智能高频开关电源小系统

1、 深圳市思迈电气有限公司 智能高频开关电源小系统技术手册深圳市思迈电气有限公司POWERS小系统小系统POWERS是我公司专为100Ah以下小容量系统而设计；系统采用一体化设计思想，由整流模块、监控模块、硅链降压控制构成；具有结构简单、组屏方便、组屏成本低等特点；监控模块采用LCD汉字菜单显示，对系统监控和电池自动管理功能完善，具有与自动化系统连接四遥RS232接口。1、系统功能特点l 适合构成100Ah以下的直流系统，适合开闭所、小型用户站。l 可安装3个7A模块,可提供220V/21A(110V/30A)。l 模块和监控单元均采用带电插拔结构，安装、维护方便。l 模块和监控器在一个托架内，

2、结构紧凑。l 监控器内完成合母、控母电压，控母电流、电池充电电流检测，无需外接线和外接传感器。l 监控器具有硅链降压自动控制功能，只需外配硅链可实现控母自动调压功能。l 监控器采用LCD显示，汉字菜单，按键操作，可实现系统参数设置、系统工作参数显示、系统故障指示和系统校准。l 监控器具有对电池自动管理的功能。l 监控器提供RS232接口，可与电站自动化系统连接。l 24节电池巡检功能。（可选配，订货时需注明）l 三相交流检测功能。（可选配，订货时需注明）2、系统技术指标交流输入电压： 380V15%（三相）电网频率：50Hz10%功率因数：0.90输出电压范围： 90V-160V连续可调（对于

3、110V系统） 180V-280V连续可调（对于220V系统）输出限流：0.5A-7A稳压精度： 0.5% 稳流精度： 0.5%纹波系数： 0.1%均流度：5%效率： 94%输出过压保护： 280V2V(220V), 162V2V(110V)绝缘电阻： 10M绝缘强度：输出对地、输入对地、输入对输出施加2KVAC，时间1min无飞弧无闪络。相对湿度: 90%环境温度: -545 可闻噪音: 55dB3、系统结构J10J9J4J8J7J5J6接线定义：接口编号接口功能引脚接线定义技术要求J4RS232通讯接口2RS232接收使用DB9插头3RS232发送5地线J5故障输出1故障输出常开节点接点容

4、量220VDC/0.5A2故障输出公共点3故障输出常闭节点J6故障输入1交流故障输入故障输入必须是接点信号，接点为常开2绝缘故障输入3开关跳闸输入4熔断器输入5公共线接口编号接口功能引脚接线定义技术要求J7交流输入直流输出8交流A相输入使用2.5mm2以上导线，端子台接线7交流B相输入6交流C相输入5合母输出负4电池负3控母输出负2合母输出正1控母输出正J8硅链控制1转换开关自动接入端使用1mm2以上导线2转换开关自动接入端3控母正使用2.5mm2以上导线，端子台接线 4第一级硅链5第二级硅链6第三级硅链7第四级硅链8合母正 J9485通讯接口1485-A电池巡检用2485-BJ101485-

5、A交流检测用2485-B硅链连接图（含手动换开关）电池巡检单元及接线示意图BAT-BAT24电池巡检接线定义：接口编号接口功能引脚接线定义技术要求J1电池电压输入BAT-电池负使用1mm2以上导线BAT01第1节电池正BAT02第2节电池正BAT03第3节电池正BAT04第4节电池正BAT05第5节电池正BAT06第6节电池正接口编号接口功能引脚接线定义技术要求J2电池电压输入BAT06第6节电池正使用1mm2以上导线BAT07第7节电池正BAT08第8节电池正BAT09第9节电池正BAT10第10节电池正BAT11第11节电池正BAT12第12节电池正J3电池电压输入BAT12第12节电池正

6、使用1mm2以上导线BAT13第13节电池正BAT14第14节电池正BAT15第15节电池正BAT16第16节电池正BAT17第17节电池正BAT18第18节电池正J4电池电压输入BAT18第18节电池正使用1mm2以上导线BAT19第19节电池正BAT20第20节电池正BAT21第21节电池正BAT22第22节电池正BAT23第23节电池正BAT24第24节电池正J5供电输入电源正90VDC-320VDC空电源负J8485通讯口485-A使用0.5mm2以上双绞线485-BLED工作正常时闪烁交流检测单元及按线意图：交流检测单元接线定义：接口编号接口功能接线定义技术要求J1485通讯接口48

7、5A使用0.5mm2以上双绞线485BJ2供电输入电源正90VDC-320VDC空电源负J3三相交流电压输入N零线使用1mm2以上导线A相B相C相RV1电位器A相电压显示调整顺时针调节增大RV2电位器B相电压显示调整顺时针调节增大RV3电位器C相电压显示调整顺时针调节增大 LED指示灯工作正常时闪烁4、监控模块A、监控功能:合母：*.* V 均控母：*.* V 充电池：-*.* A 控母： *.* A a) 采用12864LCD显示，按键操作，监控界面如下：b) 测量功能：合母电压、控母电压、电池电流、控母电流、模块故障状态、直流开关状态、熔断器状态、绝缘状态c) 控制功能：模块开关机控制、均

8、浮充控制d) 自动管理功能：电池自动管理，如均浮充自动转换、定期均充、均充限时等e) 接口功能：通过RS232接口实现电源参数远传或与自动化接口f) 24节电池巡检功能，（可选配）g) 三相交流检测功能，（可选配）合母：*.* V 均控母：*.* V 充电池：-*.* A 控母： *.* A B、显示界面：a) 参数显示： 显示电源基本工作参数包括合母电压、控母电压、控母电流、电池电流、充电方式、系统状态故障信息故障信息显示电池01：*.* V电池02：*.* V电池03：*.* V电池04：*.* V 单节电池电压显示 （当电池巡检设置为“开”才显示）电池05：*.* V电池06：*.* V

9、电池07：*.* V电池08：*.* V电池09：*.* V电池10：*.* V电池11：*.* V电池12：*.* V电池13：*.* V电池14：*.* V电池15：*.* V电池16：*.* V电池17：*.* V电池18：*.* V电池19：*.* V电池20：*.* V电池21：*.* V电池22：*.* V电池23：*.* V电池24：*.* V交流一路A相：*.* VB相：*.* VC相：*.* V 交流电压显示 返回 系统控制 系统设置测量校准b) 菜单显示： 选择参数菜单电池巡检交流检测 充电：均充 控母：*.* V浮充：*.* V 均充：*.* V c) 控制参数： 控制充

10、电方式和控母电压控制均浮充电压1#：开 2#：开 3#：开 保存 验模块开关机控制限流： *.* A 电转换： *.* A 池定时： * 天 限时： * 时 d) 参数设置：设置电池管理参数过压：* V 合欠压：* V 母过压：* V 控欠压：* V 母设置合母电压报警线设置控母电压报警线地址：* V 速率：2400 协议：*保存设置对外通讯地址和通讯速率 通讯协议， 协议有MOD，RTU，CDT三种合母：*.* V控母：*.* V 电池：*.* A 控母：*.* A e)参数校准： 测量电压校准测量电流校准 保存 电池巡检： 开 电池数：*过压值：*.* V欠压值：*.* Vf)电池巡检设置

11、：期 设置电池巡检参数差压值：*.* V 保存 g)交流检测： 开 过压值：* V 欠压值：* V 保存交流检测设置： 设置交流检测参数C、操作流程：SET基本信息故障信息设置校准设置修改系统校准保存控制 SET SETSETSET控制修改保存不保存 + -5、操作说明A、工作参数查询说明：正常工作情况下监控显示基本工作参数，也可按“”键切换基本工作参数显示页和故障信息页。（当开通了电池巡检功能，有单节电池电压参数显示。当开通了交流检测功能，有三相交流参数显示。）B、控制操作说明：l 控母输出电压设置：光标移到“控母”项，按“+、-”键改变控母输出电压值；控母输出电压是硅链控制的依据；控母输出

12、电压不能大于控母过压值。l 浮充电压设置：光标移到“浮充”项，按“+、-”键改变浮充电压值；浮充电压在系统选择为 “浮充”时作为模块的输出电压；浮充电压不能大于合母过压值。l 均充电压设置：光标移到“均充”项，按“+、-”键改变均充电压值；均充电压在模块选择为 “均充”时作为模块的输出电压；均充电压不能大于合母过压值。l 模块开关机：光标移到相应模块序号位置，按“+、-”键改变模块开关状态。l 保存返回：光标移动到“保存”项，按“设置”键保存并执行控制参数修改，退回到基本信息显示页；保存数据掉电后不丢失。l 不保存返回：光标在除“保存”项任何位置，按“设置”键退回到基本信息显示页，此时控制参数

13、修改无效，监控返回原有控制参数运行。C、参数设置说明：l 电池充电限流值设置：光标移到“限流”项，按“+、-”键改变电池充电限流值，电池充电限流值限定电池最大充电电流，一般设置为0.1C10，不大于0.15C10。l 电池均浮充转换电流值设置：光标移到“转换”项，按“+、-”键改变电池均浮充转换电流值，电池均充充电电流小于此值后再充电3小时转为浮充电。电池均浮充转换电流值一般设置为0.02C10, 0.05C10。l 定时均充时间设置：光标移到“定时”项，按“+、-”键改变定时均充时间值，电池长期处于浮充电状态，电池容量会下降，需要进行维护性均充；定时均充时间设定此时间间隔，一般为30 60天

14、。l 均充限时设置：光标移到“限时”项，按“+、-”键改变均充限时值，此参数限制最长均充时间，保障电池安全，均充限时一般为15 20小时。l 合母过压设置：光标移到“合母过压”项，按“+、-”键改变合母过压值；合母过压作为合母输出电压过压报警门限；合母过压值220V系统不能大于320V、110V系统不能大于160V。l 合母欠压设置：光标移到“合母欠压”项，按“+、-”键改变合母欠压值；合母欠压作为合母输出电压欠压报警门限；合母欠压值220V系统不能小于180V、110V系统不能小于90V。l 控母过压设置：光标移到“控母过压”项，按“+、-”键改变控母过压值；控母过压作为控母输出电压过压报警

15、门限；控母过压值220V系统不能大于242V、110V系统不能大于121V。l 控母欠压设置：光标移到“控母欠压”项，按“+、-”键改变控母欠压值；控母欠压作为控母输出电压欠压报警门限；控母欠压值220V系统不能小于198V、110V系统不能小于99V。l 通讯地址设置：光标移到“地址”项，按“+、-”键改变通讯地址；通讯地址为监控和上位机通讯的地址，设置范围为00 - 99 l 通讯速率设置：光标移到“速率”项，按“+、-”键改变通讯速率；通讯速率为监控和上位机通讯的速率，有1200、2400、9600三种选择。 l 通讯协议设置：光标移到“协议”项，按“+、-”键改变通讯协议；通讯协议为监

16、控和上位机通讯的协议，有MODBUS、RTU、CDT三种选择。 l 保存返回：光标移动到“保存”项，按“设置”键保存并执行设置参数修改，退回到基本信息显示页；保存数据掉电后不丢失。l 不保存返回：光标在除“保存”项任何位置，按“设置”键退回到基本信息显示页，此时设置参数修改无效，监控按原有设置参数运行。D、参数校准说明：l 合母电压测量校准：光标移动到“合母电压校准”项，测量实际输出电压，按“+、-”键调整显示值为实际测量值，移动光标到“保存”位置，按“设置”键保存。l 控母电压测量校准：光标移动到“控母电压校准”项，测量实际输出电压，按“+、-”键调整显示值为实际测量值，移动光标到“保存”位

17、置，按“设置”键保存。l 电池电流校准：光标移动到“电池电流校准”项，测量实际输出电流（要求电流大于5A），按“+、-”键调整显示值为实际测量值，移动光标到“保存”位置，按“设置”键保存。l 控母电流校准：光标移动到“控母电流校准”项，测量实际输出电流（要求电流大于5A），按“+、-”键调整显示值为实际测量值，移动光标到“保存”位置，按“设置”键保存。l 不保存返回：光标在除“保存”项任何位置，按“设置”键退回到基本信息显示页，此时校准修改无效，返回原有校准参数运行。E、电池巡检设置说明：l 进入电池巡检设置页面：在主页面按“设置”键，进入菜单页面，按“”键把光标移到“电池巡检”项，按“设置”

18、键进入电池巡检设置页面。l 开通与关断电池巡检功能设置：光标移到“电池巡检”项，按“+、-”键设置为“开”或“关”。当设置为“开”，启动电池巡检功能，监控与电池巡检单元建立通讯，并对相关数据进行处理，报警和数值显示。当设置为“关”，关闭电池巡检功能，监控与电池巡检单元不建立通讯，对相关数据不作处理。l 电池节数设置：光标移到“电池数”项，按“+、-”键改变巡检的电池节数，电池节数要与系统实际使用的电池节数相等，否则影响电池差压正确报警。l 单体电池过压设置：光标移到“过压值”项，按“+、-”键改变单体电池过压值。设置范围12.0V-16.0V l 单体电池欠压设置：光标移到“欠压值”项，按“+

19、，-”键改变单体电池欠压值。设置范围10.0V-12.0Vl 电池差压值设置：光标移到“差压值”项，按“+，-”键改变差压报警值，当有电池电压超过电池组的平均电压时报警。设置范围0.2V-1.0Vl 保存返回：光标移动到“保存”项，按“设置”键保存并执行控制参数修改，退回到基本信息显示页；保存数据掉电后不丢失。l 不保存返回：光标在除“保存”项任何位置，按“设置”键退回到基本信息显示页，此时控制参数修改无效，监控返回原有控制参数运行。F、交流检测设置说明：l 进入交流检测设置页面：在主页面按“设置”键，进入菜单页面，按“”键把光标移到“交流检测”项，按“设置”键进入交流检测设置页面。l 开通与

20、关断交流检测功能设置：光标移到“交流检测”项，按“+、-”键设置为“开”或“关”。当设置为“开”，启动交流检测功能，监控与交流检测单元建立通讯，并对相关数据进行处理。当设置为“关”，关闭交流检测功能，监控与交流检测单元不建立通讯，对相关数据不作处理。l 交流过压设置：光标移到“过压值”项，按“+、-”键改变交流过压值。设置范围220.0V-280.0V l 交流欠压设置：光标移到“欠压值”项，按“+，-”键改变交流欠压值。设置范围180.0V-220.0Vl 保存返回：光标移动到“保存”项，按“设置”键保存并执行控制参数修改，退回到基本信息显示页；保存数据掉电后不丢失。l 不保存返回：光标在除

21、“保存”项任何位置，按“设置”键退回到基本信息显示页，此时控制参数修改无效，监控返回原有控制参数运行。6、接线方案A、方案1（合闸输出要求大电流时采用此方案）要求常规负载接在控制母线上，合闸输出只提供大电流合闸输出。硅 链 手 动 控 制合母正(J7.2)控母负(J7.3)电池负(J7.4)KM+HM+KM- HM-合闸输出控制输出B、方案2（合闸输出不要求大电流时可采用此方案）要求合闸输出不能有大电流（30A）,合闸输出可提供常规负载。硅 链 手 动 控 制合母正(J7.2)控母负(J7.3)合母负(J7.5)电池负(J7.4)KM+HM+KM- HM-合闸输出控制输出7、 POWERS系统

22、原理图手 动 控 制开关监控硅链控制整流模块整流模块整流模块三相交流输入硅 链 合母正(J7.2)控母负(J7.3)合母负(J7.5)电池负(J7.4)KM+HM+KM- HM-合闸输出控制输出HM+HM-KM+FL2FL1* 虚线框内为系统已提供的器件，虚线框外围需外配的器件。小系统上位机通讯协议RTU通讯协议采用主从应答式通讯方式，采用RS232通讯接口，支持RS232通讯和MODEM专线和拨号通讯；波特率支持1200、2400、4800、9600，每帧10位（1位起始位、8位数据、1位停止位）。1、 RTU下传报文：取遥测量1取遥信量遥调遥控10EBH0EBH0EBH0EBH2090H0

23、90H090H090H30EBH0EBH0EBH0EBH4090H090H090H090H5002H002H002H002H6ADDRADDRADDRADDR704DH040H041H042H8LGLGLGLG9SUMLSUMLDATADATA10SUMHSUMHSUMLSUML11003H003HSUMHSUMH003H003H* ADDR: 直流电源地址。* LG: ADDR之后，SUM之前的数据总数。* SUM: ADDR之后，SUM之前的数据代数和，SUML为低位，SUMH为高位。2、 直流电源上传传报文：ACK报文NAK报文送遥测量1送遥信量10EBH0EBH0EBH0EBH2090

24、H090H090H090H30EBH0EBH0EBH0EBH4090H090H090H090H5002H002H002H002H6ADDRADDRADDRADDR7006H015H04DH040H8LGLGLGLG9SUMLSUMLDATADATA10SUMHSUMHSUMLSUML11003H003HSUMHSUMH12003H003H2.1小系统遥测量定义：序号名称单位系数序号名称单位系数1合母电压LV0.19-2合母电压H103控母电压LV0.1114控母电压H125控母电流L136控母电流H147电池电流LA0.1158电池电流H162.2 小系统遥信量定义：2.3系统遥调量定义：DA

25、TA 定义：每个遥调量由3字节构成，第1字节为信号编号，第2字节为遥调量低字节，第3字节为遥调量高字节，每次送1个遥调量。直流系统接收遥调命令正确执行后返回ACKI命令，否则返回NAK命令。编号名称单位系数1浮充电压V0.12均充电压V0.13控母电压V0.12.4系统遥控量定义：DATA 定义：每个遥调量由2字节构成，第1字节为信号编号，第2字节为遥控量（00H:信号置0，0FFH:信号置1）。直流系统接收遥控命令正确执行后返回ACKI命令，否则返回NAK命令。编号名称编号名称01均充03模块02关机02模块01关机04模块03关机DL451-91(CDT)通讯规约采用RS232通讯接口;

26、波特率支持1200、2400、4800、9600，字符格式10位（1位起始位、8位数据、1位停止位）。1. 帧定义1.1. 帧结构同步字控制字信息字1.信息字N1.2. 同步字发送：EBH 90H EBH 90H EBH 90H，共6个字节。1.3. 控制字控制字共有B7 B12 共6个字节，定义如下：b7 b0 B7控制字节B8帧类别码B9信息字数B10源站地址B11目的站地址B12校验码1.3.1. 控制字节控制字节定义如下：b7b6b5b4b3b2b1b0ELSD0001E：扩展位，E=0 表示使用本协议已定义帧类别码，E=1帧类别码可自定义，本协议中总为0L：帧长定义位，E=0 表示本

27、帧无信息字，E=1 表示本帧有信息字，本协议中总为1S：源站地址有效D：目的站地址有效（上行信息中，S=1,D=1,源站地址为直流设备设置地址，目的站地址为上位机地址，固定为01H。）（下行信息中，D=1, 目的站地址为直流设备设置地址）1.3.2. 帧类别码帧类别码定义如下：帧类别码定义上行 E=0下行 E=061H重要遥测遥控选择C2H次要遥测遥控执行B3H一般遥测遥控撤销F4H遥信状态57H设定命令1.3.3. 信息字数信息字数n表示该帧中所含信息字数量；n=0表示本帧无信息。1.3.4. 校验码本协议采用CRC校验，校验多项式为107H,为信息字前5字节构成码流，后面加8个0，得到48

28、位码流，用校验多项式作为除数除以码流，相除时做异或；最后得到8位余数取反后既为校验码。例如：信息字为；43h E8h 7DH 33H 56H 计算余数为2FH,取反后为D0H,发送序列为：43h E8h 7DH 33H 56H D0H。1.4. 信息字1.4.1. 信息字结构每个信息字由6个字节构成：功能码1字节，信息4字节校验码1字节。1.4.2. 功能码定义功能码定义如下:功能码字数用途00H 7FH128遥测E0H1遥控选择（下行）E1H1遥控返校（上行）E2H1遥控执行（下行）E3H1遥控撤销（下行）E8H1设定命令F0H FFH16遥信1.4.3. 信息字格式遥测：每个信息字传送2路

29、遥测量，每个遥测量包含2字节，先送低字节，后送高字节。b11 b0 表示一路模拟量，以2进值表示，b11=0表示正，b11=1表示负，以二进值补码表示负数。b14=1表示溢出，b15=1表示无效，b12 b13 未使用。遥信：每个信息字传送32个遥信量。1.4.4. 校验码与1.3.4相同。1.4.5. 遥测定义功能码遥测量1遥测量201H合母电压(V)控母电压(V)02H控母电流(0.1A)电池电流(0.1A)1.4.6. 遥信定义位号遥信字定义（32位）功能码0F0HB00合母过压报警（0：正常，1：报警）B01合母欠压报警（0：正常，1：报警）B02控母过压报警（0：正常，1：报警）B0

30、3控母欠压报警（0：正常，1：报警）B04交流故障报警（0：正常，1：报警）B05绝缘故障报警（0：正常，1：报警）B06空开跳闸报警（0：正常，1：报警）B07熔断器断报警（0：正常，1：报警）B081#模块故障报警（0：正常，1：报警）B092#模块故障报警（0：正常，1：报警）B103#模块故障报警（0：正常，1：报警）B111#模块关机（0：开机，1：关机）B122#模块关机（0：开机，1：关机）B133#模块关机（0：开机，1：关机）B14电池充电方式（0：浮充，1：均充）B15-B31保留2. 遥控2.1. 遥控过程后台遥控命令遥控执行命令遥控返校执行直流屏（或撤销命令）2.2.

31、遥控帧结构同步字控制字信息字信息字信息字* 三个信息字相同2.3. 遥控字格式控制字节（71H）帧类别（61H选择，C2H执行，B3H撤销）信息字数（03H）源地址目的地址校验码2.4. 遥控过程信息字字格式遥控选择（下行）遥控返校（上行）遥控执行（下行）遥控撤销（下行）0功能码（E0H）功能码（E1H）功能码（E2H）功能码（E3H）1合/分（CCH/33H）合/分/错（CCH/33H/FFH）执行（AAH）撤销（55H）2开关序号开关序号开关序号开关序号3合/分（重复）合/分/错（重复）执行（重复）撤销（重复）4开关序号（重复）开关序号（重复）开关序号（重复）开关序号（重复）5校验码校验码

32、校验码校验码l 开关序号位二进值码l 遥控返校随机插在上行信息中不跨帧地连送三遍。l 遥控返校后超时30秒未收到执行命令，本次命令自动撤销。3. 设定设定命令控制字格式同遥控命令，但设定命令只有一个下行帧，无返校、执行和撤销命令帧；控制字的帧类别改为57H。信息字格式如下：功能码（E8H）设定（C3H）设定对象号设定值（低8位）设定值（高8位）校验码l 设定对象号为二进制码。l 设定值为12位二进制码，不乘以系数，负数用补码表示。4. 遥控序号定义序号定义含义01H充电状态合：浮充，分：均充02H1#模块开关机合：开机，分：关机03H2#模块开关机合：开机，分：关机04H3#模块开关机合：开机

33、，分：关机MODBUS通讯协议采用RS232、RS485，1位起始位8位数据位，无校验，1位停止位，波特率1200-9600 可设置。1、 遥测量命令格式：地址功能码起始地址字长度CRC校验01H03HADDRLENCRC 16返回：地址功能码字节长度数据CRC校验01H03H2*LENCRC 16遥测数据定义： AddressDefineTypeFormatUnit0000合母电压WORDHI-LO0.1V0001控母电压WORDHI-LO0.1V0002控母电流WORDHI-LO0.1A0003电池电流WORDHI-LO0.1Al 起始地址ADDR的取值范围：0000-0003H；字长LEN的取值范围：01H-04H。l ADDR与LEN之和不得大于4，否则该指令视为错误指令。l For