HD22010-3，HD22010-2，HD22020-3，HD22010-3电源模块，HD22010-2电源模块，HD22020-3电源模块

艾默生HD22010----3的说明书 2.1.1模块简介 HD22010-3系列充电模块是电力电源 主要的配置模块,广泛应用于35kV 330kV的变电站电力电源中.本系列产品为HD22010-2系列充电模块的优化产品, 其各项性能指标优于HD22010-2充电模块. HD22010-3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.模块 外形尺寸与HD22005-3充电模块相同,因此模块的功率密度有所增高. 型号说明 HD 220 10 充电模块220Vdc 额定输出电压 10A 额定输出电流 产品版本 订货信息 订货信息见下表. 表2-1-1订货信息 名称 型号 编码 单位定购指南 备注 充电模 HD22010-3 02130517 PCS 根据系统要求配 置个数 自然冷/风冷结合防尘设 HD11020-3 02130XXX PCS 根据系统要求配 置个数 自然冷/风冷结合防尘设 工作原理概述下面以HD22010-3模块为例介绍产品,工作原如下图所示. 输入电压：323~475V，三相三线制 功率因数：0.92 模块效率：93% 输出直流电压：176~286V DC/220V 88~143V DC/110V *输出电流：110%额定输出电流 电流输出限流特性：10~ 额定电流可调 稳压精度：0.5% 稳流精度：0.5% 纹波系数：0.05% 外形尺寸(高*宽*深)：257mm*110mm*413mm 整机重量：8.5kg 环境温度：-10 图2-8HD22010-3充电模块原理图 HD22010-3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 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 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 结构及接口1.模块外观 HD22010-3充电模块的外观如下图所示 图2-1-2HD22010-3充电模块外观 2.前面板 HD22010-3充电模块前面板如下图所示. 图2-1-3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. 2)指示灯 模块面板上有3个指示灯,功能见下表. 表2-16面板指示灯功能 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2-1-4充电模块地址及手动选择六位拨码开关 控制方式选择拨码 拨码开关 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2-1-4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*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234V 浮充电压值上. 地址识别拨码 拨码开关左边 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 左边一位为*位, 右边一位为*位.充电模块 HD22010-3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*为16个.模块地址是监控模块识别各 充电模块的*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2-1-3模块地址拨码状态和地址对应表 例如:地址设置拨码处于如图2-1-4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2-1-3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 HD22010-3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2-1-5 HD22010-3充电模块后面板 HD22010-3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. 信号名称 引脚号 信号定义特性说明 图2-13 一体化插座管脚分布管脚详细说明见下表。 表2-18 一体化插座管脚说明 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 48510Vac,模块保护,无直流输出,保护指示灯(黄色)亮.电压恢复到 33510Vac～46015Vac 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2936Vdc(HD11020-3模 块为1484Vdc)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(HD11020-3模块为 991Vdc)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* 电流(HD11020-3模块输出130V/10A). 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. 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2-1-5故障代码显示含义 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2-1-6 HD22010-3系列充电模块通信功能 性能参数 1.环境要求 HD22010-3系列充电模块环境要求见下表. 表2-1-7 HD22010-3充电模块环境要求 2.2输入特性 HD22010-3系列充电模块输入特性见下表. 表2-1-8 HD22010-3充电模块输入特性 3．输出特性 HD22010-3充电模块输出特性见下表。 表2-23 HD22010-3充电模块输出特性 4．机械参数 模块外形尺寸（长宽高）：466mm139mm288mm 模块重量：＜15kg 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．告警和保护特性 HD22010-3充电模块告警及保护特性见下表。 表2-24 HD22010-3充电模块告警及保护特性 8．安规及EMC 的标准等级 符合CE 安全标准，EMC 满足下表标准等级。 表2-25 安规及EMC 的标准等级 9．MBTF＞300,000小时 10．安装尺寸 HD22010-3充电模块安装尺寸见下图。 图2-14 充电模块安装尺寸（单位：mm） 2.1.2安装设计及维护 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. 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. 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. 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 HD22010-3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(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 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. 2.1.3模块使用注意事项 模块均流 均流指的是连接到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,将造成不均流的模块更换. 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1/3～2/3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0.6～1.2V 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1V,按一下右边按钮输出电压升高0.5V.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). 输入交流断电检查输入是否正常 电源指示灯(绿色)灭 模块内部故障返回维修 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 保护指示灯亮(黄色) 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