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2.1.1模塊簡介

hd22010-3系列充電模塊是電力電源最主要的配置模塊，廣泛應(yīng)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(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。

型號說明

hd 22010 -3

產(chǎn)品系列

產(chǎn)品系列見下表。

產(chǎn)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(jù)系統(tǒng)要求配置個(gè)數(shù) 門然冷／風(fēng)冷結(jié)合防塵設(shè)計(jì)

充電模塊 hd11020-3 02130553 pcs 根據(jù)系統(tǒng)要求配置個(gè)數(shù) 門然冷／風(fēng)冷結(jié)合防塵設(shè)計(jì)

工作原理概述

hd22010-3充電模塊由三相無源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

保護(hù)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(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)。

后級的dc/dc變換器由pwm發(fā)生器控制前級pfc輸出的dc電壓、經(jīng)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(shí)現(xiàn)將前級整流電壓轉(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源pfc之后，dc/dc變換器之前，利用三相無源pfc的直流輸出，產(chǎn)生控制電路所需的各路電

源。

輸入檢測電路實(shí)現(xiàn)輸入過欠壓、缺相等檢測。dc/dc的檢測保護(hù)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(hù)。

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±0.2a。

出現(xiàn)模塊告警時(shí)，閃爍顯示故障代碼。

模塊面板上有3個(gè)指示燈，功能見下表。

表2-2面板指示燈功能

指不標(biāo)識 正常狀態(tài) 異常狀態(tài) 異常原因

電源指示燈（綠色） 亮 滅 無輸入電j玉以拿模塊內(nèi)部的輔助電源小上作

保護(hù)指示燈（黃色） 滅 亮 直流輸入電j玉或輸山電壓超出正常范圍模塊內(nèi)部過熱 、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iv，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。

①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2-4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)衙控制，人工無法進(jìn)行干預(yù)。如果模塊連接到合

閘母線上對電池進(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110％。

四 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。

②地址識別撥碼

撥碼開關(guān)左邊第二位為廣播地址識別撥碼，用于模塊識別廣播數(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。如果配套艾默生監(jiān)控模塊，該撥碼必須

撥到上端，及廣播地址必須設(shè)置為255。

③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�衷二進(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hd22010-3的地址設(shè)置撥碼為4位，因此模塊的地址設(shè)置范圍為0～15，也就是說，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)系見下表。

表2-3模塊地址撥碼狀態(tài)和地址對應(yīng)表

模塊地址撥碼狀態(tài) 撥碼二進(jìn)制值 對應(yīng)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(shè)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(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(hù)極為方便。

管腳詳細(xì)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(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 12 data+ 弱信號端，模塊和上級設(shè)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(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

24 share

直流輸出 26 輸山正極 模塊的直流輸山端，輸山和機(jī)殼之間隔離

29 輸山負(fù)極

主要功能

1．保護(hù)功能

1)輸入過／欠壓保護(hù)

模塊具有輸入過／欠壓保護(hù)功能。當(dāng)輸入電壓小于313±iovac或者大于485±iovac，模塊保護(hù)，無直流輸出，保護(hù)指示

燈（黃色）亮。電壓恢復(fù)到335±iovac～460±15vac之間后，模塊自動(dòng)恢復(fù)工作。

2)輸出過壓保護(hù)／欠壓告警

模塊具有輸出過壓保護(hù)欠壓告警功能。當(dāng)輸出電壓大于325±svdc時(shí)，模塊保護(hù)，無直流輸出，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198±ivdc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，可半載輸出。在輸出電壓為260v時(shí)輸出5a電流。

5)過溫保護(hù)

模塊的進(jìn)風(fēng)口被堵住或環(huán)境溫度過高導(dǎo)致模塊內(nèi)部的溫度超過設(shè)定值時(shí)，模塊會(huì)過溫保護(hù)，模塊面板的保護(hù)指示燈（黃

色）亮，模塊無電壓輸出。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)原邊過流保護(hù)

異常狀態(tài)下模塊整流側(cè)出現(xiàn)過流，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，通過對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(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2-6 hd22010-3系列充電模塊通信功能

序號 項(xiàng)目 指標(biāo) 備注

1 遙信 將模塊的保護(hù)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(jiān)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(bào)監(jiān)控單元

3 遙控 根據(jù)監(jiān)控甲元的命令，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

4 遙調(diào) 根據(jù)監(jiān)控單元的命令，調(diào)節(jié)模塊的輸山電壓 蔽監(jiān)控單元的控制

根據(jù)監(jiān)控單元的命令，在10％-100 0/范圍內(nèi)調(diào)節(jié)充電模塊的輸山電流限流點(diǎn)

性能參數(shù)

1．環(huán)境要求

hd22010-3系列充電模塊環(huán)境要求見下表。

表2-7 hd22010-3充電模塊環(huán)境要求

項(xiàng)目 指標(biāo)

工作溫度 -10℃-40℃

儲(chǔ)存溫度 -25℃-55℃

相對濕度 ≤95％

大氣壓力 70- 106kpa

冷卻方式 自然冷、風(fēng)冷結(jié)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(xiàng)目 指標(biāo)

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(shù) ≥0 94

hd22010-3系列充電模塊輸出特性見下表。

項(xiàng)目 hd22010-3 hd11020-3

輸山電壓范圍 176v-320v 87v-160v

額定輸出電流 10a 20a

最大輸山電流 iia(輸出電壓260v) 22a(輸出電壓130v)

電壓上升時(shí)間 3-8秒（軟啟動(dòng)時(shí)間）

輸山恒流范圍 10％-110％

穩(wěn)流精度 ≤±0.5％（20％限流測試）

負(fù)載電壓紋波系數(shù) ≤0.10/

穩(wěn)壓精度 ≤±0.5％

溫度系數(shù)(1／℃) ≤0.2‰

均流不平衡度 ≤±50％ (50％-100％額定負(fù)載)

表2-9 hd22010-3系列充電模塊輸出特性

3．輸出特性

4．機(jī)械參數(shù)

模塊外形尺寸（長×寬×高）：413mmx llomm×257mm

模塊重量：iomq(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，無擊穿或飛弧現(xiàn)象。

7．告警和保護(hù)特性

hd22010-3系列充電模塊告警及保護(hù)特性見下表。

表2-10 hd22010-3系列充電模塊告警及保護(hù)特性

項(xiàng)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(fù)

輸山過壓保護(hù) 325+5vdc 55±5vdc 保護(hù)后無dc輸山，小可恢復(fù)，需要重新上電啟機(jī)

輸山欠壓告警 198+ivdc 99+1vdc 保護(hù)后有dc輸山，可恢復(fù)

輸入過壓保護(hù)點(diǎn) 485+iovac 保護(hù)后無dc輸出，可恢復(fù)，，恢復(fù)點(diǎn)460±15vac

輸入欠壓保護(hù)點(diǎn) 313±l0vac 保護(hù)后無dc輸山，可恢復(fù)，恢復(fù)點(diǎn)335±10vac

缺相保護(hù) sa/260v ioa/130v 輸山限功率1300w

過溫保護(hù) 過溫保護(hù)點(diǎn)：80。c，恢復(fù)點(diǎn)60℃ 精度：±5℃

風(fēng)扇溫度控制 采用溫度或者溫度和電流聯(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

符合ce安全標(biāo)準(zhǔn)，emc滿足表2-11標(biāo)準(zhǔn)等級。

表2-11 安規(guī)及emc的標(biāo)準(zhǔn)等級

序號 項(xiàng)目 標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)等級

1 靜電放電抗擾性要求 gb/t 17626.2-1998表 2 level 3判據(jù)b

2 振蕩波抗擾性要求 gb/t 17626.12-1998表 2 level 3判據(jù)b

3 傳導(dǎo)輻射干擾 en 55022 class a

4 快速瞬變電脈沖群抗擾性要求 gb/t17626.4-1998 level 3判據(jù)b

5 浪涌抗擾性要求 gb/t17626.5-1998 level 3判據(jù)b

6 山射頻場感應(yīng)引起的傳導(dǎo)騷擾抗擾性要求 gb/t17626.5-1998 level 3判據(jù)b

7 工頻磁場抗擾性要求 gb/t17626.8-1998 level 4判據(jù)b