v高压直流说明书

240V高压直流系统

说

明

书

1.1整流模块说明书

RM24020-Ⅲ系列模块简介

RM24020-Ⅲ系列模块是电源最主要的配置模块，广泛应用于通信行业及电力行业10kV到550kV的变电站电力电源中。

RM24020-Ⅲ系列模块采用风冷的散热方式，在轻载时自冷运行，符合电力系统的实际运行情况。

型号说明

工作原理概述

以RM24020-Ⅲ模块的工作原理框图如下图所示。

图1RM240D20-Ⅲ模块原理图

RM24020-Ⅲ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和三相无源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中三相谐波标准和中相关EMI、EMC标准。

后级的DC/DC变换器由PWM发生器控制前级PFC输出的DC电压、经过高频变压器输出后再整流滤波输出DC电压等电路组成，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。

辅助电源在输入三相无源PFC之后，DC/DC变换器之前，利用三相无源PFC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

RM24020-Ⅲ模块的外观如下图所示。

图2RM24020-Ⅲ模块外观

2．前面板

RM24020-Ⅲ模块前面板如下图所示。

图3模块前面板

1）LED显示面板

显示模块的电压、电流或告警、模块地址代码信息。

由显示切换按钮进行输出电压、电流和地址代码的显示切换。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。显示2位数字是模块地址代码信息（显示数值0至15，代表第1到第16个模块）。

2）指示灯

模块面板上有3个指示灯，功能见下表。

表2-2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，再按一下该按钮则显示地址代码。再按一下该按钮则又显示电压不断循环。

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4模块地址及手动选择六位拨码开关

①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

手动调压按钮可使模块输出电压最高达到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，模块的输出在出厂时已整定在浮充电压值234V上。

②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。拨到下端时，模块认为只有地址为254的数据包是广播数据包。

③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。

模块RM24020-Ⅲ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最大为16个。

模块地址是监控模块识别各模块的唯一标志，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。

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2-4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

模块拉手隐藏在盖板中。按下拉手右侧，就会露出模块拉手。模

块工作时应将拉手恢复到图3位置。

3．后面板

RM24020-Ⅲ模块的后面板主要是输入输出一体化插座，如下图所

示。

图5RM240D20-Ⅲ模块后面板

RM24020-Ⅲ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。

图6一体化插座管脚分布

管脚详细说明见下表。

表4一体化插座管脚说明

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313±10Vac或者大于485±10Vac，模块保护，无直流输出，保护指示灯（黄色）亮。电压恢复到335±10Vac～460±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312±6Vdc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198±1Vdc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。

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。风扇转速分为半转和全转二档，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6RM240D20-Ⅲ系列模块通信功能

性能参数

1．环境要求

RM24020-Ⅲ系列模块环境要求见下表。

表7RM24020-Ⅲ模块环境要求

2．输入特性

RM24020-Ⅲ系列模块输入特性见下表。

表8RM24020-Ⅲ模块输入特性

3．输出特性

RM24020-Ⅲ系列模块输出特性见下表。

表9RM24020-Ⅲ系列模块输出特性

4．机械参数

模块外形尺寸（长×宽×高）：459mm×139mm×300mm

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。

9．MBTF＞300,000小时

10．安装尺寸及开孔尺寸

RM24020-Ⅲ模块安装和面板开孔尺寸见下图。

图7模块安装尺寸及建议开孔尺寸（单位：mm）

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本公司概不负责。安装设计

1．模块散热设计

模块采用风冷散热方式。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。

注意

严禁将模块水平安装到系统上！设计机柜时，严禁在模块前加柜门阻碍空气流动！

2．模块热插拔设计

对模块本身来说，模块具备热插拔功能。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。

表2-1-12热插拔功能组件

注意

二极管和散热器之间必须涂抹导热硅脂，保证二极管能够散热良好。

1.2监控说明书

1监控系统的性能与特点

2监控系统的组织结构

3产品安装尺寸

4主监控安装说明

5接线端口定义

6主监控显示界面及操作说明

6.1主监控工作原理

6.2电池充电管理原理

6.3显示界面结构

6.4基本画面

6.5系统设置

6.6信息查询

7、检测单元操作说明

7.1开关量检测单元

前言

随着社会不断向前发展，用电量越来越高，对电力系统的要求也越来越高，如系统的可靠性、稳定性、可扩展性和对电池充放电管理的严密性是我们最为关心的问题，以此为出发点，我公司隆重推出电源监控系统，以求能满足用户对电源系统不断提高的要求，弥补以往监控所存在的不足之处。以往的监控仅仅立足于小系统的基础上，不能满足于绝大多数用户的要求，第二代监控系统的设计思路为：

●软件使用高级语言编写，所有文件以项目形式管理，大大减少因软件编辑不够周密而存在隐

患，同时提高软件可读性和可修改性，能第一时间满足客户的更改要求；

●操作界面充分利用触摸屏的可触及范围，真正做到触摸式操作，完全实现人性化设计；

●从安全性出发，最大可能的采用隔离技术，保证系统正常运行，如交流电压电流采样全都内

置传感器隔离；母线电压与电池电压检测以及电池组于电池组之间不存在共地问题，真正做到分段管理；电池巡检全部采用隔离继电器隔离；绝缘检测使用漏电流传感器采样；所有电流采样都使用霍尔传感器隔离输入等等；

●系统在设计时充分考虑到系统的多样性，具有非常完美的扩充功能，如系统分段与否、开关

量检测的扩充（最多可检测160个触点）、电池巡检可灵活配置（最多可检测2组120节单体电池电压）、绝缘检测回路数量可扩充至120回支路，用户可根据各自系统不同要求灵活配置；

●从安装角度出发，产品设计时力求简洁明了，便于用户安装，如主监控采用卡片式安装、每

个单元都有详细的丝印图，尽量做到脱离说明书便可安装。

1、监控系统的性能与特点

1.1检测功能：系统包括主监控、交流检测单元、开关量单元、电池

巡检和绝缘检测单元，可以精确地监测系统各项运行参数，同时

还可兼容通信模块和逆变模块；

1.2控制功能：包括对电池的智能化充放电管理（严格控制电池充电

电压电流，延长电池使用寿命）、智能型交流双路自动切换、模块

开关机和电压电流控制；

1.3人机界面：大屏幕液晶显示器（一个画面可显示20*15个汉字，

也可显示电池组的充放电曲线），触摸屏点触式操作，全部汉字显

示，操作简便；

1.4告警功能：当系统出现异常时，立即产生声光告警、启动故障继

电器并通过RS485传送到后台，同时主监控显示自动跳到故障信

息显示画面，便于机房无人值守的科学化管理；

1.5设置功能：可灵活对系统进行配置（如母线分段与否、模块数量、

电池组数、巡检仪和绝缘检测仪数量等）、设定各参数上下报警限、

设定电流传感器变比、对故障输出节点进行配置；

1.6采用标准通信协议，提供RS485通信接口，方便与电力自动化系

统对接，实现对电源系统“四遥”功能，从而达到无人值守的自

动化管理的目的；(与后台通讯方法是：通过主屏第１行“电源智

能监控系统”的后面以不同的符号表示通讯是否正常１、当没有

任何反映时，说明没有收到后台的任何数据，问题在于硬件接线

可能有问题；２、当发现有“。”在闪烁时，说明收到了数据，但

数据包不对，可能是地址或波特率设置的问题；３、当发现有“：”

在闪烁时，说明收到了数据包，但校验的字节有问题；４、当发

现有“＊”在闪烁时，说明后台通讯成功；5、在监控后面板左下

方，当绿灯闪烁时，表示监控有数据发出，当黄灯闪烁时，表示

监控接到了外面的数据了)

1.7操作权限管理方式，系统设有出厂密码、和超级密码，非授权人

员只能做一些简单的查询操作，确保系统安全可靠运行。

1.8可直接带多种数字或模拟模块，不需另配协议转换盒或数模转换

盒。

1.9本身具有母线绝缘检测功能，也可挂接120路支路可分段绝缘单

元。

1.10可检测一路3向交流电压,也可挂接能检测双路3相电压检测和控

制的交流单元。

1.11开关量输出可自主设置，其中输出2、3和4可设置为硅链控制。

1.12可挂接最多160路开关量单元。

1.13可挂接最多120路开关状态量单元。

1.14可挂接最多两组120节电池巡检单元

1.15在屏的左上角连续触碰3次，可以使系统复位

1.16在屏的左上角，当系统配置数字模块时，通讯成功会出现“M”闪

动，当系统配置电池单元时，通讯成功会出现“D”闪动，当系统

配置绝缘单元时，通讯成功会出现“J”闪动；

1.17本身带有16路开关量信号输入点,当开关量数目设置为0时,告警

显示为外壳上丝印的字；当设置为8时，告警显示为数字；例如

第15路有接地时，显示“开关01防雷器”；设置为8时显示“开

关01开关第15”

2、监控系统的组织结构

第二代监控系统灵活的兼容了电源系统中的各种设备的检测与控

制，系统主要包括主监控、交流检测单元、开关量检测单元、电池

巡检单元、绝缘检测单元。其中开关量单元最多可扩展4个单元；

充电模块最多可控制32台；电池巡检最多可巡检2组120节电池

的电池组；绝缘检测单元最多可扩展到4个单元共120回输出回路。

如通信模块和逆变模块可根据情况配置协议转换单元。系统组织结

构如下图所示：

注:若须最简单的配置,所有可选单元均可不用配置.

考虑到客户的安装习惯和方便，本系统由两种结构组成，即主监控和检测单元，所有检测单元的外形尺寸和安装孔位都一致，而主监控则采用卡片式安装，用户只需在柜体的面板上开一个相应大小的长方形孔，将主监控放入其中，然后再反面拧紧卡片上的螺丝即可牢靠的固定于其上，请按给定尺寸开孔，无须留余量。用户只需在机柜的面板上开一个237*141mm的长方形孔。

用户只需在机柜的面板上开一个237*141mm的长方形孔，将主监控（取下接线端子和安装卡片）卡入其中，然后从背面将安装卡片钩在上下的开槽上，拧紧螺钉即可；

主监控工作电源：DC85V－320V，请将J8的PE接大地；

内部RS485通信线请使用双绞线连接，RS485的A、B线分别与检测单元或模块的485的A、B线相连；

6．1主监控工作原理

主监控主要完成数据的采集与处理，如当数据异常时给出告警信息，并做出相应的控制，如控制模块限流；将数据通过RS485总

线远传到后台（如电力自动化系统）；接收后台发来的控制命令；接

收手动输入的各种操作命令，如设定告警限、控制模块开关机、手

动均浮充转换等。

其工作原理框图如下：

6．2

●

3)均充转浮充条件：当电池处于均充的时间超过设定的“均充限时”

时间，自动转浮充；或当充电电流小于“转换电流”时，延时“均

充延时”时间后转浮充。

4)当一个系统中配有2组充电机2组电池时，系统自动默认为2组

电池的容量和电池节数相等，同时各组充电机组上的充电模块数

量均为设定的“充电模块总数”的一半。

6．3显示界面结构

显示器采用大屏幕5.7英寸320240液晶，全中文显示，每一画面最多可显示20列*15行汉字，画面分为5个部分，即题头栏、时间、信息栏、主参数栏和菜单栏，题头栏显示产品名称；时间栏显示日期和时间；信息栏为主要信息获取视窗，同时也可作为大面域的键盘使用；主参数栏显示系统状态、系统电压、负载电流、电池电流和充电方式；菜单栏显示一些主要的菜单，如上、下翻页按钮。通过视窗式结构设计可使维护人员操作一目了然，及时掌握系统运行信息，操作非常方便，同时考虑到触摸屏有限的分辨率，本系统将作为输入界面的按钮做得尽量大一些，充分利用5.7英寸这个有限的空间，使误操作率降到最低，完全实现人性化设计。

6．4基本画面

● 基本画面即系统上电时显示的画

面，也即系统默认画面，当系统在一段时间（2分钟）内无触摸操作时，系统自动回到基本画面，当系统正常时，基本画面显示产品名称（或其它），当系统出现异常时可点击“系统故障”系统进入故障信息页面。 ● 在主参数栏用大字体显示系统最为重要的参数，如系统状态、系统电压、负载电流、电池电流和充电方式。