Z201直流屏技术使用说明书内容.docx
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Z201直流屏技术使用说明书内容
概述
一、引言
保定澳斯达电力信息技术有限公司是一家集研发、制造、销售、工程、售后服务为一体的高新技术企业,主要从事电力产品软硬件的开发研制及生产。
目前我国各地的发电厂、水电站及35kv、110kv、220kv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。
二、系统特点
1、智能化程度高
采用智能高频开关整流技术,其充电过程完全符合微机控制直流电源柜充电曲线要求,模块、监控系统都可对电池实现智能充电管理,具有完善的“四遥”功能。
2、可靠性高
整流模块N+1冗余热备份,高精度动态均流,可自主、主控或受控运行,与监控系统构成“三级监控”冗余结构;全部选用可靠元器件,出厂前均经过48小时高温老化。
3、操作、使用简便
模块智能带电热插拔,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,功能模块即插即用,带电热插拔,方便安装、检修、更换。
4、显示、报警功能完善
大屏幕液晶汉字显示,界面友好丰富,任何故障都能发出声光报警并储存报警信息。
5、两路交流电源进线,自动切换。
6、效率、功率因数高
电源效率92%以上;有源功率因数校正技术,功率因数大于0.99,无电网谐波污染。
7、方案齐全、系统性强、组合方便
8、数显自动电压调节器(对于动控合一,不需配置):
该装置根据控母电压,自动驱动接触器,通过接触器的“分”/“合”,调节硅链的“投入”与“退出”,改变控制母线电压,使其保持在额定值范围内。
该装置也可运行在手动调压状态,强制吸合或断开执行接触器,调节输出电压。
其特点是数字显示母线电压和设定动作电压,调节方式可自动、手动,方便用户选择。
三、应用范围
PZ20-1系列直流电源柜适用于6~500kV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。
四、使用环境条件
1、环境温度:
-10℃~+45℃;
2、海拔高度:
不超过2400m;
3、相对湿度:
日平均值不大于95%,月平均值不大于90%;
4、地震烈度:
不超过8度;
5、安装垂直倾斜度:
不超过5°;
6、没有火灾、爆炸危险、严重污秽、化学腐蚀及剧烈振动的场所;
7、微控制器抗噪声:
1000V1µS脉冲1分钟;
8、无强电磁场干扰;
9、使用环境与上述不符时,由用户与厂家协商解决。
五、型号含义
六、主要技术参数
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:
三相四线交流380V±15%,频率50Hz±5%;
2、雷击保护:
高于2000:
1;
3、额定输出直流电压:
110V、220V;
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、蓄电池额定容量:
10Ah、20Ah、38Ah、65Ah、100Ah、150Ah、200Ah、300Ah、500Ah、600Ah、800Ah、1000Ah、1500Ah、2000Ah、3000Ah;
6、整机噪声:
<55dB;
7、工作方式:
连续工作;
8、稳压精度:
≤0.5%;
9、稳流精度:
≤0.5%;
10、纹波系数:
≤0.1%;
11、并机不均流度:
≤5%;
12、功率因素:
≥0.99;
13、防护等级:
IP20;
14、三类蓄电池技术参数表:
七、模块和监控系统选配
1、模块选择(C10为蓄电池容量)
◇控制母线无整流模块
0.1×C10+经常负荷电流
模块额定电流
模块个数≥+1
◇控制母线有整流模块
0.1×C10
模块额定电流
合母上的模块个数≥+1
经常负荷电流
模块额定电流
控母上的模块个数≥
2、监控选择
用户可根据实际需求自行选择AS-PSM10、AS-PSM20型中央监控器。
3、电池容量配置原则
◇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%;
◇对免维护电池合闸电流一般不超过4C;
◇考虑到电池组末期老化时容量衰减故选储备系数1.2;
◇具体容量设计可参照国家有关标准和电池厂家提供的技术资料。
八、结构特点及柜体数
1、结构特点
◇柜体前面为整扇玻璃门,后面为双开门,外形美观大方;
◇柜体结构设计便于设备安装调试、维护检修和运行操作;
◇外形尺寸有2260×800×600mm,2260×800×800mm两种标准规格。
2、柜体数
柜体数与模块数、馈线回路数、电池容量及型号、直流电压等级等因素有关,一般情况下有:
(以220V系统为例,柜体尺寸:
2260×800×800mm)
容量(Ah)
10~60
80~120
150~200
250~350
400~500
600~800
1000
面数
单组电池
1
2
3
4~5
5~6
7~8
9~10
双组电池
2
3
5
6~7
10~12
12~14
14~17
注:
200Ah以上容量电池可用电池架安装。
第一篇 AS高频充电模块
一、电力充电模块智能系列AS220D10-III
AS220D10-Ⅲ系列充电模块是电力电源类的最新产品
AS220D10-Ⅲ系列充电模块采用自冷和风冷相结合的散热方式,在轻载时自冷运行,符合电力系统的实际运行情况。
型号说明
二、模块特点
AS220D10-Ⅲ充电模块由三相无源PFC和DC/DC两个功率部分组成。
在两功率部分之外还有辅助电源以及输入输出检测保护电路。
前级三相无源PFC电路由输入EMI和三相无源PFC组成,用以实现交流输入的整流滤波和输入电流的校正,使输入电路的功率因素大于0.92,以满足DL/T781-2001中三相谐波标准和GB/T17794.2.2-2003中相关EMI、EMC标准。
后级的DC/DC变换器由PWM发生器控制前级PFC输出的DC电压、经过高频变压器输出后再整流滤波输出DC电压等电路组成,用以实现将前级整流电压转换成电力操作系统要求的稳定的直流电压输出。
辅助电源在输入三相无源PFC之后,DC/DC变换器之前,利用三相无源PFC的直流输出,产生控制电路所需的各路电源。
输入检测电路实现输入过欠压、缺相等检测。
DC/DC的检测保护电路包括输出电压电流的检测,散热器温度的检测等,所有这些信号用以DC/DC的控制和保护。
三、模块外观及安装尺寸一览表
1、AS220D10-Ⅲ充电模块的外观如下图所示。
图1AS220D10-Ⅲ充电模块外观
2、前面板
AS220D10-Ⅲ充电模块前面板如下图所示。
图2充电模块前面板
1)LED显示面板
显示模块的电压、电流或告警、模块地址代码信息。
由显示切换按钮进行输出电压、电流和地址代码的显示切换。
显示3位数字,电压显示精度为±0.3V,电流显示精度为±0.2A。
出现模块告警时,闪烁显示故障代码。
显示2位数字是模块地址代码信息(显示数值0至15,代表第1到第16个模块)。
2)指示灯
模块面板上有3个指示灯,功能见下表。
面板指示灯功能表
指示标识
正常状态
异常状态
异常原因
电源指示灯(绿色)
亮
灭
无输入电压以至模块内部的辅助电源不工作
保护指示灯(黄色)
灭
亮
直流输入电压或输出电压超出正常范围
模块内部过热
模块未完全插好
故障指示灯(红色)
灭
闪烁
风扇故障,不转动
3)显示切换按钮
显示切换按钮用于切换LED显示面板的显示内容。
如果LED正显示输出电压,按一下该按钮则显示输出电流,再按一下该按钮则显示地址代码。
再按一下该按钮则又显示电压不断循环。
4)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。
按一下左边按钮输出电压降低1V,按一下右边按钮输出电压升高0.5V。
注意只有在手动控制方式下,调节此按键才起作用。
5)拨码开关
拨码开关用于选择控制方式和模块通信地址。
其定义如下图所示。
图3充电模块地址及手动选择六位拨码开关
1制方式选择拨码
拨码开关最左边一位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。
拨上为自动控制方式,拨下为手动控制方式,如图3所示。
在自动控制方式下,模块的输出电压、限流点、开关机均由监控模块进行控制,人工无法进行干预。
如果模块连接到合闸母线上对电池进行充电,一般应设置为自动控制方式。
在手动控制方式下,模块的输出电压由上述介绍的手动调压按钮进行调节。
模块的输出电压、限流点和开关机等均不受监控模块控制,但可以将模块的运行参数上报给监控模块。
如果模块连接到控制母线上,则模块需输出单一的稳定电压,此时应将模块设置为手动状态,模块的输出电压由手动调压按钮调节,限流点全部放开,为110%。
注意
手动调压按钮可使充电模块输出电压最高达到286V,因此在系统正常时请勿随意调节该按键。
由于不同用户选择蓄电池的节数有差异,为安全起见,充电模块的输出在出厂时已整定在浮充电压值234V上。
②地址识别拨码
拨码开关左边第二位为广播地址识别拨码,用于模块识别广播数据包。
拨到上端时,模块认为只有地址为255的数据包是广播数据包。
拨到下端时,模块认为只有地址为254的数据包是广播数据包。
③地址设置拨码
拨码开关右边四位为模块通信地址设置拨码,用于设置模块的通信地址。
在模块上设置的通信地址为二进制数,每一位拨码向上拨代表二进制数0,向下拨代表二进制数1。
充电模块AS220D10-Ⅲ的地址设置拨码为4位,因此模块的地址设置范围为0~15,也就是说,连接到监控模块的同一个串口上的模块数最大为16个。
模块地址是监控模块识别各充电模块的唯一标志,同一系统中模块的地址设置不能相同。
对于同一个模块,模块通信地址设置必须与监控模块中的模块地址设置相同,否则将出现通信异常。
在监控模块中设置的模块地址为十进制数,他们之间的转换关系见下表。
模块地址拨码状态
拨码二进制值
对应模块地址
1
2
3
4
0
0
0
0
0000
0
0
0
0
1
0001
1
0
0
1
0
0010
2
0
0
1
1
0011
3
0
1
0
0
0100
4
0
1
0
1
0101
5
0
1
1
0
0110
6
0
1
1
1
0111
7
1
0
0
0
1000
8
1
0
0
1
1001
9
1
0
1
0
1010
10
1
0
1
1
1011
11
1
1
0
0
1100
12
1
1
0
1
1101
13
1
1
1
0
1110
14
1
1
1
1
1111
15
例如:
地址设置拨码处于如图3所示的位置(黑色为拨码位置)。
表示二进制1010,从表中可查出十进制地址为10。
6)拉手
模块拉手隐藏在盖板中。
按下拉手右侧,就会露出模块拉手。
模块工作时应将拉手恢复到图2位置,否则将影响模块的散热。
7)风扇罩及防尘网
风扇罩用于防止外部物件被风扇吸入充电模块中造成模块损坏。
防尘网用于过滤灰尘以延长模块寿命。
3、后面板
AS220D10-Ⅲ充电模块的后面板主要是输入输出一体化插座,如下图所示。
图4AS220D10-Ⅲ充电模块后面板
AS220D10-Ⅲ充电模块采用输入输出一体化插座,可热插拔,因此模块安装维护极为方便。
一体化插座管脚分布如下图所示。
图5一体化插座管脚分布
管脚详细说明见下表。
一体化插座管脚说明表
信号名称
引脚号
信号定义
特性说明
交流输入
1
V相输入
模块的交流电源输入端,输入方式为三相三线制
2
U相输入
3
W相输入
4
保护地PE
为模块的保护地引出端,内部已经和模块外壳连接
通讯接口
12
DATA+
弱信号端,模块和上级设备的通讯接口,为串行异步传输模式,通信方式为RS485
15
DATA-
均流接口
21
SHARE+
弱信号端,两个或者两个以上的模块输出并联时,需要将此端并联,以实现模块均分负载功能
24
SHARE-
直流输出
26
输出正极
模块的直流输出端,输出和机壳之间隔离
29
输出负极
四、主要功能
1、保护功能
1)输入过/欠压保护
模块具有输入过/欠压保护功能。
当输入电压小于313±10Vac或者大于485±10Vac,模块保护,无直流输出,保护指示灯(黄色)亮。
电压恢复到335±10Vac~460±15Vac之间后,模块自动恢复工作。
2)输出过压保护/欠压告警
模块具有输出过压保护欠压告警功能。
当输出电压大于293±6Vdc时,模块保护,无直流输出,保护指示灯(黄色)亮。
模块不能自动恢复,必须将模块断电后重新上电。
当输出电压小于198±1Vdc时,模块告警,有直流输出,保护指示灯(黄色)亮。
电压恢复后,模块输出欠压告警消失。
3)短路回缩
模块具有短路回缩功能。
当模块输出短路时,输出电流不大于40%额定电流。
短路因素排除后,模块自动恢复正常输出。
4)缺相保护
模块具有缺相保护功能。
当输入缺相时,模块限功率,可半载输出。
在输出电压为260V时输出5A电流。
5)过温保护
模块的进风口被堵住或环境温度过高导致模块内部的温度超过设定值时,模块会过温保护,模块面板的保护指示灯(黄色)亮,模块无电压输出。
当异常条件清除、模块内部的温度恢复正常后,模块将自动恢复为正常工作。
2、其它功能
1)风扇温度控制
模块采用温度和电流联合控制风扇转动的方式。
风扇转速分为停转、半转和全转三档,通过对输出电流和模块温度综合考虑进行风扇调速控制。
2)故障显示
模块告警信息以故障代码的形式在LED上实时的闪烁显示。
这时LED显示内容改为故障代码,按下显示切换按钮后显示电压。
故障代码如下表所示。
故障代码显示含义表
故障代码
E83
E84
E85
E86
E88
代码含义
输出欠压
模块过温
交流过欠压
交流缺相
输出过压
3)通信功能
模块可以RS485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,接受并执行上位机下发的控制命令。
见下表。
AS220D10-Ⅲ系列充电模块通信功能表
序号
项目
指标
备注
1
遥信
将模块的保护信号(交流过、欠压,缺相,输出过、欠压,模块过温等信号)和故障信号传递给监控单元
2
遥测
测量充电模块的输出电压、电流,送模块表头显示并上报监控单元
3
遥控
根据监控单元的命令,控制充电模块的开/关机,均/浮充转换
同时具备手动控制功能,可以屏蔽监控单元的控制
4
遥调
根据监控单元的命令,调节模块的输出电压
根据监控单元的命令,在10%~100%范围内调节充电模块的输出电流限流点
五、性能参数
1、环境要求
AS220D10-Ⅲ系列充电模块环境要求见下表。
AS220D10-Ⅲ充电模块环境要求表
项目
指标
工作温度
-10℃~40℃
储存温度
-25℃~55℃
相对湿度
≤95%
大气压力
70~106kPa
冷却方式
自然冷、风冷结合
2、输入特性
AS220D10-Ⅲ系列充电模块输入特性见下表。
AS220D10-Ⅲ充电模块输入特性表
项目
指标
输入电压
323V~475V(三相三线制)
输入电流
≤10A
交流输入频率
45Hz~65Hz
效率
≥92%
3、输出特性
AS220D10-Ⅲ系列充电模块输出特性见下表。
AS220D10-Ⅲ系列充电模块输出特性表
项目
AS220D10-Ⅲ
输出电压范围
176V~286V
额定输出电流
10A
最大输出电流
11A(输出电压260V)
电压上升时间
3~8秒(软启动时间)
输出恒流范围
10%~110%
稳流精度
≤±0.5%(20%限流测试)
负载电压纹波系数
≤0.1%
稳压精度
≤±0.5%
温度系数(1/℃)
≤0.2‰
4、机械参数
模块外形尺寸(长×宽×高):
413mm×110mm×257mm模块重量:
<8kg
5、音响噪音:
<55dB
6、绝缘电阻与绝缘强度
1)绝缘电阻
输入端、输出端对外壳之间以及输入对输出之间的绝缘电阻>10MΩ(试验电压500Vdc)。
2)绝缘强度
输入端、输出端短接后,在输入/输出端与外壳之间施加50Hz、有效值为2000V的交流电压1分钟,无击穿或飞弧现象。
7、MBTF>300,000小时
8、安装尺寸及开孔尺寸
AS220D10-Ⅲ充电模块安装和面板开孔尺寸见下图。
图6充电模块安装尺寸及建议开孔尺寸(单位:
mm)
安装设计及维
注意
未经许可,严禁擅自打开模块外壳。
否则,由此造成的设备损坏以及人身伤害澳斯达公司概不负责。
六、安装设计
1、模块散热设计
模块采用自然冷却以及风冷相结合的散热方式。
小负载时自然冷,大负载时安装于模块前部的风机从模块前方抽风吹向模块后方。
因此在设计电力电源系统时,需要进行模块的散热风道设计。
即在安排模块位置时,应该保证模块前后上下散热风道的畅通,模块前端和底部必须保留15~20cm进风口。
模块后方尽量少安装温度敏感部件,设计时应避免将直流采样盒、霍尔传感器、配电监控盒等部件安置在模块风道附近。
注意
严禁将模块水平安装到系统上!
设计机柜时,严禁在模块前加柜门阻碍空气流动!
2、模块热插拔设计
对模块本身来说,模块不具备热插拔功能。
模块能够热插拔的条件是模块输出端串接隔离二极管,以防止系统母线上已经存在的电压对模块内未充电的大容量的电容充电,引起母线的瞬时短路和模块内部部分电路的瞬时过载,严重时甚至毁坏设备。
对正在工作中的模块进行插拔时,必须有严格的时间间隔。
原则是拔离的模块的输出电压完全下降到0V后才能再次插上,否则在重复插拔的过程中,将导致模块损坏。
注意
同一充电模块在系统带电的情况下,相邻两次插拔时间间隔必须大于1分钟!
在附件中我们提供了热插拔功能需要的相应组件,每套组件包含下表中物品。
热插拔功能组件表
名称
型号
数量
热插拔端子
CNT01-29S带标准配线、插针
1
固定螺丝
M4T型螺钉带螺母、弹垫平垫组合
2
并机数据线
带数据线、四位端子组合
1
二极管全桥
MP3510
1
散热器
散热功率:
20W
1
固定螺丝
M4×16带螺母、弹垫平垫组合
2
二极管全桥内有四个连接的管芯,其引脚如下图所示,连接时参考下图。
注意
二极管和散热器之间必须涂抹导热硅脂,保证二极管能够散热良好。
七、高频开关电源直流系统与可控硅全控充电装置比较
充电装置类别
技术参数
项目名称
可控硅全控充
电装置
AS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
第二篇 AS监控系统
用户可根据实际需求自行选择AS-PSM10或AS-PSM20加强型中央监控器。
一、概述
监控系统是整个直流系统的控制、管理核心,其主要任务是:
对系统中各功能单元和蓄电池进行长期自动监测,获取系统中的各种运行参数和状态,根据测量数据及运行状态及时进行处理,并以此为依据对系统进行控制,实现电源系统的全自动管理,保证其工作的连续性、可靠性和安全性。
AS电力操作电源监控系统是我公司推出的新一代智能型电源监控系统。
采用模块式结构,功能上迈上了一个新的台阶,而且大大降低了电力操作电源监控成本。
它主要包括总控显示模块、交直流监控模块、32路开关量检测模块、电池巡检模块、支路绝缘监察模块等五部分组成,各模块之间通过RS485口与总控显示模块相连,这种模块化总线集散系统设计使维护工作变得十分简单快捷;该系统还带有独立智能化“四遥”接口,已与诸多自动化设备完成连接,满足电厂自动化和电力系统无人值守变电站的要求,通信协议也可按照客户要求修改,同各电力操作电源厂家的产品配套。
在线微机绝缘检测模块,采用非接触式磁调制直流微电流传感器,利用正负母线对地的接线电阻产生的漏电流,来测量母线对地的接地电阻大小,从而判断母线的接地故障。
这一技术无需在母线上迭加任何信号,对直流母线供电不会有任何不良影响,彻底根除母线对地分布电容所引起的误判与漏判。
二、AS-PSM10监控系统使用说明
1.功能介绍
1.1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;
1.2完善的远程通信功能,通过RS232/RS485接口实现“四遥”功能,实现无人值守;
1.3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”,故障输出节点动作;
1.4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;
1.5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;
1.6三相交流电压检测,过压、欠压、缺相、停电告警;
1.7可检测13路支路馈线开关状态或跳闸告警,并配一个开关量盒;
1.8可根据用户需求通过RS485接口扩展最多24路电池巡检(配1台电池巡检单元);
1.9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;
1.10有4路可设置的开关输出,其中3路可设置为7级的硅链控制
1.11系统的工作电源来自合母电压。
1.12对电池有保护功能,当发现合母电压过压时,监控会自动使模块工作在安全电压,15分钟后系统会将模块回到正常电压工作,这时系统如果还是工作在合母过压状态时,系统会工作2分钟,再次进入15分钟的模块安全状态,直到系统合母电压过压故障排除。
1.13系统的电压、电流和时间等数据全部通过软件调节,机器出厂后,不要再打开机器调节各参数。
1.14历史记录有断电保存功能,对于上次断电还没有排除的故障,结束时间全部为000000,以示区别
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