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艾默生電源模塊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，符合電力系統的實際運行情況。

型號說明

HD 220 10 - 3

HD -------- 充電模塊

220---------額定輸出電壓220VDC

10----------額定輸出電流10A

3---------版本

產品系列

產品系列見下表。

表一-1 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	根據系統要求配置個數	自然冷/風冷結合防塵設計
充電模塊	HD11020-3	02130553	PCS	根據系統要求配置個數	自然冷/風冷結合防塵設計

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要求的穩定的直流電壓輸出。

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。

結構及接口

1．模塊外觀

HD22010-3充電模塊的外觀如下圖所示。

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。

2）指示燈

模塊面板上有3個指示燈，功能見下表。

表一-2 面板指示燈功能

指示標識	正常狀態	異常狀態	異常原因
電源指示燈（綠色）	亮	滅	無輸入電壓以至模塊內部的輔助電源不工作
保護指示燈（黃色）	滅	亮	直流輸入電壓或輸出電壓超出正常范圍 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。

HD22010-3 調壓方法以及撥碼開關的使用

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下的輸出電壓。按一下左邊按鈕輸出電壓降低1V，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。其定義如下圖所示。

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、開關機均由監控模塊進行控制，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。模塊的輸出電壓、限流點和開關機等均不受監控模塊控制，但可以將模塊的運行參數上報給監控模塊。如果模塊連接到控制母線上，則模塊需輸出單一的穩定電壓，此時應將模塊設置為手動狀態，模塊的輸出電壓由手動調壓按鈕調節，限流點全部放開，為110%。

注意 手動調壓按鈕可使充電模塊輸出電壓最高達到286V，因此在系統正常時請勿隨意調節該按鍵。由于不同用戶選擇蓄電池的節數有差異，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，向下撥代表二進制數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，連接到監控模塊的同一個串口上的模塊數最大為16個。當系統模塊數量大于16時，需要將多余模塊獨立分組且從監控單元的另一個串行口進行通信連接。

模塊地址是監控模塊識別各充電模塊的唯一標志，同一系統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控模塊中的模塊地址設置相同，否則將出現通信異常。

在監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。

表一-3 模塊地址撥碼狀態和地址對應表

模塊地址撥碼狀態				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	1	0001	1
0	0	1	0	0010	2
0	0	1	1	0011	3
0	1	0	0	0100	4
0	1	0	1	0101	5
0	1	1	0	0110	6
0	1	1	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，如下圖所示。

圖一-1 HD22010-3充電模塊后面板

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。

一體化插座安裝尺寸和管腳分布如下圖所示。

圖一-2 一體化插座管腳分布

管腳詳細說明見下表。

表一-4 一體化插座管腳說明

信號名稱 引腳號 信號定義 特性說明

1 V相輸入

交流輸入 2 U相輸入 模塊的交流電源輸入端，輸入方式為三相三線制

3 W相輸入

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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

``````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````

12 DATA+

弱信號端，模塊和上級設備的通訊接口，為串行異步傳輸模式，通信方式為RS485

15 DATA－

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21 SHARE+

弱信號端，兩個或者兩個以上的模塊輸出并聯時，需要將此端并聯，以實現模塊均分負載功能

24 SHARE－

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26 輸出正極

模塊的直流輸出端，輸出和機殼之間隔離

29 輸出負極

主要功能

編輯

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±10Vac或者大于485±10Vac，模塊保護，無直流輸出，保護指示燈（黃色）亮。電壓恢復到335±10Vac～460±15Vac之間后，模塊自動恢復工作。

報功能警

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±5Vdc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±1Vdc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。

其它功能

1）風扇溫度控制

模塊采用溫度和電流聯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。

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。

表一-5 故障代碼顯示含義

故障代碼	E31	E32	E33	E34	E35	E36
代碼含義	輸出欠壓	模塊過溫	交流過欠壓	交流缺相	原邊過流	輸出過壓

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送給上位機，接受并執行上位機下發的控制命令。見下表。

表一-6 HD22010-3系列充電模塊通信功能

遙信

指標：將模塊的保護信號（交流過、欠壓，缺相，輸出過、欠壓，模塊過溫等信號）和故障信號傳遞給監控單元

搖側

根據監控單元的命令，調節模塊的輸出電壓

根據監控單元的命令，在10%～100%范圍內調節充電模塊的輸出電流限流點

備注：

同時具備手動控制功能，可以屏蔽監控單元的控制

性能參數

編輯

環境要求

HD22010-3系列充電模塊環境要求見下表。

表一-7 HD22010-3充電模塊環境要求

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

輸入特性

HD22010-3系列充電模塊輸入特性見下表。

表一-8 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	≤10A
交流輸入頻率	45Hz～65Hz
效率	≥92%
輸入功	≥0.94

3輸出特性

HD22010-3系列充電模塊輸出特性見下表。

表一-9 HD22010-3系列充電模塊輸出特性

項目	HD22010-3	HD11020-3
輸出電壓范圍	176V～320V	87V～160V
額定輸出電流	10A	20A
最大輸出電流	11A（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）
輸出恒流范圍	10%～110%
穩流精度	≤±0.5%（20%限流測試）
負載電壓紋波系數	≤0.1%
穩壓精度	≤±0.5%
溫度系數（1/℃）	≤0.2‰
均流不平衡度	≤±5%（50%～100%額定負載）

機械參數

模塊外形尺寸（長×寬×高）：413mm×110mm×257mm

模塊重量：<8kg

5．音響噪音：<55dB

6．絕緣電阻與絕緣強度

1）絕緣電阻

輸入端、輸出端對外殼之間以及輸入對輸出之間的絕緣電阻>10MΩ（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。

保護特性

HD22010-3系列充電模塊告警及保護特性見下表。

表一-10 HD22010-3系列充電模塊告警及保護特性

項目	HD22010-3	HD11020-3	備注
輸出短路回縮	回縮電流≤40%額定電流，可自恢復
輸出過壓保護	325±5Vdc	155±5Vdc	保護后無DC輸出，不可恢復，需要重新上電啟機
輸出欠壓告警	198±1Vdc	99±1Vdc	保護后有DC輸出，可恢復
輸入過壓保護點	485±10Vac		保護后無DC輸出，可恢復，恢復點460±15Vac
輸入欠壓保護點	313±10Vac		保護后無DC輸出，可恢復，恢復點335±10Vac
缺相保護	5A/260V	10A/130V	輸出限功率1300W
過溫保護	過溫保護點：80℃，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

等級標準

8．安規及EMC的標準等級

符合CE安全標準，EMC滿足表2-11標準等級。

表一-11 安規及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	由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
8	阻尼振蕩磁場抗擾度	GB/T17626.10-1998	Level 4判據B
9	射頻電磁場輻射抗擾度	GB/T17626.3-1998	Level 3判據B
10	電壓暫降、短時中斷和電壓漸變抗擾性要求	IEC61000-4-11	95% 0.5 Period 判據B
			>30% 25 Period 判據B
			>90% 250 Period 判據B

9．MBTF>300,000小時

安裝尺寸

HD22010-3充電模塊安裝尺寸見下圖。

圖一-1 充電模塊安裝尺寸（單位：mm ）

包裝維護

編輯

注意 未經許可，嚴禁擅自打開模塊外殼。否則，由此造成的設備損壞以及人身傷害艾默生公司概不負責。同時，由此造成的技術秘密的泄漏，艾默生公司保留追究相關法律責任的權利。

運輸包裝 因模塊在系統上是靠一個M4的面板螺釘固定以防止模塊滑脫，沒有與機柜緊固連接。在運輸時，模塊必須取下，單獨包裝發運。嚴禁模塊安裝于機柜上運輸，否則將造成系統機柜和模塊損壞。

維護 1．清洗防塵網

HD22010-3充電模塊在灰塵較大的環境下長時間工作后，防塵網內會堆積大量灰塵。灰塵太多會影響模塊散熱，應及時清洗防塵網。清洗方法如下：

1）取下位于模塊前面板上的格狀風扇罩。

2）從取下的格狀風扇罩中取出防塵網（注意方向），用清水洗滌，待干燥后，按原方向裝入風扇罩即可。

3）將格狀風扇罩裝回到模塊的前面板，復原。

2．更換風扇

模塊風扇不需要做特別維護，損壞后，及時更換即可。更換方法如下：

1）取下位于模塊前面板上的格狀風扇罩（注意風扇罩內裝有一個長方形的防塵網）。

2）取下2顆M3*35的風扇定位螺釘，取出風扇，從拉手底部取出風扇轉接頭，拔下2芯電源插頭（2顆M4的自攻螺釘用來固定風扇金屬網罩，不用取下）。

3）更換風扇。將2芯電源插頭放入拉手底部，安裝M3*35的風扇定位螺釘。

4）安裝風扇罩，同時應注意防塵網方向，方向錯誤時，風扇罩將不能裝入面板。

一.1.3 模塊使用注意事項

模塊均流 均流指的是連接到同一母線上的模塊輸出相同電流以均分負載。模塊出廠前已經經過嚴格的均流調試，在模塊工作于自動控制方式下，任何模塊設置為相同輸出電壓時，不需要作任何均流調整，模塊也不提供外部調整的器件。

系統存在控制模塊（采用34、35接線方案）時，控制模塊和合閘模塊之間只能連接通信電纜，不能連接均流電纜。任何情況下，充電模塊和監控模塊之間只連接通信電纜。

如果發現模塊之間嚴重不均流，采用下述的排除方法，將故障模塊更換。確認模塊是否均流損壞的方法如下：

首先，逐個模塊檢查均流母線是否連接好，均流線是否連接正確，充電模塊是否在自動工作狀態下。如果都正常，按以下步驟查找故障模塊。

1．徹底斷開模塊的均流電纜和通訊電纜，單獨開啟一個充電模塊。

2．待充電模塊開啟以后，給充電模塊加額定負載1/3～2/3的額定電流。

3．用萬用表的直流電壓檔測量充電模塊的正負均流母線的之間的電壓，正常情況下應為0.6～1.2V左右。

4．逐個檢查每個充電模塊在負載情況下的均流母線電壓，有電壓為正常，如果負載狀態下測量無此電壓，則充電模塊的均流電路已經損壞。

注意 當模塊連接到不同母線上（如系統采用34、35接線方式）時，嚴禁在控制模塊和合閘模塊之間連接均流線！同時，嚴禁將均流線連接到監控模塊上！

輸出電壓設定范圍 模塊在手動工作方式下，輸出電壓由面板上的手動調壓按鈕調節。按一下左邊按鈕輸出電壓降低1V，按一下右邊按鈕輸出電壓升高0.5V。在自動方式下，模塊電壓由監控模塊指令控制。

故障查看

編輯

模塊告警現象及處理

模塊常見故障表現有：電源指示燈（綠色）滅、保護指示燈（黃色）亮、故障指示燈（紅色）亮。同時數碼管閃爍，指示故障代碼（電流顯示）。各狀態所指示常見故障及處理措施見下表。

表一-1 模塊告警及處理措施

異常現象	異常原因	處理建議
電源指示燈（綠色）滅	輸入交流斷電	檢查輸入是否正常
	模塊內部故障	返回維修
保護指示燈亮（黃色）	輸出欠壓E31	檢查輸出電壓是否正常
	模塊過溫E32	環境溫度過高。系統熱設計不合理
	交流過欠壓E33	檢查交流輸入電壓是否正常
	交流缺相E34	檢查交流輸入電壓是否缺相正常
	原邊過流E35	檢查模塊是否過熱，防塵網是否堵塞，拉手蓋板是否復位
故障指示燈亮（紅色）	輸出過壓E36	斷開交流電，重新上電