HD22020-3充電模塊.doc

1.1 HD22020-3系列1.1.1 模塊簡(jiǎn)介HD22020-3充電模塊是電力電源主要的配置模塊，廣泛應(yīng)用于火電廠、水電站、和高等級(jí)變電站直流電源中。HD22020-3充電模塊采用自冷和風(fēng)冷相結(jié)合的散熱方式，在輕載時(shí)自冷運(yùn)行，符合電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況。同時(shí)模塊的效率得到提高，體積和重量大大降低。 型號(hào)說(shuō)明 產(chǎn)品系列產(chǎn)品系列見下表。 表1-1 訂貨信息名稱型號(hào)編碼單位定購(gòu)指南備注充電模塊HD22020-302130523PCS根據(jù)系統(tǒng)要求配置個(gè)數(shù)自然冷/風(fēng)冷結(jié)合防塵設(shè)計(jì)充電模塊HD11040-3PCS根據(jù)系統(tǒng)要求配置個(gè)數(shù)自然冷/風(fēng)冷結(jié)合防塵設(shè)計(jì) 工作原理概述HD22020-3充電模塊工作原理框圖如下圖所示。 圖1-1 HD22020-3充電模塊原理圖HD22020-3充電模塊由三相無(wú)源PFC和DC/DC兩個(gè)功率部分組成。在兩功率部分之外還有輔助電源以及輸入輸出檢測(cè)保護(hù)電路。前級(jí)三相無(wú)源PFC電路由輸入EMI和三相無(wú)源PFC組成，用以實(shí)現(xiàn)交流輸入的整流濾波和輸入電流的校正，使輸入電路的功率因素大于0.94，以滿足DL/T781-2001中三相諧波標(biāo)準(zhǔn)和GB/T 17794.2.2-2003中相關(guān)EMI、EMC標(biāo)準(zhǔn)。后級(jí)的DC/DC變換器由PWM發(fā)生器控制前級(jí)PFC輸出的DC電壓、經(jīng)過(guò)高頻變壓器輸出后再整流濾波輸出DC電壓等電路組成，用以實(shí)現(xiàn)將前級(jí)整流電壓轉(zhuǎn)換成電力操作系統(tǒng)要求的穩(wěn)定的直流電壓輸出。輔助電源在輸入三相無(wú)源PFC之后，DC/DC變換器之前，利用三相無(wú)源PFC的直流輸出，產(chǎn)生控制電路所需的各路電源。輸入檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)輸入過(guò)欠壓、缺相等檢測(cè)。DC/DC的檢測(cè)保護(hù)電路包括輸出電壓電流的檢測(cè)，散熱器溫度的檢測(cè)等，所有這些信號(hào)用以DC/DC的控制和保護(hù)。 結(jié)構(gòu)及接口1模塊外觀HD22020-3充電模塊的外觀如下圖所示。 圖1-2 HD22020-3充電模塊外觀2前面板HD22020-3充電模塊前面板如下圖所示。 圖1-3 充電模塊前面板1）LED顯示面板顯示模塊的電壓、電流或告警信息。由顯示切換按鈕進(jìn)行輸出電壓和電流的顯示切換。顯示3位數(shù)字，電壓顯示精度為0.3V，電流顯示精度為0.4A。出現(xiàn)模塊告警時(shí)，閃爍顯示故障代碼。2）指示燈模塊面板上有3個(gè)指示燈，功能見下表。 表1-2 面板指示燈功能指示標(biāo)識(shí)正常狀態(tài)異常狀態(tài)異常原因電源指示燈（綠色）亮滅無(wú)輸入電壓以至模塊內(nèi)部的輔助電源不工作保護(hù)指示燈（黃色）滅亮直流輸入電壓或輸出電壓超出正常范圍模塊內(nèi)部過(guò)熱模塊未完全插好故障指示燈（紅色）滅閃爍風(fēng)扇故障，不轉(zhuǎn)動(dòng)3）顯示切換按鈕顯示切換按鈕用于切換LED顯示面板的顯示內(nèi)容。如果LED正顯示輸出電壓，按一下該按鈕則顯示輸出電流，再按一下該按鈕則又顯示電壓。4）手動(dòng)調(diào)壓按鈕面板上嵌入的兩個(gè)按鍵用來(lái)調(diào)整模塊在手動(dòng)狀態(tài)下的輸出電壓。按一下左邊按鈕輸出電壓降低1V，按一下右邊按鈕輸出電壓升高0.5V。注意只有在手動(dòng)控制方式下，調(diào)節(jié)此按鍵才起作用。5）撥碼開關(guān)撥碼開關(guān)用于選擇控制方式和模塊通信地址。其定義如下圖所示。 圖1-4 充電模塊地址及手動(dòng)選擇六位撥碼開關(guān)控制方式選擇撥碼撥碼開關(guān)最左邊一位為控制方式選擇撥碼，用于選擇模塊的控制方式為自動(dòng)控制還是手動(dòng)控制。撥上為自動(dòng)控制方式，撥下為手動(dòng)控制方式，如圖2-11所示。在自動(dòng)控制方式下，模塊的輸出電壓、限流點(diǎn)、開關(guān)機(jī)均由監(jiān)控模塊進(jìn)行控制，人工無(wú)法進(jìn)行干預(yù)。如果模塊連接到合閘母線上對(duì)電池進(jìn)行充電，一般應(yīng)設(shè)置為自動(dòng)控制方式。在手動(dòng)控制方式下，模塊的輸出電壓由上述介紹的手動(dòng)調(diào)壓按鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。模塊的輸出電壓、限流點(diǎn)和開關(guān)機(jī)等均不受監(jiān)控模塊控制，但可以將模塊的運(yùn)行參數(shù)上報(bào)給監(jiān)控模塊。如果模塊連接到控制母線上，則模塊需輸出單一的穩(wěn)定電壓，此時(shí)應(yīng)將模塊設(shè)置為手動(dòng)狀態(tài)，模塊的輸出電壓由手動(dòng)調(diào)壓按鈕調(diào)節(jié)，限流點(diǎn)全部放開，為100。& 注意手動(dòng)調(diào)壓按鈕可使充電模塊輸出電壓最高達(dá)到286V，因此在系統(tǒng)正常時(shí)請(qǐng)勿隨意調(diào)節(jié)該按鍵。由于不同用戶選擇蓄電池的節(jié)數(shù)有差異，為安全起見，充電模塊的輸出在出廠時(shí)已整定在浮充電壓值234V上。地址識(shí)別撥碼撥碼開關(guān)左邊第二位為廣播地址識(shí)別撥碼，用于模塊識(shí)別廣播數(shù)據(jù)包。撥到上端時(shí)，模塊認(rèn)為只有地址為255的數(shù)據(jù)包是廣播數(shù)據(jù)包。撥到下端時(shí)，模塊認(rèn)為只有地址為254的數(shù)據(jù)包是廣播數(shù)據(jù)包。地址設(shè)置撥碼撥碼開關(guān)右邊四位為模塊通信地址設(shè)置撥碼，用于設(shè)置模塊的通信地址。在模塊上設(shè)置的通信地址為二進(jìn)制數(shù)，每一位撥碼向上撥代表二進(jìn)制數(shù)0，向下?lián)艽矶M(jìn)制數(shù)1。四位地址設(shè)置撥碼中最左邊一位為最高位，最右邊一位為最低位。充電模塊HD22020-3的地址設(shè)置撥碼為4位，因此模塊的地址設(shè)置范圍為015，也就是說(shuō)，連接到監(jiān)控模塊的同一個(gè)串口上的模塊數(shù)最大為16個(gè)。當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量大于16時(shí)，需要將多余模塊獨(dú)立分組且從監(jiān)控單元的另一個(gè)串行口進(jìn)行通信連接。模塊地址是監(jiān)控模塊識(shí)別各充電模塊的唯一標(biāo)志，同一系統(tǒng)中模塊的地址設(shè)置不能相同。對(duì)于同一個(gè)模塊，模塊通信地址設(shè)置必須與監(jiān)控模塊中的模塊地址設(shè)置相同，否則將出現(xiàn)通信異常。在監(jiān)控模塊中設(shè)置的模塊地址為十進(jìn)制數(shù)，他們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系見2-17表。 表1-3 模塊地址撥碼狀態(tài)和地址對(duì)應(yīng)表模塊地址撥碼狀態(tài)撥碼二進(jìn)制值對(duì)應(yīng)模塊地址1234000000000000100011001000102001100113010001004010101015011001106011101117100010008100110019101010101010111011111100110012110111011311101110141111111115例如：地址設(shè)置撥碼處于如上圖所示的位置（黑色為撥碼位置）。表示二進(jìn)制1010，從表中可查出十進(jìn)制地址為10。6）拉手蓋板模塊拉手隱藏在蓋板后面。將蓋板向下平移，就會(huì)露出模塊拉手。模塊工作時(shí)應(yīng)將拉手蓋板恢復(fù)到圖2-3位置，否則將影響模塊的散熱。7）風(fēng)扇罩及防塵網(wǎng)風(fēng)扇罩用于防止外部物件被風(fēng)扇吸入充電模塊中造成模塊損壞。防塵網(wǎng)用于過(guò)濾灰塵以延長(zhǎng)模塊壽命。3后面板HD22020-3充電模塊的后面板主要是輸入輸出一體化插座，如下圖所示。 圖1-5 HD22020-3充電模塊后面板HD22020-3充電模塊采用輸入輸出一體化插座，可熱插拔，因此模塊安裝維護(hù)極為方便。一體化插座管腳分布如下圖所示。 圖1-6 一體化插座管腳分布管腳詳細(xì)說(shuō)明見下表。 表1-4 一體化插座管腳說(shuō)明信號(hào)名稱引腳號(hào)信號(hào)定義特性說(shuō)明交流輸入1V相輸入模塊的交流電源輸入端，輸入方式為三相三線制2U相輸入3W相輸入4保護(hù)地PE為模塊的保護(hù)地引出端，內(nèi)部已經(jīng)和模塊外殼連接通訊接口12DATA弱信號(hào)端，模塊和上級(jí)設(shè)備的通訊接口，為串行異步傳輸模式，通信方式為RS48515DATA均流接口21SHARE弱信號(hào)端，兩個(gè)或者兩個(gè)以上的模塊輸出并聯(lián)時(shí)，需要將此端并聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)模塊均分負(fù)載功能24SHARE直流輸出26輸出正極模塊的直流輸出端，輸出和機(jī)殼之間隔離29輸出負(fù)極 主要功能1保護(hù)功能1）輸入過(guò)/欠壓保護(hù)模塊具有輸入過(guò)/欠壓保護(hù)功能。當(dāng)輸入電壓小于31310Vac或者大于48510Vac，模塊保護(hù)，無(wú)直流輸出，保護(hù)指示燈（黃色）亮。電壓恢復(fù)到33510Vac46015Vac之間后，模塊自動(dòng)恢復(fù)工作。2）輸出過(guò)壓保護(hù)/欠壓告警模塊具有輸出過(guò)壓保護(hù)欠壓告警功能。當(dāng)輸出電壓大于3255Vdc時(shí)，模塊保護(hù)，無(wú)直流輸出，保護(hù)指示燈（黃色）亮。模塊不能自動(dòng)恢復(fù)，必須將模塊斷電后重新上電。當(dāng)輸出電壓小于1981Vdc時(shí)，模塊告警，有直流輸出，保護(hù)指示燈（黃色）亮。電壓恢復(fù)后，模塊輸出欠壓告警消失。3）短路回縮模塊具有短路回縮功能。當(dāng)模塊輸出短路時(shí)，輸出電流不大于40額定電流。短路因素排除后，模塊自動(dòng)恢復(fù)正常輸出。4）缺相保護(hù)模塊具有缺相保護(hù)功能。當(dāng)輸入缺相時(shí)，模塊限功率輸出。在輸出電壓為260V時(shí)輸出10A電流。5）過(guò)溫保護(hù)模塊的進(jìn)風(fēng)口被堵住或環(huán)境溫度過(guò)高導(dǎo)致模塊內(nèi)部的溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，模塊會(huì)過(guò)溫保護(hù)，模塊面板的保護(hù)指示燈（黃色）亮，模塊無(wú)電壓輸出。當(dāng)異常條件清除、模塊內(nèi)部的溫度恢復(fù)正常后，模塊將自動(dòng)恢復(fù)為正常工作。6）原邊過(guò)流保護(hù)異常狀態(tài)下模塊整流側(cè)出現(xiàn)過(guò)流，模塊保護(hù)。模塊不能自動(dòng)恢復(fù)，必須將模塊斷電后重新上電。2其它功能1）風(fēng)扇溫度控制模塊采用溫度和電流聯(lián)合控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的方式。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速分為停轉(zhuǎn)、半轉(zhuǎn)和全轉(zhuǎn)三檔，通過(guò)對(duì)輸出電流和模塊溫度綜合考慮進(jìn)行風(fēng)扇調(diào)速控制。2）故障顯示模塊告警信息以故障代碼的形式在LED上實(shí)時(shí)的閃爍顯示。這時(shí)LED顯示內(nèi)容改為故障代碼，按下顯示切換按鈕后顯示電壓。故障代碼如下表所示。 表1-5 故障代碼顯示含義故障代碼E31E32E33E34E36代碼含義輸出欠壓模塊過(guò)溫交流過(guò)欠壓交流缺相輸出過(guò)壓3）通信功能模塊可以RS485方式與上位機(jī)通信。將模塊輸出電壓和電流、模塊保護(hù)和告警信息發(fā)送給上位機(jī)，接受并執(zhí)行上位機(jī)下發(fā)的控制命令。見下表。 表1-6 HD22020-3充電模塊通信功能序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)備注1遙信將模塊的保護(hù)信號(hào)（交流過(guò)、欠壓，缺相，輸出過(guò)、欠壓，模塊過(guò)溫等信號(hào)）和故障信號(hào)傳遞給監(jiān)控單元2遙測(cè)測(cè)量充電模塊的輸出電壓、電流，送模塊表頭顯示并上報(bào)監(jiān)控單元3遙控根據(jù)監(jiān)控單元的命令，控制充電模塊的開/關(guān)機(jī)，均/浮充轉(zhuǎn)換同時(shí)具備手動(dòng)控制功能，可以屏蔽監(jiān)控單元的控制4遙調(diào)根據(jù)監(jiān)控單元的命令，調(diào)節(jié)模塊的輸出電壓根據(jù)監(jiān)控單元的命令，在10100范圍內(nèi)調(diào)節(jié)充電模塊的輸出電流限流點(diǎn) 性能參數(shù)1環(huán)境要求HD22020-3充電模塊環(huán)境要求見下表。 表1-7 HD22020-3充電模塊環(huán)境要求項(xiàng)目指標(biāo)工作溫度1040儲(chǔ)存溫度2555相對(duì)濕度95大氣壓力70106kPa冷卻方式自然冷、風(fēng)冷結(jié)合2輸入特性HD22020-3充電模塊輸入特性見下表。 表1-8 HD22020-3充電模塊輸入特性項(xiàng)目指標(biāo)輸入電壓323V475V（三相三線制）輸入電流15A交流輸入頻率4565Hz效率93功率因數(shù)0.943輸出特性HD22020-3充電模塊輸出特性見下表。 表1-9 HD22020-3充電模塊輸出特性項(xiàng)目HD22020-3HD11040-3輸出電壓范圍176V320V87V160V額定輸出電流20A404A最大輸出電流20.5A（輸出電壓260V）42A（輸出電壓130V）電壓上升時(shí)間38秒（軟啟動(dòng)時(shí)間）輸出恒流范圍10100穩(wěn)流精度0.5（20限流測(cè)試）負(fù)載電壓紋波系數(shù)0.1穩(wěn)壓精度0.5溫度系數(shù)（1/）0.2均流不平衡度5（50100額定負(fù)載）4機(jī)械參數(shù)模塊外形尺寸（長(zhǎng)寬高）：466mm139mm288mm模塊重量：15kg5音響噪音：55dB6絕緣電阻與絕緣強(qiáng)度1）絕緣電阻輸入端、輸出端對(duì)外殼之間以及輸入對(duì)輸出之間的絕緣電阻10M（試驗(yàn)電壓500Vdc）。2）絕緣強(qiáng)度輸入端、輸出端短接后，在輸入/輸出端與外殼之間施加50Hz、有效值為2000V的交流電壓1分鐘，無(wú)擊穿或飛弧現(xiàn)象。7告警和保護(hù)特性HD22020-3充電模塊告警及保護(hù)特性見下表。 表1-10 HD22020-3充電模塊告警及保護(hù)特性項(xiàng)目HD22020-3HD11040-3備注輸出短路回縮回縮電流40額定電流，可自恢復(fù)輸出過(guò)壓保護(hù)3255Vdc1655Vdc保護(hù)后無(wú)DC輸出，不可恢復(fù)，需要重新上電啟機(jī)輸出欠壓告警1981Vdc 991Vdc保護(hù)后有DC輸出，可恢復(fù)輸入過(guò)壓保護(hù)點(diǎn)48510Vac保護(hù)后無(wú)DC輸出，可恢復(fù)，恢復(fù)點(diǎn)46015Vac輸入欠壓保護(hù)點(diǎn)31310Vac保護(hù)后無(wú)DC輸出，可恢復(fù)，恢復(fù)點(diǎn)33510Vac缺相保護(hù)20A/260V40A/130V輸出限功率5720w過(guò)溫保護(hù)過(guò)溫保護(hù)點(diǎn)：80，恢復(fù)點(diǎn)60精度：5風(fēng)扇溫度控制采用溫度和電流聯(lián)合控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的方式溫度控制時(shí)，溫度55時(shí)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，溫度45時(shí)風(fēng)扇停轉(zhuǎn)8安規(guī)及EMC的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)符合CE安全標(biāo)準(zhǔn)，EMC滿足下表標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)。 表1-11 安規(guī)及EMC的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)序號(hào)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)1靜電放電抗擾性要求GB/T 17626.2-1998 表2Level 3 判據(jù)B2振蕩波抗擾性要求GB/T 17626.12-1998 表2Level 3 判據(jù)B3傳導(dǎo)輻射干擾EN 55022Class A4快速瞬變電脈沖群抗擾性要求GB/T17626.4-1998Level 3判據(jù)B5浪涌抗擾性要求GB/T17626.5-1998Level 3判據(jù)B6由射頻場(chǎng)感應(yīng)引起的傳導(dǎo)騷擾抗擾性要求GB/T17626.5-1998Level 3判據(jù)B7工頻磁場(chǎng)抗擾性要求GB/T17626.8-1998Level 4判據(jù)B8阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度GB/T17626.10-1998Level 4判據(jù)B9射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度GB/T17626.3-1998Level 3判據(jù)B10電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓漸變抗擾性要求IEC61000-4-1195 0.5 Period 判據(jù)B30 25 Period 判據(jù)B90 250 Period 判據(jù)B9MBTF300,000小時(shí)10安裝尺寸HD22020-3充電模塊安裝尺寸見下圖。 圖1-7 充電模塊安裝尺寸（單位：mm）1.1.2 包裝維護(hù)& 注意未經(jīng)許可，嚴(yán)禁擅自打開模塊外殼。否則，由此造成的設(shè)備損壞以及人身傷害艾默生公司概不負(fù)責(zé)。同時(shí)，由此造成的技術(shù)秘密的泄漏，艾默生公司保留追究相關(guān)法律責(zé)任的權(quán)利。 運(yùn)輸包裝因模塊在系統(tǒng)上是靠一個(gè)M4的面板螺釘固定以防止模塊滑脫，沒(méi)有與機(jī)柜緊固連接。在運(yùn)輸時(shí)，模塊必須取下，單獨(dú)包裝發(fā)運(yùn)。嚴(yán)禁模塊安裝于機(jī)柜上運(yùn)輸，否則將造成系統(tǒng)機(jī)柜和模塊損壞。 維護(hù)1清洗防塵網(wǎng)HD22020-3充電模塊在灰塵較大的環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間工作后，防塵網(wǎng)內(nèi)會(huì)堆積大量灰塵?；覊m太多會(huì)影響模塊散熱，應(yīng)及時(shí)清洗防塵網(wǎng)。清洗方法如下：1）取下位于模塊前面板上的格狀風(fēng)扇罩。2）從取下的格狀風(fēng)扇罩中取出防塵網(wǎng)（注意方向），用清水洗滌，待干燥后，按原方向裝入風(fēng)扇罩即可。3）將格狀風(fēng)扇罩裝回到模塊的前面板，復(fù)原。2更換風(fēng)扇模塊風(fēng)扇不需要做特別維護(hù)，損壞后，及時(shí)更換即可。更換方法如下：1）取下位于模塊前面板上的格狀風(fēng)扇罩（注意風(fēng)扇罩內(nèi)裝有一個(gè)長(zhǎng)方形的防塵網(wǎng)）。2）取出風(fēng)扇，從拉手底部取出風(fēng)扇轉(zhuǎn)接頭，拔下2芯電源插頭。3）更換風(fēng)扇。將2芯電源插頭放入拉手底部。4）安裝風(fēng)扇罩，同時(shí)應(yīng)注意防塵網(wǎng)方向，方向錯(cuò)誤時(shí)，風(fēng)扇罩將不能裝入面板。1.1.3 使用注意事項(xiàng)及處理 模塊均流均流指的是連接到同一母線上的模塊輸出相同電流以均分負(fù)載。模塊出廠前已經(jīng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的均流調(diào)試，在模塊工作于自動(dòng)控制方式下，任何模塊設(shè)置為相同輸出電壓時(shí)，不需要作任何均流調(diào)整，模塊也不提供外部調(diào)整的器件。系統(tǒng)存在控制模塊（采用34、35接線方案）時(shí)，控制模塊和合閘模塊之間只能連接通信電纜，不能連接均流電纜。任何情況下，充電模塊和監(jiān)控模塊之間只連接通信電纜。如果發(fā)現(xiàn)模塊之間嚴(yán)重不均流，采用下述的排除方法，將故障模塊更換。確認(rèn)模塊是否均流損