直流系统作业指导书

直流系统作业指导书（通信班）天生桥二级电手册导读本手册的定位用户使用说明书内容包括：介绍PowerCentre智能高频开关电源的基本原理、系统的各个部件的详细原理和各种系统的组成，同时详细介绍了系统的调试、使用和日常维护维修要点。读者电力操作电源运行维护人员电力操作电源安装调试工程技术人员注意本手册的有关系统配置等适用标准系统，对于非标准系统，本手册仅提供原理性的参考，如有疑义，请即致电询问！名词解释在本手册中出现的以下名词，请按下述定义理解：（1）合闸母线：指提供给合闸回路负载的直流电源母线。（2）控制母线：指提供给控制回路负载的直流电源母线。（3）合闸模块：提供合闸母线所需电压输出的AC-DC智能高频开关变换器，其输出连接在合闸母线上。（4）控制模块：提供控制母线所需电压输出的AC-DC智能高频开关变换器，其输出连接在控制母线上。（5）充电模块：对上述合闸模块和控制模块的统称。（6）监控模块：负责实现电源系统的监测和控制的功能模块。（7）配电监控单元：指监测有关交流、直流部分的模拟、开关量信号的电路单元，包含交流配电监控单元和直流配电监控单元。内容介绍第一章系统概述介绍了PoweCentrer电力操作电源的基本概况，包含系统特点、系统接线方式、系统工作原理和系统各项工作指标。第二章标准一体柜系统根据系统的基本组成介绍了标准一体柜电源系统的基本情况，然后介绍了标准一体柜的内部、外型结构，介绍了系统各个组成部分的基本原理和使用方法。第三章小型一体柜系统介绍了小型一体柜系统的内部、外型结构和组成部件。小型一体柜实际上和标准一体柜的差别在于配置充电模块的数目上。第四章充电柜从充电柜的基本原理、组成结构和配电监控等方面介绍了充电柜，充电柜中的重要部件和配电监控的原理与标准一体柜一致。第五章馈电柜介绍馈电柜的各种组成单元，了解单元的结构和组成部分。第六章10A、5A系列充电模块比较详细地介绍了充电模块的原理和特点，以及充电模块的内部和外部结构，最后简单介绍了充电模块的使用方法。第七章20A充电模块本章和第六章在结构安排一致，但内容围绕20A充电模块进行介绍。第八章监控模块详细介绍了监控模块的原理、构成和使用。在本章的附录中，介绍了监控模块的菜单结构树，使读者对监控模块操作有全面的了解。第九章系统调试先详细分步介绍了系统初步调试的过程，然后描述了监控模块参数整定，电池接入方法，最后全面地说明了系统联调的方法和步骤。第十章使用说明从日常使用维护角度，介绍如何查看运行信息、告警信息、处理告警故障等，以及常用的控制操作。第十一章后台监控简单介绍了电源系统后台监控，及如何建立后台通讯的物理链路。给出电源系统信息在标准CDT协议中的具体定义。第十二章设备维护日常维护要点，一般故障告警和紧急故障告警处理方法和处理流程，电源系统的部件更换方法和操作步骤。附录1信号转接板信号说明详细定义了系统各种信号转接板的引脚和信号，方便维修和维护。附录2武汉琴台绝缘监测仪使用说明正文中（5.4.2和9.4.7节）重点介绍了浙江星矩绝缘监测仪的使用和调测，使用武汉琴台绝缘监测仪的用户可查阅附录2。标记和符号约定产品上的标记在高压存在的地方有此标记。在机柜底框架保护接地端上有此标记牌。手册中标记注意注意字句指可能造成设备损坏的状况或做法FC表示一个名字为FC的键PowerCentr电力操作电源系统相关的手册手册描述定位PowerCentre电力操作电源系统选型手册指导设备选型、工程设计。PowerCentr电力操作电源系统技术手册指导技术推广、标书制作、设备选型。PowerCentr电力操作电源系统工程手册指导设备安装、调测和验收。PowerCentr电力操作电源系统用户手册指导设备使用和故障检修。目录TOC\o"1-3"第一章系统概述11.1引言11.2系统特点11.3命名规则和配置21.3.1系统命名规则和配置21.3.2模块命名规则和型号41.4接线方式及组成形式41.4.1接线方式41.4.2组成形式101.5系统工作原理121.6系统参数131.6.110A、5A系列充电模块组成系统的技术参数131.6.220A充电模块组成系统的技术参数151.6.3机械参数16第二章标准一体柜系统172.1概述172.2工作原理172.2.1交流配电单元192.2.2直流馈电单元202.2.3降压硅链单元212.3系统结构232.4配电监控262.4.1配电监控的硬件结构262.4.2配电监控CPU板B14C3U1 272.4.3使用方法302.5系统部件接口信号312.5.1配电监控板B14C3U1 312.5.2直流电压采样板W1M61S1 342.5.3电流霍耳传感器352.5.4降压硅链控制板352.5.5交流自动切换板362.5.6绝缘检测继电器412.5.7闪光继电器422.5.8辅助电源板W1M61R2 43第三章小型一体柜系统453.1外部结构453.2内部结构463.3其它说明47第四章充电柜494.1充电柜的主要功能494.1.1交流的自动切换494.1.2交流电的分配494.1.3AC/DC变换504.1.4电池接入504.1.5系统监控管理504.2充电柜的工作原理504.3充电柜I 514.4充电柜II 534.5充电柜的配电监控564.6充电柜的主要组件57第五章馈电柜595.1主要功能595.2工作原理595.3外形结构605.4监控615.4.1配电监控615.4.2绝缘监测装置655.5主要功能单元665.5.1控制回路单元665.5.2合闸回路单元695.5.3关于馈电单元的一点说明715.5.4切换单元71第六章10A、5A系列充电模块776.1主要功能和性能776.1.1主要功能776.1.2主要性能786.1.3主要指标806.2工作原理826.3模块的结构836.3.1外型结构836.3.2内部结构856.4使用说明86第七章20A充电模块897.1主要功能和性能897.1.1主要功能897.1.2主要性能917.1.3主要指标927.2工作原理937.3外部结构957.3.1前面板957.3.2后面板977.4内部结构987.4.1内部结构987.4.2内部接口关系1007.5使用说明1027.5.1外部使用说明1027.5.2内部调节说明102第八章监控模块1038.1主要功能和性能1038.1.1主要功能1038.1.2性能特点1068.2工作原理1078.2.1硬件原理1078.2.2软件原理1078.3外部结构1088.3.1前面板1088.3.2背板接口介绍1098.4内部结构1118.4.1主要板件1118.4.2板件概述1128.4.3内部连接1148.5使用说明1158.5.1硬件连接1158.5.2启动1158.5.3屏幕界面1168.5.4主界面和系统信息1168.5.5关于信息1178.5.6菜单界面操作1178.5.7主菜单1188.5.8菜单结构1188.5.9一般信息屏幕操作1198.5.10告警界面操作1208.5.11设置操作1208.5.12控制操作1218.5.13屏幕保护1228.5.14密码管理1228.5.15显示对比度调节1228.5.16有效按键122第九章系统调试1239.1初步调试1239.1.1通电前的检查1249.1.2交流配电初调1259.1.3充电模块初调1269.1.4监控模块初调1269.1.5配电监控初调1309.1.6直流馈电初调1319.1.7其它说明1319.2监控模块的参数整定1329.2.1充电屏参数设置1329.2.2馈电柜参数设置1349.2.3通信参数设置1359.2.4电池管理参数设置1359.2.5告警级别设置1399.2.6其它设备1409.3电池的接入1419.4系统联调1429.4.1交流配电调试1429.4.2充电模块调试1429.4.3电池测量调试1439.4.4充电屏监控调试1439.4.5馈电屏的调试1439.4.6降压装置的调试1449.4.7绝缘监测的调试1449.4.8其它部件的调试146第十章使用说明14710.1运行信息查阅14710.1.1系统信息14710.1.2交流信息14810.1.3充电模块信息14810.1.4母排信息14910.1.5电池信息15010.1.6绝缘信息15010.2告警信息查询及清除15010.2.1当前告警信息查询15110.2.2历史告警信息查询15110.2.3历史告警数据清除15210.3告警处理15210.3.1监控模块告警处理15210.3.2配电监控告警处理15210.3.3充电模块告警处理15310.4电压调整15310.4.1在监控模块中调整电压15310.4.2在充电模块中调整15410.5均充控制15510.6电池测试15610.7降压硅链的使用15610.8绝缘监测的使用15710.9智能电池管理15710.9.1原理15710.9.2主要功能的使用15810.10更换充电模块15910.11电池组的更换和接入16010.12单节电池的更换16010.13通过监控模块控制系统16110.13.1充电屏控制16110.13.2充电模块控制16110.13.3系统控制16210.13.4绝缘监测仪控制16210.14告警级别设置16210.15更换监控模块165第十一章后台监控16711.1串行通讯协议16711.1.1术语定义16711.1.2物理接口16811.1.3帧结构16811.1.4同步字16811.1.5控制字16811.1.6帧系列及信息字传送规则17211.1.7信息字17211.1.8自定义信息字17711.2通讯连接和设置19111.2.1通讯连接19111.2.2设置19111.3干接点监控方式19211.3.1连接19211.3.2干接点容量19211.3.3设置192第十二章设备维护19512.1日常维护要点19512.1.1工作环境检查19512.1.2工作状况19612.1.3日常维护的频次19612.1.4检查记录19612.2一般故障处理19912.3紧急故障处理20812.4系统部件更换方法21212.4.1更换交流输入空气开关21212.4.2更换交流接触器21312.4.3更换防雷器组件21412.4.4更换交流电源指示灯21512.4.5更换故障指示灯21612.4.6D级防雷器更换21712.4.7更换充电模块交流输入空气开关21812.4.8更换机柜上的逆止二极管21912.4.9更换电池熔丝21912.4.10更换信号熔丝22012.4.11更换充电模块22112.4.12更换监控模块22212.4.13更换交流电压采样板（A1M61S1）22312.4.14更换交流切换驱动板（A14C3C1）22312.4.15更换交流切换逻辑控制板（A14C3C2）22412.4.16更换配电监控板（B14C3U1）22512.4.17更换辅助电源板（W1M61R2）22612.4.18更换直流电压采样板（W1M61S1）22612.4.19更换降压硅链控制板（B1M61C1）22712.4.20更换绝缘监测继电器22812.4.21更换配电监控软件（B14C3U111）芯片22812.4.22更换监控模块软件229附录1信号转接板信号说明231附1.1配电信号转接板W1M61X1 231附1.2充电模块接口板W1M61X2 233附1.3直流信号转接板B1M61X1 234附1.4交流信号转接板A1M61X1 236附1.5配电监控信号转接板W2M61X1 237附1.6馈电柜配电监控单元信号转接板B2M1XX1 239第一章系统概述本章介绍了电力操作电源系统的1.应用2.特点3.系统和模块的命名规则，系统配置和模块型号列表。充电模块共有5种型号，可归为两类：20A充电模块，和10A、5A系列充电模块。4.接线方式和组成形式系统有8种接线方式，附图说明。系统有三种组成形式：标准一体柜，小型一体柜，分屏柜，附图说明。5.工作原理6.技术参数电源系统按模块分类，有两类系统：20A模块组成系统，10A、5A模块组成系统。本章介绍了这两类系统的技术参数。1.1引言PowerCentre智能高频开关电力操作电源系统由高频开关电源模块组成，分为标准一体柜系统、小型一体柜系统（以上两种充电、馈电在一个柜体中）和分屏柜系统（充电、馈电分离到多个柜体中）三种组成形式。主要应用于电力系统中小型发电厂、水电站、各类变电站，和其它使用直流设备的用户（如石化、矿山、铁路等），适用于开关分合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护和故障照明等场合。1.2系统特点高可靠性：采用开关电源的模块化设计，N+1热备份。充电模块可以带电热插拔，平均维护时间大幅度减少。关键器件全部采用高质量的进口名牌产品。动力母线和控制母线可以由充电模块单独直接供电，可以通过降压装置热备份。硬件低差自主均流技术，模块间输出电流最大不平衡度优于5%。可靠的防雷和电气绝缘措施，选配的绝缘监测装置能够实时监测系统绝缘情况，确保系统和人身安全。系统设计采用IEC（国际电工委员会），UL等国际标准，可靠性与安全性有充分保证。高智能化：监控模块采用大屏幕液晶汉字显示，声光告警。可通过监控模块进行系统各个部分的参数设置。模块具有平滑调节输出电压和电流的功能，具备电池充电温度补偿功能。备有多个扩展通讯口，可以接入多种外部智能设备（如电池监测仪，绝缘监测装置等）。现代电力电子与计算机网络技术相结合，提供对电源系统的“遥测、遥控、遥信、遥调”的支持，实现无人值守。蓄电池自动管理及保护，实时自动监测蓄电池的端电压、充电放电电流，并对蓄电池的均浮充电进行智能控制，设有电池过欠压和充电过流声光告警。1.3命名规则和配置1.3.1系统命名规则和配置系统的命名规则如图1-3-1所示。如GZG1033-60/220/10Y1表示33接线方式、最大输出电流60A、标称直流电压220V、模块电流为10A的一体柜系统。表1-1电力操作电源系统配置表系统型号GZG10××-标称电压额定电流充电模块及配置数量柜体组成接线方案120/220/20F2220120HD220206分屏柜30、31、32、33、34、35、40、4260/220/10F122060HD220106120/110/20/F1110120HD11020660/220/10Y122060HD220106标准一体柜31、33、3530/220/05Y122030HD220056120/110/20Y1110120HD11020660/110/10Y111060HD11010630/220/10Y122030HD220103小型一体柜15/220/05Y122015HD22005360/110/20Y111060HD11020330/110/10Y111030HD110103注意：型号GZGXX中的XX表示系统的接线方式。1.3.2模块命名规则和型号充电模块的命名规则：图1-3-2充电模块的命名原则如HD22020表示输出标称电压220V、输出额定电流20A的充电模块。充电模块共有5种型号，如表1-2所示。在本书中，HD22020称为20A充电模块，HD22010、HD22005、HD11020、HD11010统称为10A、5A系列充电模块。表1-2充电模块的型号列表型号标称输出电压（V）额定输出电流（A）HD2202022020HD2201022010HD220052205HD1102011020HD11010110101.4接线方式及组成形式1.4.1接线方式电力操作电源可以选用不同的母线接线方式来适应不同容量要求和不同等级的安全裕度。PowerCentre电力操作电源有以下8种不同的接线方式。单电池组单母线分段：无降压装置GZG10-30，见图1-4-1有降压装置GZG10-32，见图1-4-3有降压装置GZG10-34，见图1-4-5单电池组单母线不分段：无降压装置GZG10-31，见图1-4-2有降压装置GZG10-33，见图1-4-4有降压装置GZG10-35，见图1-4-6双电池组单母线分段，双组充电模块单一电压输出：无降压装置GZG10-40，见图1-4-7有降压装置GZG10-42，见图1-4-8图中各个字符的含义为：HK—合闸回路输出开关QK—切换开关KK—控制回路输出开关KM—控制母线HM—合闸母线M—充电模块RD—熔断器HL—霍耳电流传感器YB—电压变送器图1-4-1GZG10-30接线方案图1-4-2GZG10-31接线方案图1-4-3GZG10-32接线方案图1-4-4GZG10-33接线方案图1-4-5GZG10-34接线方案图1-4-6GZG10-35接线方案图1-4-7GZG10-40接线方案图1-4-8GZG10-42接线方案1.4.2组成形式系统一般由交流配电、充电模块、监控模块、直流馈电，降压硅链环节（可选）、机柜等组组成。系统有三种不同的组成形式。1.标准一体柜系统充电、馈电单元合并在一个机柜中，最多可以配置6个充电模块，主要用于110KV及以下的变电站。系统组成如图1-4-9所示。图1-4-9标准一体柜系统的组成2.小型一体柜系统充电、馈电单元合并在一个机柜中，最多可以配置3个充电模块，主要用于35KV及以下的变电站。系统组成形式如图1-4-10所示。图1-4-10小型一体柜系统的组成3.分屏柜系统由充电柜和馈电柜组成，一个充电柜最多配置6个充电模块，还可以通过多个充电柜、多个馈电柜并联组成大型直流电源系统。主要应用于电力系统中小型发电厂、水电站和各类变电站。图1-4-11分体柜系统的组成1.5系统工作原理PowerCentre智能高频开关操作电源系统的基本工作原理如图1-5-1所示（以GZG10-35-60/220/10Y1为例，其它系统仅在充电模块的数量及接线方式上有差别）。图1-5-1电力操作电源工作原理框图系统工作原理如下。1.交流输入正常时系统交流输入正常时，两路交流输入经过交流切换控制板选择其中一路输入，并通过交流配电单元给各个充电模块供电。充电模块将输入三相交流电转换为220V或110V的直流，经隔离二极管隔离后输出，一方面给电池充电，另一方面给合闸负载供电。此外，合闸母线还通过降压硅链装置与控制模块构成备份系统，提供控制母线电源。系统中的监控部分对系统进行管理和控制，信号通过配电监控分散采集处理后，再由监控模块统一管理，在显示屏上提供人机操作界面，还可以接入到远程监控系统。系统还可以配置绝缘监测仪或绝缘监测继电器，监测母线绝缘情况。2.交流输入停电或异常时交流输入停电或异常时，充电模块停止工作，由电池供电。监控模块监测电池电压、放电时间，当电池放电到一定程度时，监控模块告警。交流输入恢复正常以后，充电模块对电池进行充电。系统工作时的能量流如图1-5-2所示。图1-5-2系统能量流动图1.6系统参数1.6.110A、5A系列充电模块组成系统的技术参数输入参数三相四线制交流输入电压380VAC±15%频率45～55HZ输出参数系统类别220V系统110V系统动力分路可根据需要配置可根据需要配置控制分路可根据需要配置可根据需要配置闪光分路可根据需要配置直流额定电压220VDC110VDC浮充电压198～260VDC99～130VDC均充电压220～286VDC110～143VDC纹波系数0.05（典型值0.01%）稳压精度0.5（典型值0.1%）稳流精度0.5%均流特点充电模块间电流不均衡度≤3%保护参数输入过压告警可设置（默认值437VAC）输入过压切换点470±5VAC输入欠压告警可设置（默认值323VAC）输入欠压切换点324±4VAC动力母线过压告警可设置（默认值256V/128V）动力母线欠压告警可设置（默认值200V/100V）控制母线过压告警可设置（默认值242V/121V）控制母线欠压告警可设置（默认值198V/99V）充电模块输出过压保护可设置（默认值287V/144VDC）充电模块输出欠压告警198V/99VDC电池组浮充电压可设置（默认值243V/121V，按108/54节电池）电池组均充电压可设置（默认值253V/127V，按108/54节电池）电池组过充告警值根据电池容量决定电池组过压告警点根据电池电压设置电池组欠压告警点根据电池电压设置绝缘特性输出对地2KVAC漏电流≤30mA时间1min无飞弧输入对地2KVAC漏电流≤30mA时间1min无飞弧输入对输出2KVAC漏电流≤30mA时间1min无飞弧环境温度：-5C－+40C音响噪声≤45dB1.6.220A充电模块组成系统的技术参数输入参数三相四线制交流输入电压380VAC±15%频率45～55HZ输出参数动力分路100A/200A，2~16路控制分路6~40A，4~48路闪光分路6A，0~4路（在输出端子排上提供闪光信号输出）直流额定电压220VDC浮充电压198～260VDC均充电压220～286VDC纹波系数0.05（典型值001%）稳压精度0.5（典型值01%）稳流精度1（典型值05%）均流特点充电模块间电流不均衡度≤3保护参数输入过压告警可设置（默认值437VAC）输入过压切换点470±5VAC输入欠压告警可设置（默认值323VAC）输入欠压切换点3244VAC动力母线过压告警可设置（默认值256V）动力母线欠压告警可设置（默认值200V）控制母线过压告警可设置（默认值242V）控制母线欠压告警可设置（默认值198V）充电模块输出过压保护320±5VDC充电模块输出欠压告警195±3VDC充电模块过热保护点85℃电池组浮充电压可设置（默认值243V，按108节电池）电池组均充电压可设置（默认值253V，按108节电池）电池组过充告警值根据电池容量决定电池组过压告警点根据电池电压设置电池组欠压告警点根据电池电压设置绝缘特性输出对地2KVAC漏电流≤30mA时间1min无飞弧输入对地2KVAC漏电流≤30mA时间1min无飞弧输入对输出2KVAC漏电流≤30mA时间1min无飞弧环境温度：-5C~+40C音响噪声≤55dB1.6.3机械参数机柜外形尺寸（高×宽×深）机柜2260×800×600mm（不含挂门，一块挂门厚度为20mm）第二章标准一体柜系统标准一体柜系统仅有一个机柜，本章介绍了它的：1.应用2.系统及配电工作原理3.配电监控单元的硬件组成和工作原理4.系统部件之间的接口信号2.1概述标准一体柜主要应用于31、33和35接线方式，为110KV以下的变电站所等场合提供直流供电。标准一体柜系统在一个机柜内实现电力操作电源的全部功能，充电模块、监控模块、配电监控、降压硅链单元（可选）、绝缘监测装置和交流配电、直流馈电等部件安装在一个机柜中。2.2工作原理标准一体柜系统的工作原理如图2-1-1所示。图2-1-1标准一体柜的工作原理框图标准一体柜系统的主要功能单元包括交流配电单元、直流馈电单元、充电模块、监控模块、降压装置、绝缘监测装置等，下面按这些功能单元来介绍标准一体柜的工作原理。2.2.1交流配电单元图2-2-1标准一体柜的交流配电原理框图如图2-2-1所示，交流输入的流向为：输入端子→空气开关QF1、QF2→交流接触器QM1、QM2→各个分路开关两路交流电经交流输入端子引入，通过开关后到交流接触器，由自动切换板来控制任一路投入运行；在默认设置下，=1\*ROMANI路交流电源为主电源，系统由=1\*ROMANI路供电，=2\*ROMANII路作为备份，一旦=1\*ROMANI路交流停电或发生异常（过压或欠压），则=2\*ROMANII路自动投入使用。在特殊情况（如维修）可用手动转换开关来选择哪一路电源。信号灯XD1，XD2分别指示输入交流=1\*ROMANI路和=2\*ROMANII路的状态。在交流线路上设有C和D两级防雷装置，有效地防止过电压冲击，保障充电模块正常工作。C级防雷器（FS）和D级防雷器有告警接点，当防雷器出现故障时，告警接点断开，产生告警信号。该告警信号与两路交流进线空气开关的故障告警信号、交流接触器的辅助接点信号以及两路交流输入的电压采样信号通过输出接口到配电监控板，由监控板发出各种告警信息及告警指示信号。QF4~QF9为交流空气开关，分别控制六个充电模块的交流电源。2.2.2直流馈电单元图2-2-2标准一体柜的直流馈电原理框图直流馈电单元的工作原理如图2-2-2所示，标准系统为用户提供了6路100A动力输出回路，8路20A控制输出回路（或者4路100A动力输出回路，6路20A控制输出回路），同时还提供一路闪光信号输出。电池熔丝包含一个辅助接点开关，当熔丝熔断时，比主熔丝熔断电流小的辅助熔丝瞬间熔断，端头弹出，辅助微动开关动作，使常闭触点断开，产生告警信号。在控制母线上通过熔丝FU3，FU4接有闪光继电器和绝缘监测继电器，绝缘监测继电器产生的告警信号通过直流信号转接板送到配电监控单元。此外，在电池接入的负极和母排的负极分别接有霍尔电流传感器，测量电池的充、放电电流和负载总电流，测量结果通过信号转接板送到配电监控单元。采用电压采样板W1M61S1测量电池组、控制母排和合闸母排的高压直流电压。电压采样板将高压变换为隔离的低压信号，并且保证在其测量范围内的良好线性度。系统为用户提供了一路闪光电源，作为系统的分合闸告警信号或其它告警信号电源。2.2.3降压硅链单元降压硅链单元串接于合闸母线和控制母线之间，在34、35接线方式中，合闸母线通过降压硅链与控制模块组成控制母线供电备份；而在其它接线方式中，合闸母线通过降压硅链给控制母线供电。降压硅链是由多只大功率硅整流二极管串接而成，利用PN结基本恒定的正向压降来产生调整电压，通过改变串入线路的PN结数量来获得一定的压降，达到电压调节的目的。如图2-2-3所示，硅链为5组（每组5个二极管管芯）串联而成，在每组两端并联调压执行继电器触点，若驱动执行继电器，令其触点闭合，使得该组硅链被短接，降压单元的压降减小，输出电压增大；反之，若执行接触器的触点断开，使得串入线路中的PN结数量增加，降压单元的压降增加，输出电压减小。降压硅链单元内部的自动控制电路通过检测控制母线的电压，与设定的基准电压相比较，据此来驱动适当数量的执行继电器闭合，以保证控制母线的电压在正常范围内；如果将降压硅链的控制旋钮置于手动位置，则可由旋钮的不同档位来控制执行继电器闭合的数量，手动调节电压。图2-2-3降压硅链单元的工作原理硅链中大功率硅整流二极管的管芯由专用的自冷式散热片夹持固定，确保散热效果，允许降压单元在大电流下连续地工作。在硅链中还串有一只能承受高反压的整流二极管，它的作用是：经过长时间放电，动力母线电压较低而控制母线上连接有模块时，可防止反向电流通过而将控制母线电压拉低。手动/自动切换的转换开关安装在机柜上部，如图2-2-4所示，其转换状态如表2-1。当开关处于自动时，降压硅链单元处于自动工作状态；当开关K在I到V切换时，系统处于手动调压状态，可将转换开关置于不同位置，强制吸合或分断执行继电器，调节输出电压（即控制母线电压）的大小。图2-2-4降压硅链单元的转换开关表2-1降压硅链单元的调压转换开关状态表（●代表合上，空白代表分开）开关内部状态自动停手动=1\*ROMANI=2\*ROMANII=3\*ROMANIII=4\*ROMANIV=5\*ROMANV1-2●●3-4●●●●●5-6●●●●7-8●●●9-10●●11-12●降压值V18/3614.4/28.810.8/21.67.2/14.43.6/7.20/0注：1.开关内部状态表示开关内部的连接，即如上表所示的开关内部接点1和2连通。2.3系统结构标准一体柜的外形结构如图2-3-1所示，内部结构如图2-3-2所示。表2-2介绍了标准一体柜系统各组成部件的配置情况，表中各部件的序号如图2-3-2一致。（a）适合HD22005，HD11010充电模块（b）适合HD22010，HD11020充电模块图2-3-1标准一体柜系统外形结构图2-3-2标准一体柜系统的内部结构表2-2标准一体柜系统各组成部件配置及功能序号名称型号或规格功能数量1降压硅链单元35A/36V或35A/18V对合闸母线降压和稳压，为控制母线提供合适的电压输出12交流输入空气开关AC380/DC250-32A分别控制两路交流输入23C级防雷器DEHNguard防雷器和保护空气开关实现电源系统的C级防雷和过电压保护14配电监控单元B14C3U1＋W1M61R2＋W1M61X1监控配电、馈电单元15监控模块PSM-A系统监控及电池管理16充电模块10A、5A系列AC/DC变换67控制支路空气开关控制支路输出88合闸支路空气开关合闸支路输出69交流切换板A14C3C1，A14C3C2实现两路交流输入的自动/手动切换1套10D级防雷器SPD11Z系统的D级防雷和过电压保护111蜂鸣器及消音开关告警发生，消除告警音12闪光试验按钮试验闪光装置是否正常113指示灯指示交流电源状况和故障光告警414交流输入切换控制开关选择自动或手动切换两路交流输入115降压硅链电压调节开关控制降压硅链的工作方式和降压幅度116输出指示灯指示各输出支路状态1417直流电压检测板W1M61S1检测控制母线、合闸母线、电池的直流高压218交流接触器根据控制命令实行交流切换119交流输入端子接入交流引线20隔离二极管实现充电模块输出的相互隔离621充电模块接口组件W1M61X2充电模块输入输出转接及均流通讯总线222电池输入熔丝含熔丝熔断辅助接点保护电池，熔断产生告警信号223合闸支路输出端子接入合闸负载1224交流信号采样板A1M61S1板采样交流输入三相电压信号125交流信号转接板A1M61X1转接交流配电单元的配电监控信号126交流输出插座输出充电模块的电源627闪光继电器DX-2SA产生闪光信号128绝缘监测继电器ZJJ-3S或者ZJJ－3SA绝缘监测129绝缘检测熔丝绝缘情况异常时，保护。330电池电流传感器霍尔传感器HA100ZC－V－F/S检测电池电流131控制支路输出端子接入控制负载1632直流信号转接板B1M61X1板转接直流监控信号12.4配电监控一体柜的配电监控单元采集交流配电单元和直流馈电单元的模拟量和开关量信号，并进行处理。配电监控单元与系统监控模块进行通信，将配电的信息传送给监控模块，并接收和执行监控模块的命令。2.4.1配电监控的硬件结构图2-4-1配电监控的硬件组成各板件的主要功能如表2-3所示。表2-3配电监控板件功能板件代号板件名称主要功能B14C3U1配电监控CPU板处理采集的信号，如开关量监测、模拟量信号调理、A/D变换等；保存告警设置参数，与实际数据比较，发出告警等。W1M61R2DC/DC电源板将220V直流电压转换为48V直流电压，为监控系统供电（包括配电监控和监控模块）。W1M61X1配电信号转接板实现配电监控信号的转接。A1M61X1交流信号转接板收集、转接交流信号。B1M61X1直流信号转接板收集、转接直流信号。如图2-4-1和表2-3所示，B14C3U1板为配电监控的核心，负责处理由B1M61X1、A1M61X1板采集到的直流和交流配电监测信号，这些信号在配电监控板上经过放大、变换和A/D转换等处理后，转换为数字信号送交监控模块处理或者按照预设的条件自行处理。2.4.2配电监控CPU板B14C3U11.工作原理配电监控CPU板B14C3U1是配电监控的核心，基本原理如图2-4-2所示。CCPUI/O口扩展光电隔离多路切换光电隔离通信收发电路DC/DC模块光电隔离继电器控制V/F变换开关量模拟量RS485口光电隔离wPclkdata开关量扩展板看门狗EEPROMRAM48V输入5V，12V输出图2-4-2配电监控CPU板的工作原理B14C3U1板的主要功能有：测量功能：模拟量及状态量的采集。 通信功能：接收监控模块的命令，将测量数据及处理结果送给监控模块。 告警：比较采集值与系统设置限值，驱动故障灯和蜂鸣器；状态量的告警接点一般都是常闭接点，若有断开则告警。若有异常进行报警处理。如图2-4-2所示，电路的主体为一个单片机应用系统，包含I/O口扩展芯片，EEPROM，扩展RAM，A/D变换，通讯接口和光电隔离部分。为了提高系统的抗干扰能力和运行可靠性，采用了硬件看门狗电路和软件陷阱技术，并在CPU和外围电路之间用光电隔离器件进行电气隔离。多路切换开关分时将模拟信号送入信号预处理电路，对信号整定放大、对交流信号进行真有效值转换等；V/F（电压/频率）芯片将整定后的信号转换为数字量，并送入CPU进行处理。开关量信号经过光电隔离和I/O扩展电路送入CPU进行处理，当开关量输入端口不足时，还可以通过串行扩展输入多路开关量。CPU发出的开关控制信号经过I/O扩展和光电隔离后驱动继电器输出干结点信号。配电监控的另一个重要功能是与监控模块通讯，以保证整个系统监控的实时性和可控性。通讯的硬件电路采用专用串口通讯芯片，用RS485方式传输。2.信号采集处理方法开关量信号：主要有交流空气开关的合闸接点、交流接触器的吸合状态、防雷器空气开关跳闸信号、直流输出空气开关跳闸信号、绝缘监测继电器等。通过检测与空气开关联动的辅助接点的状态，就可判断开关的状态。模拟量信号：输入的模拟量信号主要有两路交流输入的三相交流电压、控制母线、合闸母线和电池的电压、以及负载电流和电池的充电放电电流、温度等参数。有专门的采样电路或传感器采样这些模拟量，经过信号处理电路后，采样信号通过多路切换电路进入A/D转换器，由CPU控制进行测量。以下介绍各种模拟量信号的采集和处理。交流电压交流采样板A1M61S1板采样两路交流电源的线电压，对应380V交流时输出的信号约为1.5V左右。其基本原理如图2-4-3所示。图2-4-3交流电压采样电路图2-4-3为一路线电压的采样电路，可以调节可调电阻Rp来校准采样电压。在A1M61S1板上有6路这样的采样电路。直流电压由于电力操作电源的输出电压比较高，且为浮地（即直流输出的正负母线都与地绝缘）形式，为了实现采样输出信号与输入高压信号的电气隔离，采用隔离放大器对信号采样，一方面消除了因浮地而产生的高共模信号，另外也提高了系统的安全性。直流信号采样采用W1M61S1板，每块板上可以采集两路直流信号，输出4V标准的采样信号，对应直流电压为220V；输入直流信号电压必须小于300V。其基本原理框图如图2-4-4所示。图2-4-4直流电压采样电路如图所示，高压信号经过采样电路后驱动线性光耦中的发光二极管，在光耦的输出端产生与输入信号成比例的弱电信号，此信号经过调理放大后输出，信号的输入输出通过光耦实现了电气隔离。电流测量电流测量采用霍耳电流传感器，实现了高低压之间的电气隔离，并消除测量电平信号的不匹配问题。霍耳电流传感器输出4V标准电压测量信号，方便与A/D变换电路接口。温度测量温度测量采用温度传感器和温度变送器，温度传感器将温度信号转换为电信号，温度变送器将此信号放大调理后，输出标准的测量信号。温度测量原理如图2-4-5所示。图2-4-5温度测量原理2.4.3使用方法配电监控单元的使用主要包括串口连接和监控地址设置。连接串口：B14C3U1板提供3个串口插座，为RS485标准插座。其中1J1：备用1J2：与监控模块通讯。1J3：与1J2并联，提供给有多个配电监控板（如分体柜的馈电监控）的系统使用。地址设置：B14C3U1板上有一个8位的拨码开关S1，用来设置配电监控板的类型和地址。其定义如下：系统类型：OFF电力操作电源系统ON其他电源系统地址设置：一体柜系统配电监控的地址范围为80~95，地址计算方法为：实际地址=64+板上设置地址（板上地址为D4D3D2D1D0）板上地址范围为0~31，按二进制码设置转换为十进制数据，处于OFF位置为二进制数1，ON为二进制数0。如上图所示地址为：64＋（10000）B＝64＋16＝80其它说明配电监控板指示灯说明：配电监控板B14C3U1上有3个LED指示灯，其中LED3为一个绿色的长亮的指示灯，此灯指示CPU的电源工作状态。LED1和LED2分别为一个绿色和红色的指示灯，指示本板的通讯状态，其中绿色指示灯闪烁表示由上级设备发送到的数据正常，红色指示灯闪烁本机发送的数据正常，一般情况下这两个指示灯是交替闪烁的。2.5系统部件接口信号本节介绍一体柜组成部件的接口信号。一体柜的组成部件主要有：配电监控板，直流电压采样板，霍尔电流传感器，降压硅链控制板，交流自动切换控制板，绝缘监测继电器，闪光继电器和辅助电源板。2.5.1配电监控板B14C3U1配电监控板B14C3U1的接口及外形如图2-5-1所示。图2-5-1B14C3U1板接口插座布置图各个接口信号定义如表2-4所示。表2-4配电监控板B14C3U1的接口信号接口丝印引脚号信号名称备注J01电源正极48V2电源负极J11辅助电源正极+12V2辅助电源公共端03辅助电源负极-12V4蜂鸣器/5故障灯/6辅助电源2正极+12VJ2~J4未使用JP11电池熔丝检测接点正常为48V2/3~24空气开关检测接点正常为48V25~33空34绝缘检测接点正常为48V35信号电源+48V36~41/42交流空气开关跳闸检测接点正常为48V43防雷器空气开关跳闸检测接点正常为48V44交流输入=1\*ROMANI状态正常为0V45交流输入=2\*ROMANII状态正常为0V46~47/48消音开关49~50电源负极0VJP21交流输入=1\*ROMANIA相采样电压典型值AC1.5V2交流输入=1\*ROMANIB相采样电压典型值AC1.5V3交流输入=1\*ROMANIC相采样电压典型值AC1.5V4交流输入=2\*ROMANIIA采样相电压典型值AC1.5V5交流输入=2\*ROMANIIB采样相电压典型值AC1.5V6交流输入=2\*ROMANIIC采样相电压典型值AC1.5V7~13空14~15模拟信号地0V16合闸母线电压典型值4V17控制母线电压典型值4V18电池组1采样电压典型值4V19电池组2采样电压典型值4V20~24/25电池组1电流采样信号满度值4V26/27母排电流采样信号满度值4V28~3334温度1采样信号满度值4V35~37/38~39模拟地0V40~50/1J1~1J31T/R-RS485接口2T/R-3~9空B14C3U1板上有5个可调节电位器，对于电力操作电源，仅2VR3有用。各个电位器定义如表2-5所示。表2-5B14C3U1板上的可调节电位器丝印名称备注2VR1/2VR2/2VR34V电压采样基准基准偏离时调整基准电压2VR4/2VR5/2.5.2直流电压采样板W1M61S1直流电压采样板的接口及外型如图2-5-2所示。图2-5-2直流电压采样板上的接口插座布置图表2-6直流电压采样板W1M61S1的接口信号丝印引脚号名称代号名称备注J11GND高压公共端（负极）输入范围为0~350VDC2NC未连接3in1高压1输入检测端（正极）4in2高压2输入检测端（正极）J21V-负电源输入-12V2GND电源公共端0V3GND电源公共端0V4out2信号2输出端220V输入时输出4V5out1信号1输出端220V输入时输出4V6V+正电源输入12V注意：一块W1M61S1板可以检测两路直流输入，但两路直流输入必须为共负极输入信号。2.5.3电流霍耳传感器电流霍耳传感器采用半导体的霍耳效应原理，由霍耳器件检测电流，然后经相应的信号调理器放大处理，输出标准的测量信号。其相应外型和接口如图2-5-3所示。图2-5-3霍尔传感器的接口和外形表2-7霍尔传感器的接口信号引脚号信号名称名称备注1+正电源输入+12V2-负电源输入-12V3M信号输出+100A电流对应输出+4V4G公共端0V注意：霍耳传感器的安装方向决定输出信号的电压极性，当电流方向和传感器上标注箭头方向一致时为正。2.5.4降压硅链控制板降压降压硅链控制板B1M61C1的主要作用是控制降压硅链的继电器吸合来调整控制母线的输出电压。其接口信号如图2-5-4所示。图2-5-4降压硅链控制板的接口信号插件J1和JA1输出信号分别控制5个继电器的吸合和断开，J2连接到交流配电单元上的手动/自动调压旋钮，通过开关的切换来决定降压硅链的工作方式。指示灯说明：控制板上共有3个指示灯。电源指示灯D3指示控制板的电源是否正常；红色的过压指示灯D2和绿色的欠压指示灯D1分别指示输出电压的状态，正常情况下，这两个指示灯均不亮，出现过压或欠压时，对应的指示灯点亮。电位器说明：控制板上有两个调整电位器，分别调整输出电压过压点（VR1）和欠压点（VR2）。实际上调整的是降压硅链的降压值。其中R28用来兼容110V和220V系统，用于110V系统时，应将此电阻加上，而220V系统则不需要此电阻。2.5.5交流自动切换板与交流自动切换相关的主要有3块板：交流电源切换驱动板A14C3C1自动切换逻辑控制板A14C3C2交流信号采样板W1M61S1

W1M61S1板为交流信号采样板，其接口布置如图2-5-6所示。图2-5-6交流信号采样板的接口布置A1M61S1板的接口信号比较多，表2-8中是与交流切换有关的信号。表2-9是板上可调电位器的描述。表2-8交流信号采样板的接口信号（与交流切换有关）丝印引脚号名称备注J11交流=2\*ROMANII零线输入交流输入=2\*ROMANII2交流=2\*ROMANIIC相输入3交流=2\*ROMANIIB相输入4交流=2\*ROMANIIA相输入5交流=1\*ROMANI零线输入交流输入=1\*ROMANI6交流=1\*ROMANIC相输入7交流=1\*ROMANIB相输入8交流=1\*ROMANIA相输入J2未使用J3（自动切换采样信号）1交流=1\*ROMANIA相采样输出每路输出信号对GND电压约为6.22V2交流=1\*ROMANIB相采样输出3交流=1\*ROMANIC相采样输出4GND5交流=2\*ROMANIIA相采样输出每路输出信号对GND电压约为6.22V6交流=2\*ROMANIIB相采样输出7交流=2\*ROMANIIC相采样输出8GNDJ4（备用）1交流=1\*ROMANIA相采样输出每路输出信号对GND电压约为6.22V2交流=1\*ROMANIB相采样输出3交流=1\*ROMANIC相采样输出4GND5交流=2\*ROMANIIA相采样输出每路输出信号对GND电压约为6.22V6交流=2\*ROMANIIB相采样输出7交流=2\*ROMANIIC相采样输出8GNDJ5（配电监控的采样信号）1交流=1\*ROMANIA相采样输出输入线电压三相平衡为380V时，输出对应为1.5V。2交流=1\*ROMANIB相采样输出3交流=1\*ROMANIC相采样输出4交流=2\*ROMANIIA相采样输出5交流=2\*ROMANIIB相采样输出6交流=2\*ROMANIIC相采样输出7~8空9~12GND13空14未使用15空表2-9交流信号采样板的可调电位器丝印号信号名称备注RV1交流=1\*ROMANIA相采样输出校准每路信号电压为1.32~1.68V，典型值为对应输入380V三相平衡时输出为1.5V。RV2交流=1\*ROMANIB相采样输出校准RV3交流=1\*ROMANIC相采样输出校准RV4交流=2\*ROMANIIA相采样输出校准RV5交流=2\*ROMANIIB相采样输出校准RV6交流=2\*ROMANIIC相采样输出校准交流电源切换驱动板A14C3C1：此板输入两路交流，接受逻辑控制板的逻辑控制信号，产生高压吸合、低压维持的接触器驱动信号；在手动控制方式下，可以控制两路交流电任意一路强制接入。其接口布置如图2-5-7所示，接口信号定义如表2-10所示。图2-5-7交流切换驱动板A14C3C1的接口布置表2-10交流切换驱动板A14C3C1的接口信号丝印引脚号信号名称备注XS11交流=1\*ROMANI相线1~3之间220VAC2空3交流=1\*ROMANI零线4交流=2\*ROMANII零线1~3之间220VAC5空6交流=2\*ROMANII相线XS21交流=1\*ROMANI接触器线包+对应一路交流输入时，接触器上维持约12V直流电压，开始吸合时有大于100V的脉动直流电压。2交流=1\*ROMANI接触器线包-3交流=2\*ROMANII接触器线包+4交流=2\*ROMANII接触器线包-XS31交流=1\*ROMANI接触器常闭接点NC1/2交流=2\*ROMANII接触器常闭接点NC2/3公共端GND/4公共端GND/XS41低压直流电源输出VCC14～18V21路合闸控制信号CON1高电平有效32路合闸控制信号CON2高电平有效4公共端GND低压、控制信号输入公共端XS5未使用

A14C3C2板为交流输入自动切换的逻辑控制板，其接口布置和接口信号定义如图2-5-8和表2-11所示。图2-5-8交流输入自动切换逻辑控制板A14C3C2表2-11交流输入自动切换逻辑控制板A14C3C2的接口信号丝印引脚号信号名称备注2J11电源正极14～18V2交流=1\*ROMANI选通控制输出高电平有效3交流=2\*ROMANII选通控制输出高电平有效4公共端0V2XS11交流=1\*ROMANIA相采样电压输入正常情况对地电压约为6.22VAC2交流=1\*ROMANIB相采样电压输入3交流=1\*ROMANIC相采样电压输入4交流=1\*ROMANI输入公共端5交流=2\*ROMANIIA相采样电压输入正常情况对地电压约为6.22VAC6交流=2\*ROMANIIB相采样电压输入7交流=2\*ROMANIIC相采样电压输入8交流=2\*ROMANII输入公共端9~10未用2XS2未使用当交流输入为单相时，2J2~2J7均处于“OFF”位置。在A14C3C2板上有四个电位器来调整交流过/欠压保护和切换点，其定义如表2-12所示。表2-12自动切换逻辑控制板的可调电位器丝印号信号名称信号说明测试点电压2VR1LOW欠压保护调整点1.38V2VR2H2交流=2\*ROMANII过压保护/切换点6.2V2VR3LWR欠压切换调整点2.3V2VR4H1交流=1\*ROMANI过压保护/切换点6.2V注意：欠压保护指交流输入电压低于此值时，切断交流电源输入；交流欠压切换点指一路交流电源电压低于一定值时，切换到另外一路交流电源输入。2.5.6绝缘检测继电器绝缘检测继电器监测正负母线对地的绝缘下降。其基本原理如图2-5-9所示。图2-5-9绝缘检测继电器的基本工作原理R1、R2是一对阻值相同的电阻，RJ、RJ为正负母线的对地绝缘电阻，J为一个小电流的灵敏继电器。正常时，R1=R2，RJ=RJ’，电桥平衡，J中无电流流过，当母线一端绝缘电阻下降后，电桥平衡备破坏，J吸合，发出告警。实际上，J是一个包含放大器和其它信号处理的电子继电器。由以上原理可以知道，此型号绝缘监测继电器当正负母线同时绝缘电阻下降时，不能监测。以公司60A系统采用的绝缘监测继电器为例，继电器动作电流与绝缘电阻值的对应关系如表2-13所示。表2-13（ZJJ－3SA）绝缘监测继电器的动作电流对应绝缘电阻值动作电流220V系统110V系统2mA48K24K3mA30K15K4mA20K10K5mA15K7.5K6mA11K5.5KZJJ－3SA型绝缘监测继电器接线（引脚4、8输出绝缘下降告警信号）如图2-5-10所示。图2-5-10绝缘监测继电器接线定义2.5.7闪光继电器闪光继电器为系统提供闪光电源输出，其工作原理如图2-5-11。图2-5-11闪光继电器工作原理闪光继电器的引脚如图2-5-12。图2-5-12闪光继电器的引脚定义2.5.8辅助电源板W1M61R2辅助电源为监控模块、配电监控提供48V直流工作电源电源。辅助电源板的输入为直流标称电压220VDC，输出为48VDC/1.6A。W1M61R2板的接口布置如图2-5-13。图2-5-13辅助电源板W1M61R2的接口表2-14辅助电源板W1M61R2的接口信号定义丝印引脚号名称备注J11—KM0V2NC3NC4+KM220VJ21输出正极+48V2输出负极0V第三章小型一体柜系统小型一体柜和标准一体柜系统的主要区别在容量配置上，所以本章只介绍了1.小型一体柜和标准一体柜的区别2.小型一体柜的外部和内部结构至于其它方面均可参考第二章标准一体柜系统。小型一体柜的工作原理与外型结构和标准一体柜基本一致，主要区别在容量配置，小型一体柜最多可以配置3个10A、5A系列充电模块（标准一体柜最多可配置6个充电模块），能适应31，33，35等接线方式，合闸输出6路100A，控制输出6路20A，同时还可以配置一路6A闪光回路。在这一章中，主要介绍小型一体柜系统的结构，工作原理请参考第二章。3.1外部结构图3-1-1为小型一体柜系统的外型结构示意图，它与标准一体柜的差别在于最多配置3个充电模块。图3-1-1小型一体柜外型结构示意图小型一体柜有以下三种接线方式：31：单电池组，单母线不分段，无降压装置，单组充电模块单一电压输出。33：单电池组，单母线不分段，带降压装置，单组充电模块单一电压输出。35：单电池组，单母线不分段，带降压装置，充电模块分两组不同电压输出。3.2内部结构图3-2-1小型一体柜系统内部结构图表3-1给出图3-2-1中各部件的名称、型号、功能和数量。表3-1小型一体柜系统的组成部件序号名称型号或规格功能数量1降压硅链单元35A/36V或35A/18V控制母线降压和稳压12交流输入空气开关控制两路交流电的输入23充电模块控制开关控制充电模块的电源输入3C级防雷器DEHNguard防雷器件系统C级防雷和过电压保护1套4配电监控单元W1M61R2板，B14C3U1板对交直流配电进行监控1套5监控模块PSM-A系统管理和远程监控通信16充电模块5A、10A系列自冷充电模块AC/DC变换37控制支路空气开关实现对控制支路的控制88合闸支路空气开关实现对闪光输出控制69交流切换板A14C3C2板，A14C3C1板实现两路交流输入的自动/手动切换控制110D级防雷器SPD11Z系统D级防雷和过电压保护111蜂鸣器及消音开关实现系统声音告警及告警消音12指示灯指示交流输入状态及故障313闪光试验按钮试验闪光装置工作情况14交流切换开关控制交流输入自动/手动状态115降压硅链调压控制开关实现降压硅链调压的自动/停/手动控制116输出指示灯指示对应输出支路的状态1417直流电压采样板W1M61S1板检测控制母线、合闸母线和电池电压218交流接触器根据控制命令实现交流切换119交流输入端子引入交流电线20隔离二极管隔离充电模块的输出321充电模块接口组件W1M61X2板充电模块输入输出转接，通信、均流总线222电池输入熔丝含熔丝熔断告警接点保护电池，输出告警信号223合闸支路输出端子合闸支路连线端子24交流电压采样板W1M61S1板采样交流信号125交流信号转接板A1M61X1板转接交流配电单元的配电监控信号26交流输出插座充电模块电源引入327闪光继电器DX-2SA控制指示灯闪光128绝缘监测继电器ZJJ-3S或者ZJJ－3SA检测母线绝缘状态，输出绝缘下降告警129绝缘监测继电器熔丝绝缘监测继电器输入保护330电池电流检测传感器霍耳传感器HA1000ZC－V－F/S检测电池电流131控制支路输出端子控制支路连线端子32直流信号转接板B1M61X1板转接直流配电监控信号13.3其它说明第四章充电柜充电柜和馈电柜组成分屏柜系统，本章介绍充电柜的1.功能2.工作原理3.结构充电柜=1\*ROMANI和=2\*ROMANII的结构。充电柜=1\*ROMANI安装10A、5A系列充电模块，充电柜=2\*ROMANII安装20A充电模块。4.监控硬件组成和功能5.主要组件说明充电柜和馈电柜组成分屏柜系统。充电柜有两种形式，充电柜=1\*ROMANI和充电柜=2\*ROMANII，分别适应10A、5A系列充电模块和20A充电模块，但这两种柜体的基本功能是一致的，区别在于模块插箱和柜体结构安排上。4.1充电柜的主要功能充电柜的主要功能是实现输入交流的自动切换、交流电的分配、AC/DC变换、电池接入和系统监控管理等。4.1.1交流的自动切换系统可以输入两路交流电源，有自动切换电路实现两路交流输入的主备方式自动切换，即以第一路交流输入为主回路，第二路交流输入为从回路，当主回路发生中断或者异常时，自动切换到第二路，保证系统的交流没有长时间的中断；当主回路供电正常时，自动切换回到第一路。4.1.2交流电的分配交流接入后，配电线路将交流电源分配到每一个充电模块，实现每个充电模块交流电源的单独控制。4.1.3AC/DC变换AC/DC变换，即充电模块将输入交流变换为直流输出，供给电池充电或者直接供给负载。4.1.4电池接入充电柜提供电池接入和放电端子。电池接入包含电池接入熔断器和电池电压、电流检测线路。充电柜提供放电端子，方便电池的放电维护。4.1.5系统监控管理监控模块放置在充电柜中，对电源系统进行全面控制和监测。监控模块不但对充电柜内部件进行监控，而且还对馈电柜、绝缘监测仪、电池监测仪等下级设备进行监控。监控模块对电池实现全面的智能化管理。监控模块提供遥测、遥调、遥信和遥控，为实现远端监控提供了先决条件。4.2充电柜的工作原理充电柜的工作原理如图4-2-1所示。图4-2-1充电柜的工作原理注意：当配置20A充电模块时，模块5和6都可以为控制模块。注意：配电监控硬件和软件虽然与一体柜系统完全一致，但是充电柜的监控地址设置范围为40~47H（对应十进制数为64~71），而一体柜的配电监控的地址设置范围为80~95（十进制数）。4.3充电柜=1\*ROMANI在充电柜=1\*ROMANI中，安装10A、5A系列充电模块，其外型结构如图4-3-1所示。图4-3-1充电柜=1\*ROMANI的外形结构图4-3-2充电柜=1\*ROMANI的内部结构表4-1中各个部件的序号与图4-3-2一致。表4-1充电柜=1\*ROMANI的组成部件序号名称规格或型号功能数量1模块交流空气开关控制充电模块的电源输入62监控模块PSM－A系统管理和远程监控通信13充电模块HD系列自冷式模块AC/DC变换64交流接触器执行交流输入的动作15C级防雷器DEHNguard防雷器件系统C级防雷和过电压保护16D级防雷器SPD11Z系统D级防雷和过电压保护17交流切换控制开关控制交流输入自动/手动选择18蜂鸣器及消音开关实现系统声音告警及告警音消除9指示灯指示交流输入状态及故障光告警10交流输入空气开关控制对应交流输入211交流切换板A14C3C1板A14C3C2板实现两路交流输入的自动/手动切换控制112交流检测板A1M61S1采样交流信号113电压检测板W1M61S1检测直流输出电压114电流传感器霍耳传感器HA100ZC－V－F/S检测直流电流115降压硅链调整开关实现降压硅链的自动和手动控制116降压硅链单元35A/36V或35A/18V控制母线稳压调压117隔离二极管隔离充电模块的输出618充电模块接口连接组件W1M61X2充电模块的输入输出转接，通信、均流总线219蓄电池输入熔断器含电池熔丝熔断告警接点保护电池，输出其告警信号24.4充电柜=2\*ROMANII在充电柜=2\*ROMANII中，安装20A充电模块，其外型结构如图4-4-1所示。图4-4-1充电柜=2\*ROMANII的外形结构充电柜=2\*ROMANII的内部结构如图4-4-2所示。充电柜=2\*ROMANII各个部件的功能、型号、数量如表4-2所示。图4-4-2充电柜=2\*ROMANII的内部结构表4-2中各个部件的序号与图4-4-2一致。表4-2充电柜=2\*ROMANII的组成部件序号名称型号或规格功能数量1柜体W2M62ZB12交流输入空气开关AC380/DC250-32A控制交流输入电源23交流输入切换接触器实现两路交流输入的切换24充电模块电源控制开关单独控制每个充电模块的输入电源65充电模块HD22020AC/DC变换66监控模块PSM-A系统管理和控制17模块输出逆止二极管隔离每个充电模块的输出68直流信号采样板W1M61S1采样电池电压信号19电池熔丝保护电池或充电模块210C级防雷器DEHNguard压敏电阻防雷和防止过电压111D级防雷器SPD11Z防雷和防止过电压112C级防雷器空气开关防雷和防止过压113零线排汇集零线114降压硅链调压旋钮控制降压硅链的工作状态115交流自动/手动切换旋钮控制交流输入切换的工作状态116蜂鸣器声音告警117故障告警指示灯光告警118交流输入指示灯指示交流输入路号219告警消音开关告警消音220电池电流霍尔传感器100A检测电池电流121辅助电源板W1M61R2220V/48V/DC转换板122信号转接板W2M62X1信号转接123配电监控板B14C3U1配电监控124交流切换驱动板A14C3C1产生交流切换驱动接触器的电源125交流切换逻辑板A14C3C2产生交流切换驱动逻辑信号126交流信号采样板A1M61S1采样交流信号14.5充电柜的配电监控充电柜的配电监控内容主要是交流信号和电池参数。配电监控仍然以B14C3U1板为核心，充电柜的监控线路如图4-5-1所示。图4-5-1充电柜监控线路从上图可以得到，充电柜配电监控的开关量信号有电池熔丝状态、两路交流空气开关状态、交流接触器接入状态和防雷器空气开关状态等，模拟量信号主要有电池的电压、电流和温度信号。监控信号处理方式见2.4节所述。配电监控线路主要由W1M61R2板、B14C3U1板和W2M61X1板等组成。W2M61R2板:辅助电源板，在一体柜系统中说明（2.5节）。B14C3U1板:配电监控CPU板，原理与接口见一体柜说明（2.4，2.5节）。注意：充电柜的监控地址设置范围为40H~47H（十进制数为64~71）W2M61X1板:配电监控信号转接板。4.6充电柜的主要组件充电柜的主要组件有充电模块、交流配电单元、配电监控单元、监控模块和降压硅链单元。其中充电模块、监控模块分别在第七、九章中详细介绍，交流配电单元、配电监控单元、降压硅链的原理和标准一体柜系统完全一致，请参考第二章的相应章节。第五章馈电柜馈电柜输出合闸和控制支路，本章介绍它的1.功能2.工作原理3.组成和外形结构4.监控馈电柜的监控包括配电监控和绝缘监测。5.功能单元简介主要介绍控制回路单元、合闸回路单元和切换单元的电气原理和外形。馈电柜和充电柜一起组成分屏柜系统。5.1主要功能馈电柜的将控制电压和合闸电压分配给各负载支路，可实现多种母线的接线方式，并具有直流绝缘监测、配电监控、闪光输出的功能。5.2工作原理馈电柜可与各种充电柜配合工作。它采用了单元化设计概念，其原理如图5-2-1所示。图5-2-1馈电柜的工作原理如图5-2-1所示，系统主要由挂在母线上的各个单元构成，同时各个单元提供两种信号输出：开关状态信号和绝缘监测传感器信号。切换单元的输入由充电柜直接连入，通过切换单元的不同组合形式而实现不同的母线连接方式。5.3外形结构馈电柜外形结构如图5-3-1所示。图5-3-1馈电柜的外形结构如上图所示，一个馈电柜最多可以配置8个馈电单元，控制、合闸、闪光支路输出的数目可以根据需要进行配置。馈电柜的各功能单元在5.5节中介绍。5.4监控馈电柜的监控包括配电监控和绝缘监测两个部分。5.4.1配电监控1.外形结构配电监控单元的外形结构如图5-4-1所示。1.电源板2.转接板3.CPU板4.开关量扩展板5.故障指示灯6.消音开关7.蜂鸣器开关图5-4-1配电监控单元的前面板及内部结构图2.硬件组成配电监控主要由B14C3U1、W1M61R2、B2M1XX1及B2M1XA1等板组成。各板之间的接口如图5-4-2所示，其中外部接口包括与各个输出单元相连的接口插座，如开关量监测插座、通讯插座等。图5-4-2馈电柜的配电监控硬件组成框图下面逐一介绍配电监控的各个板件。B14C3U1板B14C3U1板的原理和使用与标准一体柜（2.4.2节）一致，但在地址设置上有一些差别。B14C3U1板的地址设置范围为48H~4FH（十进制数为72~79）。此外，对于输出路数多的系统，配置开关量检测扩展板来扩展输入端口。W1M61R2板辅助电源板，原理和使用与标准一体柜（2.5节）一致。B2M1XA1板B2M1XA1板为开关量扩展板，每块板可以扩展24路开关量输入。输入开关量经过处理后通过内部串行总线与配电监控板相连，由配电监控板CPU进行处理。B2M1XA1板的外形及接口如图5-4-3和表5-1所示。图5-4-3开关量扩展板B2M1XA1表5-1开关量扩展板B2M1XA1的接口信号定义丝印号引脚号信号名备注J11F0开关量检测输入2F13F24F35F46F57F68F7J21F82F93F104F115F126F137F148F15J31F162F173F184F195F206F217F228F23J4148V2FCOMJ5148V2FCOMJ61B＋2FCOMJP11VCC1＋12V2VCC13CLOCK4PLUSE5DATA06GND7GND8NCJP21VCC1＋12V2VCC13CLOCK14PL5DATA46GND7GND8NCB2M1XX1板B2M1XX1板为信号转接板，其转接的主要信号有各个馈电单元的开关量检测信号以及电源、通讯接口信号（参见附录1.4）。5.4.2绝缘监测装置绝缘监测装置安装在机柜上部位置，主要功能有：1.实时检测正负母线对地电压、计算母排对地电阻，判断是否发生故障。2.当系统发生绝缘故障时投入低频交流信号，计算支路的对地电阻和分布电容。3.具有RS422接口，连接监控模块。绝缘监测仪有两种工作状态：常规检测和支路巡检。ZJD－4型绝缘监测仪的前面板如图5-4-4所示。打开前面板才能操作仪器的电源开关，可防止误关机。图5-4-4绝缘监测仪的前面板5.5主要功能单元馈电柜的主要功能单元有控制回路输出单元、合闸回路输出单元、切换单元、配电监控单元和绝缘监测单元，其中配电监控单元和绝缘监测单元在上述中已经介绍（分别参见5.4.1和5.4.2），以下介绍控制回路单元、合闸回路单元和切换单元