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1、HD22020-3 系列i.i模块简介HD22020-3充电模块是电力电源主要的配置模块，广泛应用于火电 厂、水电站、和高等级变电站直流电源中。本产品为HD22020-2充 电模块的优化产品，其各项性能指标优于HD22020-2充电模块。HD22020-3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。同时模块的效率得到提 高，体积和重量大大降低。型号说明H D 220 20 - 3产品岐本额定输出电流20A 额定输斗电Jk 220Vdc充电模块工作原理概述HD22020-3充电模块工作原理框图如下图所示。图2-8 HD22020-3充电模块原理图HD2
2、2020-3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D L/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 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PF
3、C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HD22020-3充电模块的外观如下图所示。图2-9 HD22020-3充电模块外观2. 前面板HD22020-3充电模块前面板如下图所示。手动调压 按钮拨码汗施拉手盖板风扇掌及 防尘两1嘏钉LED址净IKI通指，上灯显小切换按钮时-图2-10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
4、度为0.3V，电流显示精度为0.4A。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2-17面板指示灯功能指示标识正城状态旨善状态界常俑因电源指示灯（绿色）亮是输入巾一压以至槌埃内部的辅助巾源不作保护指示灯（黄色）灭亮直流输入电压或输出电压超出正常/陶.模块内部过热。模块未完全插好故障指示灯（红色）火M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ED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
5、降低，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。自动B80aB11234图2-11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2-11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
6、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100%Q注意手动调压择钮可使充电模块蝴出电压最高达到。商v.因此左系统正常酎请勿随意调节 该按核.由于手同用户选择落电池的节数有差异，为安全起见，充电模块的输也在出 厂时已整定在洋充电压值234V h., 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
7、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最左边 一位为最低位，最右边一位为最高位。充电模块HD22020-3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。
8、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2-18表。表2-18模块地址拨码状态和地址对应表模坟地址按蚂状态拨砧二进制值沱回模炭地址12340000顷顺0QQD100011Q0100D1320D11001130100010340101010101100113d01110111710001烦810011001910101013ID10111011111100110312110111011311101113bl11111111例如:地址设置拨码处于如上图所示的位置（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
9、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HD22020-3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。风道板6 *50-0。口0。00。力一怵化插座图2-12 HD22020-3充电模块后面板HD22020-3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。J一体化插座管脚分布.仃流输出负极直施输出正极均瓶一均流TOOGODOO 9POO保护地FE图2-13管脚
10、详细说明见下表。表2-19 一体化插座管脚说明丑叫I 7 rv ru j p4 巨 rw vn信号名称引脚号信号定文特性说明交流输入1V相神入模块的交流危源输入端，输入方式为、相二螃制.?U相输入3W相输入4保护地PE为模块的保护地引/端，内部已经和模块外亢连接：通讯接1112DATA 1弱信号端，模块和上级设备的通讯接口，为申行异步博输 模式，通信方式为RS4S5.15DATA-均流接口21SHARE+弱信号端，两个或昔两个以1、模块输出升联时，需妥将 此端并联.顷实现模块均分负载功罪，24SHARE-直谶输出26输出正极模块的直流输出端，输旧和机壳之间隔离29描出负极主要功能1. 保护功能
11、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335 土 10Vac460 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%
12、 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，模块限功率输出。在输出 电压为260V时输出10A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，模块血板的保护指示灯（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
13、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2-20故障代码显示含义故障代码E31E32E33E34E36代旭含义输出欠压模块过温文饰过欠压文浦缺相输出过压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。表2-21 HD22020-3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母交流过、欠床，缺相、输出过、矢压、模块过温等信号）和故障信号传递崎监控单元2遥
14、测测量充电模块的稔出电压、电流，送模块表头显示并上抿监控单元3遥控根据监控单元的命令,控制充电模块的，刊关机，均/浮充转换同时具备手动 控制功能，可 以屏蔽监控箪 元的控制4遥调根据监控单元的命令,谊节模块的输出惑压根据监控单元的命令，在】0%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HD22020-3充电模块环境要求见下表。表2-22 HD22020-3充电模块环境要求项巨指标工作温度倩存温度相对湿度W95怀大气压力70106kPa冷却方式自然冷、风拎结合2 .输入特性HD22020-3充电模块输入特性见下表。表2-23 HD22020-3充电模块输入特性顼目指标躺人
15、电压3翌V4修V （二相 俄制）输入电流W15典交流精入频率45-65Hz效率93%3. 输出特性HD22020-3充电模块输出特性见下表。表2-24 HD22020-3充电模块输出特性顷目指标输山屯压范围176V-286V额定输出巾流20A最K输出口流2O.5A输出电压260V）电压上升时间&秒（软启动H.间）输出怛流范倒俱100%稽流精度wn.5%测就）员拔电爪纹波系数0.1%暗压揩度30% 25 Period 判据 B；90% 250 Period 判据E9. MBTF300,000 小时10. 安装尺寸HD22020-3充电模块安装尺寸见下图。ECTi Ilili_m 电 png。 m
16、。ei 53若口口止已。fl Q QQ-QQ4QQi4CQ-aGQV , 1 口 ggggirgg ooaooooociciaoii a *oc DHlb0400Ci3 0aaoaC cco4oaaAaa-acocaaCOCO21391图LX 充电模块安装尺寸（鱼位:Pim;q费甥口0。口2。（心。口 fiiQ 0 I OO4O o a CC 0 D oaasDBfiooooooo1.2维护维护1. 清洗防尘网HD22020-3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
17、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 长方形的防尘网）。2）取出风扇，从拉手底部取出风扇转接头，拔下2芯电源插头。3）更换风扇。将2芯电源插头放入拉手底部。4）安装风扇罩，同时应注意防尘网方向，方向错误时，风扇罩将不能装入血板。2.2.3使用注意事项及处理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
18、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
19、/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。IIH注竟当摸地连接到不同母短上（血系境采用34. 35攘线方式）酎.严禁在按制模地和合 间模决之间近接均湄成！同时，严禁将均流践连接到监控模我上：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，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）。各指示灯状态所指示常见故障及处理措施见下表。2-27模块A督及处理措施界常现象异藉原因处理建诙E海指叮、.灯f绿也灭输入交流断电位苴输入是否忙常模坎内部故障退回锥修湿护指示灯亮（黄色）输出欠压E31困查输出电压是舌il!常模块过温E32环境温度过高“系统热设计不合理交流过欠匹E33椅直交流输入屯压是否正常交流缺相E34检查交流输入电压是否缺相正常故障指示灯亮1红色轴出过压E3（5断开交流电，重新上电
