HD22010-3系列 2.1.1模塊簡介 HD22010-3系列充電模塊是電力電源較主要的配置模塊，廣泛應用于35kV到330kV的變電站電力電源中。 HD22010-3系列充電模塊采用自冷和風冷相結合的散熱方式，在輕載時自冷運行，符合電力系統的實際運行情況。 型號說明 HD 22010 -3 產品系列 產品系列見下表。 產品版本 額定輸出電流10A 額定輸出電壓220Vdc 充電模塊 下表 訂貨信息 名稱 型號 編碼 單位 定購指南 備注 充電模塊 HD22010-3 02130517 PCS 根據系統要求配置個數 門然冷／風冷結合防塵設計 充電模塊 HD11020-3 02130553 PCS 根據系統要求配置個數 門然冷／風冷結合防塵設計 工作原理概述 HD22010-3充電模塊由三相無源PFC和DC/DC兩個功率部分組成。在兩功率部分之外還有輔助電源以及輸入輸出檢測 保護電路。 前級三相無源PFC電路由輸入EMI和三相無源PFC組成，用以實現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中三相諧波標準和GB/T 17794.2.2-2003中相關EMI、EMC標準。 后級的DC/DC變換器由PWM發生器控制前級PFC輸出的DC電壓、經過高頻變壓器輸出后再整流濾波輸出DC電壓 等電路組成，用以實現將前級整流電壓轉換成電力操作系統要求的穩定的直流電壓輸出。 輔助電源在輸入三相無源PFC之后，DC/DC變換器之前，利用三相無源PFC的直流輸出，產生控制電路所需的各路電 源。 輸入檢測電路實現輸入過欠壓、缺相等檢測。DC/DC的檢測保護電路包括輸出電壓電流的檢測，散熱器溫度的檢測等， 所有這些信號用以DC/DC的控制和保護。 1) LED顯示面板 顯示模塊的電壓、電流或告警信息。 由顯示切換按鈕進行輸出電壓和電流的顯示切換。顯示3位數字，電壓顯示精度為±0.3V，電流顯示精度為±0.2A。 出現模塊告警時，閃爍顯示故障代碼。 模塊面板上有3個指示燈，功能見下表。 表2-2面板指示燈功能 指不標識 正常狀態 異常狀態 異常原因 電源指示燈（綠色） 亮 滅 無輸入電J玉以拿模塊內部的輔助電源小上作 保護指示燈（黃色） 滅 亮 直流輸入電J玉或輸山電壓**出正常范圍模塊內部過熱 、模塊未*插好 故障指示燈（紅色） 滅 閃爍 風扇故障，不轉動 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)手動調壓按鈕 面板上嵌入的兩個按鍵用來調整模塊在手動狀態下的輸出電壓。按一下左邊按鈕輸出電壓降低IV，按一下右邊按鈕輸出 電壓升高0.5V。注意只有在手動控制方式下，調節此按鍵才起作用。 5)撥碼開關 撥碼開關用于選擇控制方式和模塊通信地址。 ①控制方式選擇撥碼 撥碼開關較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控制還是手動控制。撥上為自動控制方式， 撥下為手動控制方式，如圖2-4所示。 在自動控制方式下，模塊的輸出電壓、限流點、開關機均由監控模塊進衙控制，人工無法進行干預。如果模塊連接到合 閘母線上對電池進行充電，一般應設置為自動控制方式。 在手動控制方式下，模塊的輸出電壓由上述介紹的手動調壓按鈕進行調節。模塊的輸出電壓、限流點和開關機等均不受 監控模塊控制，但可以將模塊的運行參數上報給監控模塊。如果模塊連接到控制母線上，則模塊需輸出單一的穩定電壓， 此時應將模塊設置為手動狀態，模塊的輸出電壓由手動調壓按鈕調節，限流點全部放開，為110%。 四 注意 手動調壓按鈕可使充電模塊輸出電壓較高達到286V，因此在系統正常時請勿隨意調節該按鍵。由于不同用戶選擇蓄電池 的節數有差異，為*起見，充電模塊的輸出在出廠時已整定在浮充電壓值234V上。 ②地址識別撥碼 撥碼開關左邊*二位為廣播地址識別撥碼，用于模塊識別廣播數據包。撥到上端時，模塊認為只有地址為255的數據包 是廣播數據包。撥到下端時，模塊認為只有地址為254的數據包是廣播數據包。如果配套艾默生監控模塊，該撥碼** 撥到上端，及廣播地址**設置為255。 ③地址設置撥碼 撥碼開關右邊四位為模塊通信地址設置撥碼，用于設置模塊的通信地址。 在模塊上設置的通信地址為二進制數，每一位撥碼向上撥代表二進制數0，向下撥代衷二進制數1。四位地址設置撥碼 中較左邊一位為較高位，較右邊一位為較低位。 充電模塊HD22010-3的地址設置撥碼為4位，因此模塊的地址設置范圍為0～15，也就是說，連接到監控模塊的同一個 串口上的模塊數較大為16個。當系統模塊數量大于16時，需要將多余模塊獨立分組且從監控單元的另一個串行口進行 通信連接。 模塊地址是監控模塊識別各充電模塊的一標志，同一系統中模塊的地址設置不能相同。對于同一個模塊，模塊通信地 址設置**與監控模塊中的模塊地址設置相同，否則將出現通信異常。 在監控模塊中設置的模塊地址為十進制數，他們之間的轉換關系見下表。 表2-3模塊地址撥碼狀態和地址對應表 模塊地址撥碼狀態 撥碼二進制值 對應模塊地址 1 2 3 4 0 0 0 0 0000 0 0 0 0 0 0001 1 0 0 1 0 0010 2 0 0 1 1 0011 3 0 1 0 0 0100 4 0 1 0 l 0101 5 0 1 1 0 0110 6 0 1 0 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：地址設置撥碼處于如圖2-4所示的位置（黑色為撥碼位置）。表示二進制1010，從表中可查出十進制地址為10。 6)拉手蓋板 模塊拉手隱藏在蓋板后面。將蓋板向下平移，就會露出模塊拉手。模塊工作時應將拉手蓋板恢復到圖2-3位置，否則將 影響模塊的散熱。 7)風扇罩及防塵網 風扇罩用于防止外部物件被風扇吸入充電模塊中造成模塊損壞。防塵網用于過濾灰塵以延長模塊壽命。 3．后面板 HD22010-3充電模塊的后面板主要是輸入輸出一體化插座。 HD22010-3充電模塊采用輸入輸出一體化插座，可熱插拔，因此模塊安裝維護較為方便。 管腳詳細說明見下表。 表2-4 -體化插座管腳說明 信號名稱 引腳號 信號定義 特性說明 交流輸入 1 V相輸入 模塊的交流電源輸入端，輸入方式為三相三線制 2 U相輸入 3 W相輸入 4 保護地PE 為模塊的保護地引出端，內部已經和模塊外殼連接 通訊接口 12 DATA+ 弱信號端，模塊和上級設備的通訊接口，為中行異步傳輸模式，通信方式為RS485 15 DATA- 均流接口 21 SHARE+ 弱信號端，兩個或者兩個以上的模塊輸出并聯時，需要將此端并聯，以實現模塊均分負載功能 24 SHARE 直流輸出 26 輸山正極 模塊的直流輸山端，輸山和機殼之間隔離 29 輸山負極 主要功能 1．保護功能 1)輸入過／欠壓保護 模塊具有輸入過／欠壓保護功能。當輸入電壓小于313±IOVac或者大于485±IOVac，模塊保護，無直流輸出，保護指示 燈（黃色）亮。電壓恢復到335±IOVac～460±15Vac之間后，模塊自動恢復工作。 2)輸出過壓保護／欠壓告警 模塊具有輸出過壓保護欠壓告警功能。當輸出電壓大于325±SVdc時，模塊保護，無直流輸出，保護指示燈（黃色）亮。 模塊不能自動恢復，**將模塊斷電后重新上電。 當輸出電壓小于198±IVdc時，模塊告警，有直流輸出，保護指示燈（黃色）亮。電壓恢復后，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。當模塊輸出短路時，輸出電流不大于40%額定電流。短路因素排除后，模塊自動恢復正常輸出。 4)缺相保護 模塊具有缺相保護功能。當輸入缺相時，模塊限功率，可半載輸出。在輸出電壓為260V時輸出**電流。 5)過溫保護 模塊的進風口被堵住或環境溫度過高導致模塊內部的溫度**過設定值時，模塊會過溫保護，模塊面板的保護指示燈（黃 色）亮，模塊無電壓輸出。當異常條件*、模塊內部的溫度恢復正常后，模塊將自動恢復為正常工作。 6)原邊過流保護 異常狀態下模塊整流側出現過流，模塊保護。模塊不能自動恢復，**將模塊斷電后重新上電。 2．其它功能 1)風扇溫度控制 模塊采用溫度和電流聯合控制風扇轉動的方式。風扇轉速分為停轉、半轉和全轉三檔，通過對輸出電流和模塊溫度綜合 考慮進行風扇調速控制。 2)故障顯示 模塊告警信息以故障代碼的形式在LED上實時的閃爍顯示。這時LED顯示內容改為故障代碼，按下顯示切換按鈕后顯 示電壓。故障代碼如下表所示。 表2-5故障代碼顯示含義 故障代碼 E31 E32 E33 E34 E35 E36 代碼含義 輸山欠壓 模塊過溫 交流過欠壓 交流缺相 原邊過流 輸山過壓 3)通信功能 模塊可以RS485方式與上位機通信。將模塊輸出電壓和電流、模塊保護和告警信息發送給上位機，接受并執行上位機下 發的控制命令。見下表。 表2-6 HD22010-3系列充電模塊通信功能 序號 項目 指標 備注 1 遙信 將模塊的保護信號（交流過、欠壓，缺相，輸山過、欠壓，模塊過溫等信號）和故障信號傳遞給監控單元 2 遙測 測量充電模塊的輸山電壓、電流，送模塊表頭顯示并上報監控單元 3 遙控 根據監控甲元的命令，控制充電模塊的開／關機，均／浮充轉換 同時具備手動控制功能，可以屏 4 遙調 根據監控單元的命令，調節模塊的輸山電壓 蔽監控單元的控制 根據監控單元的命令，在10%-100 0/范圍內調節充電模塊的輸山電流限流點 性能參數 1．環境要求 HD22010-3系列充電模塊環境要求見下表。 表2-7 HD22010-3充電模塊環境要求 項目 指標 工作溫度 -10℃-40℃ 儲存溫度 -25℃-55℃ 相對濕度 ≤95% 大氣壓力 70- 106kPa 冷卻方式 自然冷、風冷結合 2．輸入特性 HD22010-3系列充電模塊輸入特性見下表。 表2-8 HD22010-3充電模塊輸入特性 項目 指標 輸入電壓 323V-475V（三相三線制） 輸入電流 ≤l0A 交流輸入頻率 45Hz-65Hz 效率 ≥92% 輸入功率因數 ≥0 94 HD22010-3系列充電模塊輸出特性見下表。 項目 HD22010-3 HD11020-3 輸山電壓范圍 176V-320V 87V-160V 額定輸出電流 10A 20A 較大輸山電流 IIA(輸出電壓260V) 22A(輸出電壓130V) 電壓上升時間 3-8秒（軟啟動時間） 輸山恒流范圍 10%-110% 穩流精度 ≤±0.5%（20%限流測試） 負載電壓紋波系數 ≤0.10/ 穩壓精度 ≤±0.5% 溫度系數(1／℃) ≤0.2‰ 均流不平衡度 ≤±50% (50%-**額定負載) 表2-9 HD22010-3系列充電模塊輸出特性 3．輸出特性 4．機械參數 模塊外形尺寸（長×寬×高）：413mmX llOmm×257mm 模塊重量：IOMQ(試驗電壓500Vdc)。 2)絕緣強度 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，無擊穿或飛弧現象。 7．告警和保護特性 HD22010-3系列充電模塊告警及保護特性見下表。 表2-10 HD22010-3系列充電模塊告警及保護特性 項目 HD22010-3 HD11020-3 備注 輸山短路回縮 回縮電流≤40%額定電流，可自恢復 輸山過壓保護 325+5Vdc 55±5Vdc 保護后無DC輸山，小可恢復，需要重新上電啟機 輸山欠壓告警 198+IVdc 99+1Vdc 保護后有DC輸山，可恢復 輸入過壓保護點 485+IOVac 保護后無DC輸出，可恢復，，恢復點460±15Vac 輸入欠壓保護點 313±l0Vac 保護后無DC輸山，可恢復，恢復點335±10Vac 缺相保護 SA/260V IOA/130V 輸山限功率1300W 過溫保護 過溫保護點：80。C，恢復點60℃ 精度：±5℃ 風扇溫度控制 采用溫度或者溫度和電流聯合控制風扇轉動的方式 溫度控制時，溫度≥55℃時風扇轉動，溫度≤45℃時風扇停轉 8．安規及EMC的標準等級 符合CE*標準，EMC滿足表2-11標準等級。 表2-11 安規及EMC的標準等級 序號 項目 標準 標準等級 1 靜電放電抗擾性要求 GB/T 17626.2-1998表 2 Level 3判據B 2 振蕩波抗擾性要求 GB/T 17626.12-1998表 2 Level 3判據B 3 傳導輻射干擾 EN 55022 Class A 4 **瞬變電脈沖群抗擾性要求 GB/T17626.4-1998 Level 3判據B 5 浪涌抗擾性要求 GB/T17626.5-1998 Level 3判據B 6 山射頻場感應引起的傳導騷擾抗擾性要求 GB/T17626.5-1998 Level 3判據B 7 工頻磁場抗擾性要求 GB/T17626.8-1998 Level 4判據B