ZDY2型通信电源设备使用说明书B.docx

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ZDY2型通信电源设备使用说明书B

1系统概述

1.1前言

ZDY-2型通信电源（以下简称ZDY-2型）,是专门为电力部门、邮电部门的大型程控交换机以及其它通信设备研制开发的大容量通信电源设备。

并可灵活组成不同输出功率的供电系统，是一种较为理想的通信电源。

ZDY-2型通信电源的基础单元为SMP-4820整流模块，该模块采用PWM脉宽调制技术，开关频率达300kHz（输出为44～56V可调，电流为20A），并具有独立的并联均流功能和完善的数据接口。

该模块可以实行N+1并联,最大容量单机可以扩充到300A。

上述系统均具有完备的硬件控制功能和较强的软件管理功能。

模块本身具有独立工作的能力,即使主控单元和监控单元脱离电源系统,模块也能自成系统,对外实行稳定供电。

ZDY-2型电源系统配置了两种远方控制模式：

即监控系统管理模式和远程拨号控制模式。

监控系统可以实行三遥功能：

“遥测”、“遥信”、“遥控”，并为用户提供RS232C、RS485和TEL接口，可方便地实现集中监控和组网功能。

远程拨号控制模式：

可以通过电话拨号，对电源实行定期开关机控制和定期对电池实行均充、充电控制，是一种经济实用的远程控制方法。

1.2系统工作原理

系统工作原理描述：

工作原理如图册（1-1）系统框图所示。

请参见附录4（ZDY-2型通信电源图册，以下简称图册）。

该系统由交流配电屏、交流输出分配屏、直流配电屏、系统控制单元和整流模块汇集单元组成。

两路市电主备工作，交流配电屏将交流电分为两路：

一路送入整流模块汇集单元，另一路送入交流输出分配屏，为机房内其它交流用户设备供电。

整流模块直流输出经汇流铜排，汇接进入直流配电屏，直流配电屏可为用户提供16路直流分路，及2路电池充电接口。

在正常情况下，主备用市电、整流模块、电池充电回路均受系统控制单元控制，按预定参数或用户命令进行工作，并对其各种状态和数据进行监测。

两路市电，采用三相四线制两路输入方式，并分为主用与备用，当主用市电投入时能锁定备用市电，当主用失电或发生故障时能打开备用蔽锁，经延时备用投入，当主用再次上电，备用退出，主用经延时再次投入工作。

如果两路市电均故障，则由接入系统的电池供电，可以是一组电池，也可以是两组电池同时供电。

随着电池放电，当电池电压降到46V（可以手动调整）时直流配电屏切断部分负载的供电（二次下电）。

当电池放电达到终止电压43V（可调整）时，电池保护器能自动切断电池供电回路，使所有负载失去供电。

另外在电池放电过程中，如果此时不希望“二次下电负载”断电，可将直流配电屏背面的OUT按键按下（参见直流配电屏图）二次下电功能将被取消。

如果将直流配电屏背面的BAT1和BAT2的按键按下，电池保护器将失去保护作用。

而不导致使用设备断电。

当市电正常时，交流配电屏会自动合上交流接触器，若直流配电屏背面的BAT1和BAT2的按键退出，电池保护器会自动合上电池回路接触器，系统将恢复正常工作。

系统控制单元分为主控单元和监控单元。

主控单元承担电源主要参数的监测和控制，并为监控单元提供模似监测量，状态量的控制参数，监控单元将处理后的参数送至显示屏，同时也可通过RS232或SR485口送至本地后台监控设备，或通过MODEM送至远方监控设备。

本系统可以脱离主控单元和监控单元工作，但失去控制保护功能和三遥功能。

为了保证远端控制的可靠性和灵活性，系统控制单元还设置了远程拨号控制功能，即在微机监控单元失控或不配置监控的情况下，可以通过电话（TEL）用户口，对电源实行远程控制。

1.3系统性能及特点

1.3.1模块化设计,可在线扩容

ZDY-2型通信电源设备的基础模块为SMP-4820整流模块,该模块采用N+1备份配置,根据模块的不同组合，分别可以配置成120A、160A、280A、320A的电源系统,并可在线扩容。

当两只整流柜并联时，系统最大容量可以扩展到640A。

1.3.2监控功能

电源各组成单元,如整流模块单元、交流配电单元、直流分配单元都具有较强的控制保护功能和完备的信号采集系统,由主控单元将各部件送来的采集信号,有序的按模拟量、开关量、控制量送入监控单元处理,主控单元可以准确地监测出电压、电流等参数,并能可靠地控制整流模块开关机、均浮充转换和限流,实现了系统和电池的智能化管理和自我保护功能。

1.3.3独特的远程控制功能

ZDY-2型通信电源系统，有两种远程控制模式（监控模式和远方拨号模式）,当采用远方拨号模式时,只要通过载波通道和交换网进行拨号呼入,就可以对该设备进行远方控制,使用极为方便和可靠。

1.3.4较强的自动均流功能

整流模块在并机工作时,模块间能自动均流,当输出电流大于或等于50%额定输出电流时，不平衡度小于5%。

此功能避免了某个整流模块因长期负载过重而寿命缩短或损坏。

保证系统运行于优化组合状态。

1.3.5具有防雷措施,保证系统安全

根据雷击特点,ZDY-2型通信电源采用了先进的防雷保护器,该保护器具有反应速度快、性能可靠、并配有远端遥控接点,能防止各种能量级的直接雷和感应雷的侵入。

1.4系统的组成

ZDY-2型结构，该系统是集配电供电，充电为一体的组合电源。

并由交流配电屏（交流控制单元、交流分配单元）、系统控制单元（主控单元、监控单元）、直流配电屏、模块汇集单元等构成。

系统组成图请参见图1-1、1-2和附录4图册2-1～2-4。

1.4.1交流配电屏

1.4.1.1交流配电屏工作原理

交流配电屏原理图，请参见附录4图册（3-1）。

交流配电输入由两路构成。

市电I和市电II由空开Q1，Q2接入，接触器K1，K2及其辅助接点构成机械与电气互锁功能。

I路市电输入端为主用市接口，具有优先功能。

当交流启动后，K1吸合，K2断开，送入I路市电。

通过空气开关切Q7给整流模块供电。

Q3、Q4、Q5、Q6则是提供用户使用分路（用户可用作空调照明等），Q5为空开防雷开关，与防雷板组成系统防雷功能。

交流工作电源板提供市电启动低电源，同时兼有市电采样，分别检测市电I和市电II的电压信号，供主控与监控单元中的市电切换板和主控板使用。

市电控制板通过切换盘送出的切换信号来控制接触器K1，K2从而实现两路市电的自动切换，和输入电压故障保护控制。

防雷板运用压敏电阻与放电管组成组合防雷。

交流配电屏主要由交流控制单元和交流分配单元组成，交流控制单元主要是对电源系统的输入电压与电流实行控制和管理。

交流分配单元，主要将受控交流市电分配给模块输入和用户端口。

1.4.1.2交流配电屏结构

a）交流控制单元

交流配电屏见附录4图册（4-1）所示。

图中的主要部件介绍如下：

·断路器Q1、Q2两路市电由此输入，通过此空气断路器可以实现两路市电

的手动切换。

·K1、K2机械联锁型交流接触器LC1-0803MA65在ZK1和ZK2都合上的情

况下，由市电控制板控制交流接触器完成两路市电的自动切换功能。

·交流工作电源与交流电压采样板通过公频变压器提供低压工作电源交流

电压采样实行两种方法：

高压半桥降压采样，供主控板监测输入电压，

和变压器隔离采样作为切换板工作电压和监测电压。

·防雷保护器由防雷空开和防雷板组成，采用压敏电阻与放电管组合，形

成组合防雷。

·市电控制板；控制交流接触器完成两路市电的自动切换功能，并提供交

流工作状态信号。

·AC电流互感器；

·AC电流变换器

·交流采样板；交流接触器K1与K2汇集点的市电电压，和AC电流变换器

进来的电流变换电压进行处理，变成0~5V的采样电压，供监控单元处理，

作为电源系统的输入显示电压和电流。

·X1三相交流输入接线端（主用）100A/4P

·X2三相交流输入接线端（备用）100A/4P

·X3三相交流转接接线端60A/3P

·X4模块输入接线端60A/4P

·X5交流分配屏输入接线端60A/4P

·Q1、Q2三相交流输入空气开关63A/3P

·Q3、Q4三相交流输出空气开关50A/3P

·Q5防雷空气开关32A/4P

·SP3AC主用强迫启动键

b）交流分配屏

交流分配屏如图1.4.5、附录4图册（4-2）所示。

图中的注要部件介绍如下：

图1.5交流分配屏布置图

·X1三相交流输入接线端60A/4P

·X2～X16交流输出接线端H2626/600V

·通讯接口提供RS232，RS485和TEL电话接口

两路市电经交流控制单元，实行自动切换，控制主用上电，后被分为

两路，一路经Q3三相空气开关，送入模块输入插座，另一路经Q4送入

交流负载输出X5接线端，中线接入中线汇流排，保护地接到机框下面接

地排上。

1.4.2直流配电屏

1.4.2.1直流配电屏主要功能

直流配电屏实现了所有整流模块输出的汇总，汇流排的正、负排通过整流模块的输出端口分别与每个整流模块的正负输出相连，提供用户所需的直流分路，每路输出都具有过载和短路保护功能。

直流配电屏可接入两组电池，分别对每组电池充放电电流进行检测。

直流配电屏内还包含直流负载总电流的检测，及母排电压检测，每路负载通断的检测，并将检测信号送到系统控制单元。

另外，直流配电屏还具有电池过放电保护及二次下电功能。

a）电流检测功能

通过对电池电流分流器RF2、RF3和负载电流分流器RF1，分别检测电

池充放电电流和负载总电流。

b）二次下电功能

当电池电压下降到小于二次下电保护电压46±0.2v（手动可调）时，

自动切断X9～X16,8路直流输出，如果不允许下电，可将直流配电屏背面

开关OUT按键按下。

c）电池过放欠压保护

本系统将电池保护器，设计在直流配电屏中。

当电池电压下降到小于电

池过放电保护电压43.2±0.2（手动可调）时，自动切断电池，所有直流

负载输出都被切断，防止电池过放电。

如果此时因需要不允许掉电，可将

直流配电屏背面的BAT1与BAT2的按键按下，电池将实行强迫供电。

强迫

供电时间不易过长，应注意将BAT1与BAT2按键盘及时退出，以防止电池

损坏和下次放电失去保护作用。

当市电恢复正常后，电池回路接触器可以

！

自动闭合，将电池接入系统。

用户注意事项

*电池被切断后，系统控制单元和直流配电控制部分。

，仍由电池供电，电池电压仍会下降，如果保护电压低于43V，这时电池支撑能力很差，电压会下降很快，当电压低于36V时，主控与监控单元和直流控制回路将无法工作，从而失去电池保护功能。

*用户在电池保护切断后，必须设法尽快恢复交流供电或断开电池，也可提高电池保护电压，以延长电池支持时间。

1.4.2.2直流配电屏工作原理

直流配电屏工作原理见图，请参见附录4图册（5-1）所示。

直流配电的正负母排分别与整流输出的正负极相连，同时它还可以接入两组电池，电池通过熔断器，和分流器接入负母排。

分流器RF2、RF3、RF1、分别检测电池I和电池II电流及负载的总电流，接触器K1由直流下电控制器来控制，实现负载的自动切断及接入功能。

X1～X16的通断信号，直接送入系统控制单元，RF1、RF2、RF3的电流信号，送入电流放大板进行处理，然后再送入系统控制单元中的电压控制板和基载监控板。

1.4.2.3直流配电屏的结构

a）直流配电屏

直流配电屏结构见附录4图册（6-1）所示。

图中主要部件介绍如下：

·QA1：

电池保护器（BAT1）投入工作键，为投入工作，为退出工作。

·QA2：

电池保护器（BAT2）投入工作键，为投入工作，为退出工作。

·QA3：

二次下电控制板工作投入键，置于位时下电板投入工作，置于

时退出工作。

·QA4：

电池BAT强迫供电按键。

置在位取消电池保护功能实行低压强

近放电，置在位实行电池保护功能。

·QA5：

电池BAT2强迫供电按键，功能同上。

·QA6：

负载二次下电功能开关，通常置于位，当电池电压低于二次下

电保护电压（46V手动可调）时，自动切断一部分负载而继续给另外重

要负载供电，当置位时则没有这一功能，电池继续给所有负载供电，

直到电池自动保护或市电恢复正常。

·二次下电控制板，实现对K1接触器的控制，使系统能够切断或接通部

分负载。

·电池保护控制板实现对K2、K3的控制，使电池投入或退出供电回路。

·K1、K2、K3：

接触器，完成部分负载和电池的切断与接入。

型号MZJ-200A/48V，触点额定电压DC48V额定电流200A。

·直流电流放大板，主要是采集负载电压和电池电压并对分流器RF1、RF2、

RF3的采样电压进行放大处理，整定成0～5V，供给系统控制单元，另

外它还具有分流器校准电路和模块总线汇集功能。

·系统线缆汇集板：

实现电源系统线缆汇集，线缆汇集去向请参见附录7

线缆汇集去向表。

·直流信号转接板：

转接电流采样电压和电池控制信号。

·控制信号转接板：

转接模块总线和汇流熔丝采集信号，并提供电池保护

器和二次下电的控制信号。

·负载信号汇集板：

汇集负载分路输出开关Q1～Q16的通断信号。

·直流配电控制板：

控制二次下电和电池保护器投入与退出，并显示投入

工作状态。

·分流器RF1：

检测负载总电流。

150A/75mV

·分流器RF2：

检测电池I分路的电流。

100A/75mV

·分流器RF3：

检测电池II分路的电流。

100A/75mV

·电池I熔断器RD1（160A）

·电池II熔断器RD2（160A）

·电池输入接线端X18（100A）（受控）

·负载输出接线端X1～X8：

可供1路50A、1路32A、1路16A、2路10A、

3路6A共8路输出。

其中X4～X8受调压模块控制，X1～X3受电池保护

器终止电压控制。

·负载输出接线端X9～X16：

可供电流路数同上，受二次下电控制

·负载分路X1、X9路的空气开关（50A/1P）

·负载分路X2、X10路的空气开关（32A/1P）

·负载分路X3、X11路的空气开关（16A/1P）

·负载分路X4、X5、X12、X13路的空气开关（10A/1P）

·负载分路X6、X7、X8、X14、X15、X16路的空气开关（6A/1P）

·交流信号转接板：

转接交流配电屏输出信号。

·调压模块：

在系统正常工作时，可将输出电压调整在50V±2V范围内，

不受输出电压变化影响。

调压模块功率为50V±2V/30A，供X4～X8输出

（用户可选用）。

·其中当电池电压降到46V时，负载分路X1～X8被保护，负载X9～X16

分路被切断。

当电池电压降到43。

2V时，切断所有的负载。

1.4.3系统控制单元

系统控制单元主要是由交流电压自动切换控制板、系统电压主控制板、工作电源板、电话远程控制板、基载监控板和声光告警显示板组成。

它负责对交流配电、直流配电和整流模块进行监控。

通过RS232、RS485和TEL通讯口或MODEM通讯方式与远程监控中心的计算机通信，实现对系统的远程监控。

系统控制单元原理框图，请参见附录4图册（7-1）所示。

1.4.3.1系统控制单元的功能

a）监控两路交流输入电压，当交流掉电，电压过高、过低，或三相不平衡

以及防雷器故障时，实行保护控制，并发出声光报警信号。

b）监控整流模块工作状态，当整流模块的工作状态不正常时，发出声光报

警信号。

可通过键盘操作和电话拔号方式实现整流模块的开关机和均浮

充转换功能。

c）监测直流输出电压，电流值和负载熔丝状态。

当直流输出电压过高或过

低或负载熔丝断时，能实行锁定保护控制，并发出声光报警信号。

d）电池自动管理。

监测两组电池电压，充放电电流和电池接触器，电池熔

丝的通断状态。

当交流输入停电而由电池维持向负载供电时，如果电池电压降低至低压放电值（46V）主控与监控单元发出报警信号。

如果电池继续放电至二次下电电压值（45V），下电控制器会自动切断部分负载以减小电池的放电电流；如果电池继续放电至电池保护电压值，电池保护器会自动断开电池回路中的直流接触器以保护电池。

当交流输入恢复正常时，主控与监控单元可对电池的充电过程进行自动管理。

电池自动管理是针对电池充电特性要求而设计的。

其主要思想是：

交流停电后，电池放电超过一定时间，当交流来电时，主控与监控单元控制整流模块对电池自动进行均充，充电限流值由模块充电电流数字设置口设定，（共16种用户可以根据需要设定不同电流，系统默认值为总输出电流的25%）均充开始后，充电电流立即达到限流值使充电电压迅速下降为电池电压，对电池实行降压恒流充电。

当电池电压逐渐上升到均充电压值时，进入恒压充电。

在进入恒压充电区后，随着充电过程的进行，电池的充电电流逐渐减小，当充电电流减小到系统设置的均浮充转换电流值（可由用户设定，系统默认值为5～10A）时，或均充定时时间（可由用户设定，系统默认值为5～10小时）到时，系统将自动地转换到浮充状态，至此主控与监控单元由电池管理状态，转入正常工作状态。

如交流输入长时间不发生停电，电池长期处于浮充状态，为保持电池容量，每隔一定时间（以天为单位，可由用户设定，系统默认值为30天）进行一次均充，均充时间的长短以小时为单位，可由用户设定（默认值为5小时）另外当用户认为有必要对电池进行均充时，可进行手动均充操作，也可以通过监控系统和电话远程控制单元，进行远程均充操作。

e）系统可实现多种通信方式，组成灵活的集中管理，实现电源系统的“遥测、遥控、遥信”三遥功能。

系统可选择RS232、RS485或MODEM通信方式。

波特率为9600BPS。

采用近端后台计算机且通信距离在15米内时，可通过RS232实现一对一监控。

通信距离在1200米以内可通过RS485实现一对一的监控；设置异地远端电源集中监控时，可采用MODEM方式实现。

系统控制单元可监测和遥测输出直流电压，电池1电压，电池2电压，

2路交流三相电压，交流输入电流，负载总电流，电池1电流和电池2电流

以及模块开关状态，负载熔丝通断状态，防雷器通断状态，二组电池通断状

态和两路交流接触器通断状态。

另外监控单元和远程控制板，可遥控模块

均浮充控制和模块开关机控制。

f）能提供当前的告警信号，并有声告和光告输出。

1.4.3.2系统控制单元的结构

系统控制单元内部结构图示及单板说明。

系统控制单元内部结构如图1.6、附录4图册（8-1）所示。

图1.6系统控制单元结构图

各单板说明：

a）声光告警显示板

·处理系统声光报警和市电主备用工作指示。

·显示系统电压与电流参数以及功能转换指示,具体操作请参见4.2.3。

·采集处理负载熔丝和汇集熔丝的通断状态。

b）交流电压切换板

·采集交流工作电源板上两路市电电压（变压器隔离低压采样）实现主备

用自动切功能。

·处理交流电压故障并能执行切换保护功能。

·输出切换控制接点。

c）电压控制板

·采集交流工作电源板上两路市电电压（直接半桥整流高压采样）并根据

输入电压变化状态，能输出过压，欠压缺相等告警信号送至声光报警板。

同时还能向交流切换板送故障保护控制信号。

·采集负载电压和电池电压，并根据电压变化范围，处理成0～5V送至基

载监控板，另外还可以根据电压变化状态，输出过欠压告警信号，和故

障保护控制信号。

·接收两路电池充电电流采样求和电压（0～5V）经处理后可输出模块自动

均浮充转换控制信号。

d）工作电源板

负责给整个系统控制单元供电，它包括数字部分供电的+5V，模似部分

供电的±12V，MODEM供电的为AC9V和交流控制屏的+12V。

e）基载监控板

·负责整个监控单元的运行管理，它对系统各部分送来的采集量（输入电

压、电流、输出电压、负载电流、电池电压、电池电流）以及各种状态

信号进行测量和处理，并将处理信息送至显示，同时向各执行部件发出

控制信息。

·提供RS232、RS485和Tel（电话）通讯接口。

·完成模块均浮充转换和开关机遥控功能。

f）远程控制板

通过电话TEL接口，采用拔号形式对模块实行均浮充转换和关机控制功

能。

g）母板

如图1.7、附录4图册（9-1）所示。

图1.7母板插头背面布置图

图1.7母板插头正面布置图

实现各功能板的连接，完成各种信号的输入和控制输出。

母板各插件

接口定义参见（附录5主控与监控单元母板接口信号定义表）。

h）MODEM

实现远程通信。

1.4.4整流模块

请参见附录1SMP-4820整流模块使用说明。

1.5系统主要技术参数

1.5.1输入参数

a）额定输入电压

线电压：

380VAC45HZ～65HZ

相电压：

220VAC45HZ～65HZ

b）最大输入电流：

100A（每相）

c）蓄电池组电压：

48V

1.5.2输出参数

a）三相交流输出（二路供用户）

额定电压：

380VAC45HZ～65HZ

额定电流：

32A（每相）

b）单相交流输出（三路供用户）

额定电压：

220VAC45HZ～65HZ

额定电流：

10A

c）直流输出

额定电压：

-48V

额定电流：

20A、40A、80A、120A、160A、200A、240A、280A、320A

（不同配制）。

16路空气断路器

支路容量：

50A2路、32A2路、16A2路、10A4路、6A6路

d）电池充电电压

浮充电压：

53±1VDC

均充电压：

56±1VDC

e）充电电流

·电源系统的充电电流，可以根据所选配的电池容量加以选择，整流模块

能提供16种选择方式，最大充电电流IBAT（MAX）=IO（MAX）/I

·均浮充转换电流：

当检测到充电电流值≥设定充电电流值的1/2时，可

将充电电压强迫置为均充状态（56VDC），当充电电流≤设定值时，又可将

充电电压值恢复到浮充状态（53VDC）

1.5.3保护指示

a）输入电压的过、欠电压保护指标

交流输入欠压保护点：

165±3VAC

交流输入欠压恢复点：

175±3VAC

交流输入过压保护点：

270±3VAC

交流输入过压恢复点：

260±3VAC

交流输入缺相保护点：

150±3VAC

交流输入缺相恢复点：

175±3VAC

输入电压故障保护方式：

当输入电压出现过欠压时，主控板向交流

切换板发控制信号，同时发声光报警信号，切换板接信令后，立即转入

备用市电工作，如备用市电出现上述故障，切断所有交流供电。

转入电

池供电。

当输入电压回落或上升10±3VAC时，系统恢复正常交流供电。

b）直流保护（用户可调）

直流输出欠压保护点：

40±0.5VDC

直流输出欠压恢复点：

43±0.5VDC

直流输出过压保护点：

59±0.5VDC

直流输出过压恢复点：

56±0.5VDC

二次下电保护点：

46±0.5VDC

电池过放电保护点：

43±0.5VDC

输出电压故障保护方式：

当输出电压出现过欠压时，主控板向交流

切换板发控制信号，同时发声光报警信号，切换板接信令后立即切断所

有交流供电，转入电池供电。

当输出电压回落或上升3±0.5VDC时，须

人工启动复位键，系统才能重新恢复交流供电。

c）抗雷指标