直流充电模块说明书

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1、HD22005-3 系列充电模块说明书模块简介HD22005-3 系列充电模块是电力电源最主要的配置模块，广泛应用于 35kV 到 330kV 的变电站电力电源中。本系列产品为 HD22005-2 系列充电模块的 优化产品，其各项性能指标优于HD22005-2充电模块。HD22005-3 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。型号说明产品系列产品系列见下表。表 订货信息名称型号编码单位定购指南备注充电模块HD22005-3PCS根据系统要求配置个数自然冷/风冷结合防尘设计充电模块HD11020-3PCS根据系统要求配置个数自然冷/风冷结合防

2、尘设计工作原理概述以 HD22005-3 模块的工作原理框图如下图所示。HD22005-3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/T 17794.2.2-2003 中相关 EMI、EMC 标准。后级的 DC/DC 电路由 DC/DC 变换器及其控制电路、整流滤波、输出 EMI 等部分组成，用以实现将前级整流电压转换成电力操作系统要求的稳

3、定的直 流电压输出。辅助电源在输入无源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。结构及接口1模块外观HD22005-3 充电模块的外观如下图所示。图HD22005-3充电模块外观2前面板图 充电模块前面板1)LED 显示面板 显示模块的电压、电流或告警信息。由显示切换按钮进行输出电压和电流的显示切换。显示3 位数字，电压显示精度为土0.3V,电流显示精度为土0.2A。出现模块告警时，闪烁显

4、示故障代码。2) 指示灯 模块面板上有3个指示灯,功能见下表。表 面板指示灯功能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，再按一下该按钮则又显示电压。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IV,按一下右边按钮输出电压升高0.5V。注意只有在手

5、动控制方式下，调节此按键才起作用。5）拨码开关图 充电模块地址及手动选择六位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。01 控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 2-4 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

6、 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。 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。 地址设置拨码 拨码开关右边四位

7、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。四位地址设置拨码中最左边一位为最低位，最右边 一位为最高位。充电模块 HD22005-3 的地址设置拨码为 4 位，因此模块的地址设置范围为 015，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。表 模块地址

8、拨码状态和地址对应表模块地址拨码状态拨码二进制值对应模块地址1234000000000000100011001000102001100113010001004010101015011001106011101117100010008100110019101010101010111011111100110012110111011311101110141111111115例如：地址设置拨码处于如图 2-4 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）拉手盖板 模块拉手隐藏在盖板后面。将盖板向下平移，就会露出模块拉手。模块工作 时应将拉手盖板恢复到图2-3

9、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HD22005-3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HD22005-3充电模块后面板HD22005-3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。oooooo o oo oo -4 232 p o 管脚详细说明见下表。表 一体化插座管脚说明信号名称引脚号信号定义特性说明交流输入1V相输入模块的交流电源输入端，输入方式为三相三线制。2U相输入3W相输入4保护地PE为模块的保

10、护地引出端，内部已经和模块外壳连接。通讯接口12DATA+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。15DATA-均流接口21SHARE+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。24SHARE-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31310Vac或者大于485 10Vac，模块保护，无直流输出，保护指示灯（黄色）亮。电压恢复郅35 10Vac460 15Vac之间后，模块自动恢复工作。2）输出过压

11、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2936Vdc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1981Vdc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

12、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。6）原边过流保护 异常状态下模块整流侧出现过流，模块保护。模块不能自动恢复，必须将模 块断电后重新上电。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。表 故障代码显示含义故障代码E31E32E33E34E35E36

13、代码含义输出欠压模块过温交流过欠压交流缺相原边过流输出过压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。表 HD22005-3 系列充电模块通信功能序号项目指标备注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

14、命令，在10%100%范围内调节充电模块的输 出电流限流点性能参数1环境要求HD22005-3 系列充电模块环境要求见下表。表 HD22005-3 充电模块环境要求项目指标工作温度10C 40 C储存温度25 C55 C相对湿度W95%大气压力70106kPa冷却方式自然冷、风冷结合2输入特性HD22005-3 系列充电模块输入特性见下表。表 HD22005-3 充电模块输入特性项目指标输入电压323V475V （三相三线制）输入电流W10A交流输入频率45Hz 65Hz效率92%3输出特性HD22005-3 系列充电模块输出特性见下表。表 HD22005-3 系列充电模块输出特性项目HD22

15、005-3HD11020-3输出电压范围176V 286V88V 143V额定输出电流10A20A最大输出电流11A （输出电压260V）22A （输出电压260V）电压上升时间38秒（软启动时间）输出恒流范围10% 110%稳流精度W0.5% （20%限流测试）负载电压纹波系数W0.1%稳压精度W0.5%温度系数（1/C）W0.2%。4机械参数模块外形尺寸（长X宽X高）：398mmX llOmmX257mm模块重量： 8kg5音响噪音： 1OMQ（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

16、穿或飞弧现象。7告警和保护特性HD22005-3 系列充电模块告警及保护特性见下表。表 HD22005-3 系列充电模块告警及保护特性项目HD22005-3HD11020-3备注输出短路回缩回缩电流W40%额定电流，可自恢复输出过压保护2936Vdc不可恢复，需要重新上电启机1484Vdc保护后无DC输出输出欠压告警1981Vdc 可恢复991Vdc保护后有DC输出输入过压保护点485 10Vac 可恢复，恢复点 460 15Vac保护后无DC输出输入欠压保护点31310Vac 可恢复，恢复点 335 10Vac保护后无DC输出缺相保护限功率输出。5A/260V10A/130V输出限功率130

17、0W过温保护过温保护点：80C，恢复点60C精度：5C风扇温度控制采用温度和电流联合控制风扇转动的方式8 .安规及EMC的标准等级符合CCC安全标准，EMC满足表2-11标准等级。表 2 安规及 EMC 的标准等级序号项目标准标准等级1静电放电抗扰性要求GB/T 17626.2-1998 表 2Level 3 判据 B2振荡波抗扰性要求GB/T 17626.12-1998 表 2Level 3 判据 B3传导辐射干扰EN 55022Class A4快速瞬变电脉冲群抗扰性要求GB/T17626.4-1998Level 3 判据 B5浪涌抗扰性要求GB/T17626.5-1998Level 3 判

18、据 B6由射频场感应引起的传导骚扰 抗扰性要求GB/T17626.5-1998Level 3 判据 B7工频磁场抗扰性要求GB/T17626.8-1998Level 4 判据 B8阻尼振荡磁场抗扰度GB/T17626.10-1998Level 4 判据 B9射频电磁场辐射抗扰度GB/T17626.3-1998Level 3 判据 B10电压暂降、短时中断和电压渐 变抗扰性要求IEC61000-4-1195% 0.5 Period 判据 B30% 25 Period 判据 B90% 250 Period 判据 B9MBTF300,000 小时10安装尺寸HD22005-3 充电模块安装尺寸见下图

19、。图充电模块安装尺寸（单位：mm）包装维护注意未经许可，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 害艾默生公司概不负责。同时，由此造成的技术秘密的泄漏，艾默生公司保 留追究相关法律责任的权利。运输包装因模块在系统上是靠档销防止模块滑脱，没有与系统紧固连接。在系统运输 时，模块必须取下，单独包装发运。严禁模块安装于系统上运输，否则将造 成系统和模块损坏。维护1清洗防尘网HD22005-3 充电模块在灰尘较大的环境下长时间工作后，防尘网内会堆积大 量灰尘。灰尘太多会影响模块散热，应及时清洗防尘网。清洗方法如下：1）取下位于模块前面板上的格状风扇罩。2）从取下的格状风扇罩中取出防尘网

20、（注意方向），用清水洗涤，待干燥后， 按原方向装入风扇罩即可。3）将格状风扇罩装到模块的前面板，复原。2更换风扇 模块风扇不需要做特别维护，损坏后，及时更换即可。更换方法如下： 1）取下位于模块前面板上的格状风扇罩（注意风扇罩内装有一个长方形的 防尘网）。2）取下2颗M3*35的风扇定位螺钉，取出风扇，从拉手底部取出风扇转接 头，拔下 2 芯电源插头（2 颗 M4 的自攻螺钉用来固定风扇金属网罩，不用 取下）。3）更换风扇。将2芯电源插头放入拉手底部，安装M3*35的风扇定位螺钉。4）安装风扇罩，同时应注意防尘网方向，方向错误时，风扇罩将不能装入 面板。模块使用注意事项模块均流均流指的是连接到

21、同一母线上的模块输出相同电流以均分负载。模块出厂前 已经经过严格的均流调试，在模块工作于自动控制方式下，任何模块设置为 相同输出电压时，不需要作任何均流调整，模块也不提供外部调整的器件。系统存在控制模块（采用 34、35 接线方案）时，控制模块和合闸模块之间 只能连接通信电缆，不能连接均流电缆。任何情况下，充电模块和监控模块 之间只连接通信电缆。如果发现模块之间严重不均流，采用下述的排除方法，将故障模块更换。确 认模块是否均流损坏的方法如下：首先，逐个模块检查均流母线是否连接好，均流线是否连接正确，充电模块 是否在自动工作状态下。如果都正常，按以下步骤查找故障模块。1彻底断开模块的均流电缆和通

22、讯电缆，单独开启一个充电模块。2待充电模块开启以后，给充电模块加额定负载1/32/3的额定电流。3用万用表的直流电压档测量充电模块的正负均流母线的之间的电压，正 常情况下应为 0.61.2V 左右。4逐个检查每个充电模块在负载情况下的均流母线电压，有电压为正常， 如果负载状态下测量无此电压，则充电模块的均流电路已经损坏。注意当模块连接到不同母线上（如系统采用34、35 接线方式）时，严禁在控制模块和合闸模块之间连接均流线！同时，严禁将均流线连接到监控模块上！输出电压设定范围 模块在手动工作方式下，输出电压由面板上的手动调压按钮调节。按一下左 边按钮输出电压降低IV,按一下右边按钮输出电压升高0

23、.5V。在自动方式 下，模块电压由监控模块指令控制。模块告警现象及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（电流显示）。各状 态所指示常见故障及处理措施见下表。表 模块告警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亮（黄色）输出欠压E31检查输出电压是否正常模块过温E32环境温度过高。系统热设计不合理交流过欠压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正常原边过流E35检查模块是否过热，防尘网是否堵塞，拉手盖板是否复位故障指示灯亮（红色）输出过压E36断开交流电，重新上电