议;
02-----Modbus协议;
03-----CAN协议
l
当用户配有电池巡检仪时,设定单体电池类型(12V/6V/2V),电池节数(1~120),电池节数及单体电池过欠压告警值。
l
用户可选配绝缘检测仪,最多支持1台绝缘检测仪,可设定差压告警值、绝缘电阻告警值、交流串入告警值。
l
通信设置,设定系统地址,通信速率和通信协议,通信速率包括1200、2400、4800、9600,通信协议包括CDT、MODBUS。
l 时间设定,通过上,下键修改时间,然后按确定键保存即可。
8.2.5 模块控制
l 通过上,下键修改模块的关机/开机,然后按确定键保存即可控制模块。
8.2.6放电计量
l 当系统启动电池放电维护时,系统将把充电模块输出电压调节至190V,然后开始通过外部的放电装置把电池的电压放至维护值,系统计量好放电的容量与时间。
9.1 供电电源:工作电源电压为85~280VDC,功耗5W,电源应该从合闸母线上取,另外请务必将大地端与大地接好。
9.2 交流检测信号输入: 该监控只支持一路交流信号的检测。
9.3 母线电压检测
9.4 温度传感器和电流传感器安装说明
9.5.1扩展电池巡检、绝缘检测单元和高频开关电源模块的485通信接线方式:
9.5.2高频开关电源模块的CAN通信接线方式:
9.6.1开关量信号输入使用告警触点时的接线方式:
9.6.2使用状态触点时的接线方式:
9.8.1开关量信号输出(故障输出)
当系统出现任何故障是输出触点闭合。
9.8.2开关量信号输出(绝缘闪光输出)
当系统出现绝缘故障时输出触点以0.5Hz的频率闪烁。
10.1 主要功能
Ø 每个单元最多可检测24节单体电池电压;
Ø 系统最多可检测1组120节单体电池,即一个系统最多可配置5个电池检测单元;
Ø 能检测12V、6V、2V单体电池,测量精度为0.2%;
Ø 通过RS485总线将检测到的单体电池信息传送到主监控;
10.2 原理框图
10.3 安装说明
Ø 工作电源:DC85V-320V,可直接从电池组两端取;
Ø 特别注意,单体电池的编号顺序是从电池组负端往正端,切勿接反;
Ø 各接线端子上存在直流高压,安装时请注意安全;
Ø 安装尺寸
10.4 接线说明
10.5 接线端口定义
|
序号 |
引脚 |
标号 |
定义 |
备注 |
|
JP1 |
1 |
B- |
电池组负(或为上一节电池正) |
单体电池电压信号采集接口
|
|
2 |
B1 |
第1节电池正极 |
||
|
3 |
B2 |
第2节电池正极 |
||
|
4 |
B3 |
第3节电池正极 |
||
|
5 |
B4 |
第4节电池正极 |
||
|
6 |
B5 |
第5节电池正极 |
||
|
7 |
B6 |
第6节电池正极 |
||
|
8 |
B7 |
第7节电池正极 |
||
|
9 |
B8 |
第8节电池正极 |
||
|
10 |
B9 |
第9节电池正极 |
||
|
JP2 |
1 |
B10 |
第10节电池正极 |
|
|
2 |
B11 |
第11节电池正极 |
||
|
3 |
B12 |
第12节电池正极 |
||
|
4 |
B13 |
第13节电池正极 |
||
|
5 |
B14 |
第14节电池正极 |
||
|
JP3 |
1 |
B15 |
第15节电池正极 |
|
|
2 |
B16 |
第16节电池正极 |
||
|
3 |
B17 |
第17节电池正极 |
||
|
4 |
B18 |
第18节电池正极 |
||
|
5 |
B19 |
第19节电池正极 |
||
|
6 |
B20 |
第20节电池正极 |
||
|
7 |
B21 |
第21节电池正极 |
||
|
8 |
B22 |
第22节电池正极 |
||
|
9 |
B23 |
第23节电池正极 |
||
|
10 |
B24 |
第24节电池正极 |
||
|
JP4 |
1 |
485A |
上位机RS485通讯同相端 |
RS485上位机通讯端口 |
|
2 |
485B |
上位机RS485通讯反相端 |
||
|
JP5 |
1 |
- |
电源负 |
工作电源输入DC80V-320V/AC220V |
|
2 |
+ |
电源正 |
||
|
3 |
PGND |
保护地 |
11.1 主要功能
Ø 每个单元提供30路支路绝缘电阻检测功能,测量精度为±0.3KΩ;
Ø 检测母线(合母、控母和母线负)对地电压,测量误差±0.4V;
Ø 通过RS485总线接收主监控发来的告警上下限,并向主监控发送对地电压值和对地电阻信息;
Ø 采用检测支路漏电流的方式判断绝缘电阻,无须在支路上注入交流小信号。
11.2 原理框图
11.3 安装说明
Ø 工作电源:DC85-320V;
Ø 工作电源和电压检测回路都存在高压电,安装时请注意安全;
Ø 接线时,合母回路和控制回路应区分开,先接合母回路,然后紧接着接控制回路,并在拨码开关上设定合母回路数和控母回路数;
Ø 漏电流传感器的变比应选为±10mA/±5V,供电电源可直接从板上输出的±12V点源;(绝缘检测单元输出供传感器电源的{zd0}容量为±12V/450mA)
Ø 无合母的情况下应将JP3的HM+与KM+短接。
安装尺寸
11.4接线说明
11.5接线端口定义
|
序号 |
引脚 |
标号 |
定义 |
备注 |
|
JP1 |
1 |
- |
电源负 |
工作电源输入DC80V-320V/AC220V |
|
2 |
+ |
电源正 |
||
|
3 |
PGND |
保护地 |
||
|
JP2 |
1 |
+12V |
+12V电源输出 |
漏电流传感器电源输出 ±12V/450mA |
|
2 |
GND |
信号地 |
||
|
3 |
-12V |
-12V电源输出 |
||
|
JP3 |
1 |
HM+ |
合闸母线正极 |
母线对地电压检测信号输入 |
|
2 |
KM+ |
控制母线正极 |
||
|
3 |
MX- |
母线负极电压 |
||
|
4 |
ETH |
接大地 |
||
|
JP4 |
1 |
485A |
上位机RS485通讯同相端 |
RS485上位机通讯端口 |
|
2 |
485B |
上位机RS485通讯反相端 |
||
|
JP5 |
1 |
IN1 |
支路绝缘1路 |
漏电流传感器信号输入 (合母支路在前,紧接着是控母支路) |
|
2 |
IN2 |
支路绝缘2路 |
||
|
3 |
IN3 |
支路绝缘3路 |
||
|
4 |
IN4 |
支路绝缘4路 |
||
|
5 |
IN5 |
支路绝缘5路 |
||
|
JP6 |
1 |
IN6 |
支路绝缘6路 |
|
|
2 |
IN7 |
支路绝缘7路 |
||
|
3 |
IN8 |
支路绝缘8路 |
||
|
4 |
IN9 |
支路绝缘9路 |
||
|
5 |
IN10 |
支路绝缘10路 |
||
|
JP7 |
1 |
IN11 |
支路绝缘11路 |
|
|
2 |
IN12 |
支路绝缘12路 |
||
|
3 |
IN13 |
支路绝缘13路 |
||
|
4 |
IN14 |
支路绝缘14路 |
||
|
5 |
IN15 |
支路绝缘15路 |
||
|
JP8 |
1 |
IN16 |
支路绝缘16路 |
|
|
2 |
IN17 |
支路绝缘17路 |
||
|
3 |
IN18 |
支路绝缘18路 |
||
|
4 |
IN19 |
支路绝缘19路 |
||
|
5 |
IN20 |
支路绝缘20路 |
||
|
JP9 |
1 |
IN21 |
支路绝缘21路 |
|
|
2 |
IN22 |
支路绝缘22路 |
||
|
3 |
IN23 |
支路绝缘23路 |
||
|
4 |
IN24 |
支路绝缘24路 |
||
|
5 |
IN25 |
支路绝缘25路 |
||
|
JP10 |
1 |
IN26 |
支路绝缘26路 |
|
|
2 |
IN27 |
支路绝缘27路 |
||
|
3 |
IN28 |
支路绝缘28路 |
||
|
4 |
IN29 |
支路绝缘29路 |
||
|
5 |
IN30 |
支路绝缘30路 |
第三章 充电模块性能特点
1、 概述
高频充电模块采用三相三线制平衡输入,无中线电流损耗。在交流输入端,采用先进的尖峰抑制器件及EMI滤波电路。以MOFEI为主要器件,采用PWM脉宽调制高频技术,AC/DC →DC/AC →AC/DC变换,自主均流,实现N+1冗余式备份。可带电热插拔,设定好后,无需调整。
2、 电力模块性能特点
2.1 标准单体模块式结构:
电力模块采用标准的单体模块设计,体积小(33x20.8x11.8CM),重量轻(仅重 6KG)。其机电结构热设计(智能风冷:风机转速随温度和负载量的不同而自我调节,以此来增加风机使用寿命)自成系统,可适应现有各种型号规格直流电源柜(屏)的要求。主回路接线端子采用美国新型电力插座,在与相关行业厂家配套时,具有很好的兼容性,或者可根据客户需要专门设计。
2.2 模块面板介绍:
2.2.1前面板:
可显示模块电压、电流、告警、地址、分组号、运行模式等信息。若按键无操作超过大约一分钟后,将自动切换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±0.5V,电流显示精度为±0.2A。
前面板上有3个指示灯,功能见表1。
|
指示灯 |
名称 |
状态 |
指示含义 |
|
绿色 |
电源指示灯 |
亮 |
模块有交流输入 |
|
灭 |
模块无交流输入 |
||
|
黄色 |
保护指示灯 |
亮 |
交流输入过欠压 |
|
交流缺相 |
|||
|
直流输出欠压 |
|||
|
过温保护 |
|||
|
模块不均流 |
|||
|
地址重复(具体信息参见故障代码) |
|||
|
灭 |
无告警或保护发生 |
||
|
闪烁 |
模块处于手动运行模式 |
||
|
红色 |
故障指示灯 |
亮 |
输出过压保护 |
|
风扇故障(具体信息参见故障代码) |
|||
|
灭 |
无故障发生 |
表1 指示灯功能表
模块有两个按键,上键(▲)和下键(▼)。
通过按键,可查看模块信息。例如模块输出电压234V、输出电流4.9A、地址2、运行在自动方式、分组号2,按▲或▼将依次显示如图2。
图2 模块信息显示顺序
通过按键还可设置模块参数:手动输出电压、模块地址、模块分组号、模块运行方式(手动/自动)。设置步骤如下:
1.按▲或▼,将当前的显示切换到要更改的信息界面。
2.按下▲或▼大约2.5秒后释放,可看到显示闪烁。
3.按▲或▼更改设置值。
4.按下▼大约2.5秒后释放以保存数据;若放弃更改,按下▲大约2.5秒后释放即回复到以前的设置值。
下面以将模块运行方式由“自动”设置为“手动”为例,说明设置方法。先按▲或▼直到出现
的界面,按▲或▼大约2.5秒释放,界面闪烁,再按▲,出现界面
后,按下▼2.5秒保存。
模块的地址设置范围为0~30,也就是说并机工作的模块数量{zd0}为31。模块{zd0}分组数为3。
整流模块只在相同分组的组内进行均流,组间不均流。
2.3 模块端子:
模块输入输出采用一体化金手指插座,如图3所示。
图3 模块输入输出端子
可热插拔,插脚详细说明见表2
|
接口名称 |
位号 |
接口定义 |
特性说明 |
|
|
交流输入 |
J4 |
V |
模块的交流电源输入端,输入方式为三相三线制 |
|
|
U |
||||
|
W |
||||
|
直流输出 |
J3 |
OUT+ |
输出正极 |
模块的直流输出端,输出和机壳之间隔离 |
|
OUT- |
输出负极 |
|||
|
保护地 |
GNDE |
模块的保护地引出端,内部已经和模块外壳连接 |
||
|
通讯接口 |
J2 |
CAN+ |
CAN总线正极 |
CAN总线通过PCB以及端子转接,CAN总线同时实现模块均流功能 |
|
CAN- |
CAN总线负极 |
|||
表2 模块端子插脚定义
2.4 主要功能:
模块具有以下保护功能:输入过压保护、输入欠压保护、输出过压保护、输出欠压告警、短路保护、缺相保护、过温保护和风扇故障告警。
风扇无级调速,模块通过对输出电流和环境温度综合考虑进行风扇调速控制。
模块告警信息以故障代码的形式在LED上实时的闪烁显示。故障代码如表3所示。
|
故障代码 |
代码含义 |
|
E31 |
输出欠压 |
|
E32 |
模块过温 |
|
E33 |
交流过欠压 |
|
E34 |
交流缺相 |
|
E36 |
输出过压 |
|
E37 |
地址重复 |
|
E38 |
风扇故障 |
|
E39 |
均流告警 |
|
E43 |
PFC母线过/欠压 |
表3 故障代码显示含义
模块通过CAN方式与上位机通信,将模块输出电压和电流、模块保护和告警信息发送给上位机。在自动方式下,接受并执行上位机下发的控制命令。具体通信功能包括遥信、遥测、遥控和遥调。
2.5 安装方式:
模块采用风冷散热方式,风扇安装于模块前部,从模块前方抽风吹向模块后方。因此在安排模块位置时,应保证模块前后散热风道的畅通。模块安装尺寸如图4
图4 模块外观尺寸
模块具备热插拔功能,但禁止在易燃环境中对模块进行热插拔!
模块不应直接连接到系统交流母线上。为了方便模块的维护,模块交流输入进线处应设置空气开关。
电缆可以选择非屏蔽电缆,根据实际情况选取适当长度的电缆,电缆规格如表4所示。
表4 模块输入输出电缆规格
|
名称 |
电流载流量 |
型号及规格 |
备注 |
|
交流电缆 |
4~5A/mm2 |
BVR-4mm2 |
黄、绿、红三色分别对应A、B、C三相 |
|
直流电缆 |
2.5~3A/mm2 |
BVR-4mm2 |
红色为正极,黑色(或者蓝色)为负极 |
|
保护接地电缆 |
\ |
BVR-4mm2 |
黄绿相间 |
|
信号电缆 |
\ |
UL2464-26XX |
以不同颜色区分 |
2.6 故障处理:
模块常见故障表现有:电源指示灯(绿色)灭、保护指示灯(黄色)亮、故障指示灯(红色)亮。同时数码管闪烁,指示故障代码。各状态所指示常见故障及处理措施见表5。
表5 常见故障及处理措施
|
异常现象 |
异常原因 |
处理建议 |
|
电源指示灯(绿色)灭 |
输入交流断电 |
检查输入是否正常 |
|
模块内部故障 |
返回维修 |
|
|
保护指示灯(黄色)亮 |
输出欠压E31 |
检查输出电压是否正常 检查模块是否限流 |
|
模块过温E32 |
检查环境温度是否过高; 检查系统热设计是否合理; 检查模块进出口风道是否受堵; 异常过温返回维修 |
|
|
交流输入过/欠压E33 |
检查交流输入电压是否正常 |
|
|
交流缺相E34 |
检查交流输入电压是否缺相 |
|
|
地址重复E37 |
检查模块分组号、地址设置是否存在重复 |
|
|
均流告警E39 |
检查并联模块设置输出电压是否一致 |
|
|
故障指示灯(红色)亮 |
输出过压E36 |
断开交流电,重新上电,若仍然发生过压保护,返回维修 |
|
风扇故障E38 |
检查风扇是否堵转 |
7 采用双臂式全向电流保护电路:
对于高频开关电源在电力行业广泛应用的首要条件,除了高指标外,最关键的就是工作可靠性,而影响高频开关电源可靠性的重要因素,是开关电源本身所存在的诸如变压器偏磁,逆变桥臂直通等问题,我公司为此独创了旨在杜绝上述不足的双臂式全向电流保护电路, 保证了模块在某些瞬态过程(如负载突变、短路、变压器过热、参数漂移等)中工作的稳定性,因而从根本上消除了高频开关电源所固有的不可靠因素。
2.8 三环控制+自适应PWM均流控制
电力模块控制采用了双电压环(输出电压、电感电压)及峰值电流环三环反馈系统,具有很高的动态响应速度和系统稳定性。同时对于模块在N+1冗余配置中均流问题采用了双重均流控制,即单体模块的自适应PWM均流控制(不均流度≤3%之间),两种均流视负载情况互为补充,电力模块即可受控于中央监控系统(或通过模块适配器)和输出设定值,又可独立工作在用户设定的自控状态,从而确保系统的万无一失。
2.9 交流输入范围宽达260VAC~456VAC,在电力供应状况复杂的地区亦能可靠的工作,符合我国国情,并有多项输入输出过欠压保护措施。输出过压值可由客户自己设定,确保蓄电池的安全。
2.10以轻重量,{gx}率,小体积为显著特征。
2.11元器件及整机严格的测试筛选老化手段,电力模块所用的元器件90%以上均使用
进口mp产品,如:IR、HARRIS、HP、SGS、TDK、RUBYCON等,并按严格的工业标准筛选,整机全部经过高温满载老化48小时,以确保产品的质量。
3.模块技术指标
|
项 目 |
指 标 |
测试条件 |
||
|
最小 |
典型值 |
{zd0} |
||
|
输入电压范围(VAC) |
260 |
380 |
456 |
输出120VDC,满载 |
|
输出可调范围(VDC) |
90 |
120 |
150 |
输入380VAC,满载 |
|
稳压精度 |
|
0.01% |
0.5% |
输出90~150VDC,20~{bfb}负载,输入160~456VAC |
|
稳流精度 |
|
0.08% |
0.5% |
输出90~150VDC,20~{bfb}负载,输入260~456VAC |
|
动态响应 |
100uS |
150uS |
200uS |
额定输出20~75%负载跃变 |
|
充电机效率 |
88% |
91% |
93% |
输出120V,10A |
|
{zd0}可闻噪声(dB) |
|
50 |
60 |
满载,环境噪音40dB |
|
存储温度(℃) |
-40 |
25 |
60 |
|
|
工作环境温度(℃) |
-10 |
25 |
45 |
输出120V,10A |
|
宽频杂音(mV) |
18 |
25 |
40 |
额定输入输出,阻性负载 |
|
峰峰杂音(mV) |
100 |
300 |
400 |
额定输入输出,阻性负载 |
|
并机不均流度 |
±0.5% |
±2% |
±5% |
额定输入输出,监控均流 |
|
启动延时(秒) |
1 |
2 |
3 |
|
|
纹波系数 |
0.01%~0.1% |
频宽0~20MHz |
||
|
绝缘强度 |
2000VAC 50Hz |
时间1分钟,漏电流10mA |
||
|
内部散热器温升 |
≤30℃ |
环境温度45℃ |
||
|
负载等级 |
Ⅰ级({bfb})的额定输出电流时连续工作) |
在充电浮充电电压范围 |
||
|
自动限流特性 |
输出电流超过105%额定电流 |
恒功率保护,输出电流不会增大,直流电压下降 |
||
|
输入过压保护 |
输入电压整定值(456±5VAC),自动关闭整流器。雷击瞬态过压使用HARRIS专用器件避雷。 |
电压正常后自动恢复,可设定过压值(在输出空载时整定) |
||
|
输出过压保护 |
输出电压超过150±3VDC(HXT140D10)自动停止输出,以防损坏设备。 |
可设定过压值,一但过压,将锁死模块输出电压。 |
||
|
输出短路保护特性 |
任何输入电压、输出电压、负载状态下,输出因故障短路。 |
故障消除后,自动恢复正常运行 |
||
4 高频开关电源直流系统与可控硅全控充电装置比较
|
项目名称 技术参数 |
可控硅全控充 电装置 |
HXT高频开关电 源充电装置 |
|
稳压精度 |
≤±2% |
≤±0.1% |
|
稳流精度 |
≤±1% |
≤±0.5% |
|
纹波系数 |
≤±2% |
≤±0.1% |
|
源效应 |
≤2% |
0.05% |
|
效率 |
>75% |
>90% |
|
噪声 |
<55dB |
<55dB |
|
谐波 |
无干扰 |
无干扰 |
|
电池管理功能 |
一般 |
完善 |
1、投运前的检查
新设备就位后,检查紧固件有无松动,元件是否完好,线头是否有松动。
设备应可靠接地,并检查所有接线是否正确。
检查电池连接片是否正确,极性是否一致。
检查模块和集总控制器接线是否牢靠。
2、正常运行
2.1 确定无误,将各开关置于断开状态,方可通电试用。
2.2 合上交流开关(1ZK和2ZK)时有交流电源供应时,整流器将交流电转换成直流电,经过整流滤波后对电池恒压限流充电。同时,兼对控制母线负荷供电。
2.3 所有充电模块(包含集总)“系统正常灯”亮起,充电系统正常输出,此时可合上模块输出开关(1Z)和电池熔断器(FU1和FU2)进行充电。充电开始后,此时所有电压表和电流表都有一定数值。
3 、充电过程
3.1 当设备接通电源时,充电装置通过自动或手动控制即可投入运行,设备运行有三种状态(即主充、均充、浮充),下面分别叙述它们的充电过程。
3.2 主充状态: 主充电是设备以设定的“充电电流”值对蓄电池进行恒流充电,当电池电压升到均充电压整定值时,设备自动转入恒压充电状态,此时主充电结束。此状态主要用于蓄电池的活化或初次充电。
3.3 均充状态: 均充电是设备开始以设定的“充电电流” 对蓄电池进行恒流充电。系统设定好电池容量后,当充电电流≥0.08C,且该电流维持10秒钟,此时系统转入均充。也可手动进入均充程序。均充时间到达后,设备自动转入浮充状态,所以均充状态具有恒流限压功能。
3.4 浮充状态: 浮充电是设备以恒压方式对蓄电池进行恒压充电(悬浮电压值),使电池总在满容量状态。当系统检测到电池电流≤0.02C时,延时3小时,转入浮充。如果在延时3小时中,总均充时间到达设定均充时间,也会马上转入浮充。
4、主电源中断时的运行
当主电源中断或降低时(备用电源有电),旁路电源自动投入运行,直流电源会继续正常的工作,而不必担心主电源的中断。
5、主电源、旁路电源均断电时的运行
当电源、旁路电源均断电时,直流输出母线上的电压是靠电池组放电来维持的,电池组经降压装置对母线提供一个稳定的直流电压,此时不会因交流电源断电而影响工作。
6、操作界面使用说明
|
序号 |
符 号 |
名 称 |
使 用 说 明 |
|
1 |
PA1 |
电池电流(表) |
蓄电池充电\放电电流指示 |
|
2 |
PA2 |
控母电流(表) |
控母负载电流输出指示 |
|
3 |
PV1 |
合母电压(表) |
合闸母线电压指示 |
|
4 |
PV2 |
控母电压(表) |
控制母线电压指示 |
|
5 |
RH1 |
闪光指示(灯) |
母线绝缘闪光指示 |
|
6 |
K1 |
控母调压(开关) |
控制母线调压转换开关 |
|
7 |
AN1 |
闪光按钮 |
绝缘对地闪光试验实验 |
|
8 |
M5 |
监控器 |
系统中央控制单元 |
|
9 |
M1~M4 |
充电模块 |
高频开关电源充电模块单元 |
|
10 |
1ZK |
交流1路 |
主控电源进线/微断交流空气开关 |
|
11 |
2ZK |
交流2路 |
备用电源进线/微断交流空气开关 |
|
12 |
HR1 |
交流1路指示灯 |
主控电源进线工作指示灯/绿色 |
|
13 |
HR2 |
交流2路指示灯 |
备用电源进线工作指示灯/绿色 |
|
14 |
1Z |
充电输出 |
充电模块输出开关/微断直流空气开关 |
|
15 |
HR3 |
充电输出指示灯 |
充电模块输出信号指示灯/红色 |
|
16 |
101Z~106Z |
合母1~6路 |
合闸馈出回路/微断直流空气开关 |
|
17 |
107Z~112Z |
控母1~6路 |
控制馈出回路/微断直流空气开关 |
|
18 |
HR5~HR10 |
合母馈出指示灯 |
合闸馈出回路信号指示灯/红色 |
|
19 |
HR11~HR16 |
控母馈出指示灯 |
控制馈出回路信号指示灯/红色 |
1、建议安装在下列地点
1.1 靠近电池室
1.2 靠近公共电源出口
1.3 靠近需供电的重要负荷
1.4 远离热源
1.5 放置在清洁、通风和容易接近方
1.6 设备周围有一定空隙
2、在把直流电源接到主电源和工作负荷之前,应采取下列措施:
2.1 时刻要牢记直流电源是一个电力发生装置,因此用户要采取一切必要的措施,避免直接或间接的接触。
2.2 检查一下直流电源的mp上所给定的规格是符合安装的要求,是否与定单元上的规格相符。
2.3 在设备的下部可以看到接到直流电源上和重要负荷上的输入输出电源线端子。
2.4 电缆截面根据额定电流选择,断路器根据{zd0}电流选择。{zd0}电流的工况不考虑作为长期运行工况。
2.5 直流电源与电池柜是通过柜底部的电缆沟连接的,应注意端子板的正负极和电缆颜色。
3、电池安装和保养
3.1 安装人员应在安装前卸下身上一切金属物品(如手表,戒指)
3.2 使用绝缘工具
3.3 穿戴防护眼睛和橡皮手套
3.4 电池上切勿放置金属/导线及硬件(如扳手等)
3.5 联接电池时,确保极性连接正确,电池系统的正极接充电机正极,负极接充电机负极
3.6 电池间的间隔至少在5-10mm,以供对流
3.7 电池安装前或清洁电池时,应用干净的湿抹布檫净极柱和表面上的杂物,不可使用有机清洁剂或其它不明清洁剂
3.8 连接电池时应确保联接牢固,不产生松动或扭力,否则在以后的充放电时易引起打或损坏电池
3.9 安装电池的地方或有电池的机器应避免阳光照射,避免有机溶剂,气体和腐蚀性气体,避免红外线,紫外线和其它放射性的辐射
3.10 在把电池搬上金属架上时,先用接地故障探测指示器检查,保证电池接地良好,否则须探明原因并予以纠正
3.11 电池里的稀硫酸,会伤害皮肤或眼睛。能导电,有腐蚀性,皮肤如果接触了电解液,应立即用水彻底冲洗,电解液如果进入眼睛,须用清水彻底清洗10分钟以上,并立即就医切不可拆卸电池,这很不安全,并导致“三包”失败
3.12 用过的电池不要弃于地面,湖泊或其它非特许的地方,必须回收利用安装电池的地方应放置CCI4型灭火器,不可用CO2型灭火器。
4、订货须知
4.1 注明型号、规格、数量;
4.2 注明电池的容量、组数,单体电压等级;
4.3 柜体外形尺寸和颜色是否特殊要求;
4.4 充电装置类型(相控或高频模块);
4.5 如需遥调、遥控、遥信、遥测等远动功能,请注明具体要求。
如需订购,请填妥附表中的内容反馈给我们,我们将按照要求制订方案,为您提供性能价格比{zy}的产品。
附表 用户需求反馈单
|
用户名称 |
|
联系人 |
|
|
|
联系电话 |
|
传真 |
|
|
|
系统电压 |
□220V □110V □48V |
电池容量 |
AH |
|
|
经常负荷电流(不含充电电流) |
A |
电池是否国产 |
□是 □否 |
|
|
电池类型 |
□免维护铅酸 □镉镍 |
电池组数 |
□单组 □双组 |
|
|
是否需要微机控制 |
□是 □否 |
是否遥测 |
□是 □否 |
|
|
是否遥控 |
□是 □否 |
是否遥信 |
□是 □否 |
|
|
是否遥调 |
□是 □否 |
其它 |
|
|
附图1 系统排布图
附图2 系统原理图
附图3 系统接线图1
附图4 系统接线图2
附图5 系统接线图3
附图6 系统接线图4
附图7 系统接线图5