hd22010-3系列

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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(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(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玉或輸山電壓超出正常范圍模塊內部過熱 、模塊未完全插好

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(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。注意只有在手動控制方式下，調節(jié)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(jiān)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(jié)。模塊的輸出電壓、限流點和開關機等均不受

監(jiān)控模塊控制，但可以將模塊的運行參數上報給監(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，

此時應將模塊設置為手動狀態(tài)，模塊的輸出電壓由手動調壓按鈕調節(jié)，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最高達到286v，因此在系統(tǒng)正常時請勿隨意調節(jié)該按鍵。由于不同用戶選擇蓄電池

的節(jié)數有差異，為安全起見，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

撥碼開關左邊第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(jiān)控模塊，該撥碼必須

撥到上端，及廣播地址必須設置為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?lián)艽�衷二進制數1。四位地址設置撥碼

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(jiān)控模塊的同一個

串口上的模塊數最大為16個。當系統(tǒng)模塊數量大于16時，需要將多余模塊獨立分組且從監(jiān)控單元的另一個串行口進行

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志，同一系統(tǒng)中模塊的地址設置不能相同。對于同一個模塊，模塊通信地

址設置必須與監(jiān)控模塊中的模塊地址設置相同，否則將出現通信異常。

在監(jiān)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(tài)和地址對應表

模塊地址撥碼狀態(tài) 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，因此模塊安裝維護極為方便。

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(lián)時，需要將此端并聯(lián)，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，必須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5a電流。

5)過溫保護

模塊的進風口被堵住或環(huán)境溫度過高導致模塊內部的溫度超過設定值時，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。當異常條件清除、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(tài)下模塊整流側出現過流，模塊保護。模塊不能自動恢復，必須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(lián)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(fā)送給上位機，接受并執(zhí)行上位機下

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(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監(jiān)控單元

3 遙控 根據監(jiān)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(jiān)控單元的命令，調節(jié)模塊的輸山電壓 蔽監(jiān)控單元的控制

根據監(jiān)控單元的命令，在10％-100 0/范圍內調節(jié)充電模塊的輸山電流限流點

 

性能參數

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

最大輸山電流 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(wěn)流精度 ≤±0.5％（20％限流測試）

負載電壓紋波系數 ≤0.10/

穩(wěn)壓精度 ≤±0.5％

溫度系數(1／℃) ≤0.2‰

均流不平衡度 ≤±50％ (50％-100％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(lián)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(guī)及emc的標準等級

符合ce安全標準，emc滿足表2-11標準等級。

表2-11 安規(guī)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 快速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