北京动力源DUMB开关电源系统说明书.docx

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北京动力源DUMB开关电源系统说明书

第一章目录

第一章：

概述

第二章：

安装

1.安装环境检查及通风和防尘要求

2.交流容量及连线要求

3.直流容量及连线要求

4.电池连线要求

5.接地

6.其它电缆连线

7.调试

第三章：

电源系统

第四章：

控制系统

第五章：

交直流配电

第六章：

操作

第七章：

机械性能

第二章概述

一．简介

随着通讯技术的发展，新型通讯设备的迭出，对通讯电源提出了更高的要求。

DUM-48/50B智能开关通信电源是采用新型元器件设计、生产的新一代高频开关电源。

具有容量大、可靠性高、智能化程度高、电网适应范围宽、维护方便等特点。

适用于邮电通信、移动通信基站、水利电力、公安、铁路、计算中心等需要大功率直流电源的场所。

二．系统特点

1.DUM-48/50B智能开关通信电源交流输入电压适应范围宽：

三相供电266V～494V

2．DUM-48/50B智能开关电源整流器交流输入为三相无零线供电方式，彻底解决零线电流问题。

3．整流器具有缺相检测、保护电路。

可以保证在有一相相电压失效的情况下（例如：

一相断路），整流器仍能在一定范围内正常工作。

整流器的输出电流不超过25A，整流器不受输入端缺相的影响，继续工作。

倘若，因为整流器输出端负载的变化，一旦输出电流超过了25A，此时整流器输出电流会自动限流于25A处。

4．DUM-48/50B智能开关通信电源整流器采用无源功率因数校正技术，功率因数≥0.92。

5．整流器逆变整流部分采用先进可靠的全桥PWM相移谐振ZVZCS拓扑结构,与其

他拓扑结构相比，它有效地提高了整流器的效率（达到91%以上）。

6．DUM-48/50B智能开关通信电源采用民主均流技术，提高了系统可靠性，减少了设备日常维护工作。

7．DUM-48/50B智能开关通信电源采用微机控制、汉字显示、键盘操作，极大地方便了用户掌握使用。

实现了系统的自动测试、自动诊断、自动控制，又可实现系统的遥信、遥测和遥控。

8．系统控制器对设置的参数具有掉电保护功能。

9．整流器采用智能风冷技术，当整流器温升到启动值时，风扇自动开启，大大提高了风扇使用寿命。

10．电池维护功能齐全，具有自动和手动维护功能，系统可对电池自动维护，有关电池的均充电压、浮充电压、充电限流值等参数可根据电池性能通过控制器或遥控系统连续设置。

在启动、均充过程中系统电压逐步增长，对电池和电网均无冲击。

11．系统具有完备的防雷措施。

能防止各种能量级的直击雷和感应雷的侵入。

保证系统安全。

12．系统采用开放式设计、模块化结构，便于安装、维护和扩容。

13．每个单元均内置CPU控制、检测以及智能接口。

各单元之间无直接的模拟电气联接，各单元的数据、控制指令的传输均由隔离RS-485通讯联系,有效地排除了多点接地造成的各功能单元之间的干扰,有利于提高系统的稳定性。

三．使用环境与工作条件

1．使用环境：

工作环境温度：

－10℃～+55℃；

储存温度：

－40℃～+70℃（试验温度）；

相对湿度：

＜90%（40±5℃）；

海拔高度：

≤2500m。

2．工作条件：

交流输入：

三相五线制──火线U、V、W，零线N、保护地PE。

输入电压：

三相266V～494V；45Hz～55Hz。

四．安全

良好的电气绝缘保护是DUM-48/50B智能开关通信电源可靠运行和人身安全的基本保证。

1．绝缘电阻：

在正常大气压条件下，相对湿度＜90%（40±5℃），不接入防雷器、整流器、控制器和控制板时，试验电压为直流500V，整流器回路的交流部分和直流部分对地或交流部分对直流部分的绝缘电阻均不低于5MΩ。

2．绝缘强度：

⑴在不接入防雷器、整流器、控制器和检测板时，交流配电部分各带电回路对地或非电连接的两个带电回路之间能承受50Hz、2500V的交流电压1min，无击穿、无飞弧现象。

⑵工作在60V以下的控制、保护电路能承受50Hz、500V的交流电压1min，无击穿、无飞弧现象。

⑶其余符合GB4943─95《信息技术设备（包括电气事务设备）的安全》。

第三章电源系统

一．主要技术指标

1．输入：

交流输入：

两路市电，三相五线制，输入电压266V—494V

2．输出：

额定电压:

48V

稳压范围：

43～57.5V

稳压精度：

不超过直流输出电压整定值的±0.6%

均流误差：

整流器输出电流在50%～100%的额定电流范围内时，其均分负载不平衡度≤±5%。

电压调整率：

不超过直流输出电压整定值的±0.6%

电流调整率：

不超过直流输出电压整定值的±0.5%

效率：

≥91%

可闻噪音：

≤45dB

3．杂音电压：

电话衡重杂音电压（300～3400Hz）：

≤1.5mV

峰—峰值杂音电压：

≤150mV

宽频杂音电压（3.4～150ＫHz）：

≤50mV

（0.15～30MHz）：

≤20mV

二．基本工作原理

DUM-48/50B智能开关通信电源系统组成原理框图如下图：

三．系统组成

1．控制器：

DUK－48/50B，1台。

2．整流器：

DZY－48/50B，3～12台。

3．系统最大容量：

600A。

4．交流配电：

交流输入：

三相五线制380V/125A，两路。

交流输出：

三相三线制380V/32A，四路（为整流器供电）。

5．直流配电：

额定电压：

DC－48V

10路输出：

32A3路

63A2路

100A5路

电池接入：

2路，熔断器－400A；熔断器－200A。

6．机柜外形尺寸（宽×深×高mm）：

600×600×2000

第三章控制系统

控制系统由计算机控制，键盘操作，汉字显示，对电源系统实施检测、控制，还可与远端的监控中心连接实现“三遥”。

一、本机监控系统的组成

近距监控中心

控制器

远端监控中心

操作键盘

显示器

转接单元

智能开关电源本机监控系统主要由交流检测单元、直流检测单元、转接单元及控制器组成。

其组成框图如下：

交流配电

直流配电

整流器

交流检测单元

直流检测单元

转接单元：

转接单元主要包括转接板。

转接单元的作用是通过485口,控制器与整流器、直流检测单元、交流检测单元进行通信。

模块间均流。

各插座定义如下：

XS1-（1,2）通讯A；（3,4）通讯B；（5,6）通讯电源+；（7,8）通讯电源－；（9,10）模块均流母线；（11,12）系统输出电压+；（13,14,15,16）系统输出电压－。

XS2、XS3同XS1。

XS4-1通讯电源+；XS4-2通讯A；XS4-3通讯B；XS4-4通讯电源-。

XS5、XS6、XS7、XS8同XS4。

XS9-1系统输出电压－；XS9-4系统输出电压+。

交流检测单元：

主要包括接触器控制板、交流检测板、交流分路检测板及交流CPU板。

交流检测单元能够将检测到的交流电压、交流电流、分路开关、断相、断电等状态通过485通讯口送系统控制器。

直流检测单元：

主要包括电流采样板、电池电流板、直流检测板、控制板Ⅰ。

电流采样板将输出分路电流送直流检测板，电池电流板将电池电流及电池熔断器通断信号送直流检测板，直流检测板通过485通讯口将检测到的信号送系统控制器。

直流检测板最多可检测32路分路电流及分路通断（此项可选）、两路电池电流及熔断器通断。

电池分路采用2路300A/75mV的分流器测试电池电流，采用2路300A熔断器保护电池。

控制板Ⅰ优先控制器控制直流接触器KM1、KM2的工作：

当电池电压低于控制板Ⅰ上设置的欠压值时直流接触器断开，使系统断开负载保护电池。

控制器：

DUM-48/50B智能开关电源采用DUK－48/50B控制器。

控制器将整流器、交流检测单元、直流检测单元、通过转接单元进行检测、显示、告警。

通过键盘实施状态查询、系统操作、参数设置。

485口与近端监控中心通信。

232口远端监控中心通信。

二、系统控制器

控制器采用大屏幕汉字显示方式,系统提供在线操作提示，人机界面友好，使用户在操作过程中方便快捷地运用其中特定功能。

控制器采用全浮地隔离通讯结构,可以大大提高控制器的可靠性及带电维护能力,防止使用过程中造成的误码,以及工作不稳定性。

为提高系统的容错能力,对电源输出电压的测量采用冗余检测方法

来提高电压检测的可靠性及安全性。

同时为满足一般的环境监控需要,该控制器还可以接受二路隔离模拟量输入以及五路开关量输入,可以很方便组成一个基本型集环境监控,动力监控于一身的电源系统,便于降低成本。

（一）主要功能：

1．检测：

可检测系统交流供电、电池状态、整流器状态、电池电流、主分路电流及系统故障内容。

2.控制：

系统开机/关机、均充开/关、整流器开机/关机、电池试验开/关。

3．参数设置：

电源参数：

均充电压、浮充电压、直流上限、直流下限、一次下电、二次下电、交流上限、交流下限、频率上限、频率下限、交流过流、温度上限、时钟等。

电池参数：

电池组标称、充电限流、试验电压、电保电压等。

通讯参数：

设备编号、通讯方式、通讯速率、电话号码等。

4.通讯功能：

通过通讯接口RS232或RS485与监控中心连接实现“三遥”：

RS232：

当监控距离﹥1000米时通过MODEM和电话线接入

RS485：

当监控距离≤1000米时用之。

5．历史故障记录

6．电池维护

7．显示功能

1．通过故障告警输出接口，将系统故障告警信号输出至系统故障监视器。

（三）、控制器主要技术参数：

输入电压：

DC43～70V；

外形尺寸（宽×深×高，mm）：

444×300×100

重量:

：

5kg

显示屏：

240×128点阵液晶显示器，每屏显示六行汉字。

（四）外形：

控制器的前面板示意图见图3-4。

后面板上主要连接信号有：

（1）通过485-1口与系统转接板内相应的整流器、交流检测单元、直流检测单元相连。

（2）48V电源：

与电池的“十”、“一”端连接。

（3）RS485、RS232：

与远端监控器联接，构成“三遥”监控系统。

（4）告警：

连接系统故障监视器，输出系统故障告警信号。

（5）电源开关。

图3-4控制器

前面板主要有液晶屏显示器及键盘。

操作键盘如图3-5所示。

型开关电源系统控制器操作键盘功能如下：

“↑”键——选择时，为上移键；修改参数时，为增加键。

“↓”键——选择时，为下移键；修改参数时，为减少键。

“←”键——选择时，为左移键；修改参数时，为增加键。

“→”键——选择时，为右移键；修改参数时，为减少键。

“C”键──返回键。

键──返回键。

有关“操作”请详见第七章。

图3-5控制器操作键盘

（五）系统控制器后面板各接口定义：

电源开关：

控制器工作电源开关。

48V电源：

1─48V负；4─48V正。

电话口：

MODEM用公共电话网口。

RS485-1：

系统485总线，接于系统转接板；

1─通讯电源+；2─通讯A；3─通讯B；4─通讯电源－。

RS485-2：

RS485-3：

RS232：

干节点输出口：

输出1：

输出11：

输出2：

输出12：

输出3：

输出13：

输出4：

输出14：

输出5：

输出15：

输出6：

输出16：

输出7：

输出17：

输出8：

输出18：

输出9：

输出19：

输出10：

输出20：

第四章整流器

一．DZY－48/50B型整流模块技术指标

1．输入:

交流电压：

266V～494V，45～55Hz

功率因数：

≥0.92

开机浪涌电流：

≤4A

绝缘强度：

A．整流器输入对机壳、输入对输出能承受50Hz、1500V的交流电压1min，无击穿、无飞弧现象。

B．输出对机壳能承受50Hz、1500V的交流电压1min，无击穿、无飞弧现象。

2．输出：

额定电压:

DC48V

稳压范围：

43～57.5V

额定电流：

50A

最大电流：

52.5A

稳压精度：

不超过直流输出电压整定值的±0.6%

均流误差：

≤±5%（整流器额定电流）

电压调整率：

不超过直流输出电压整定值的±0.1%

电流调整率：

不超过直流输出电压整定值的±0.5%

效率：

≥92%

可闻噪音：

≤45dB

3．杂音电压：

电话衡重杂音电压（300～3400Hz）：

≤1.5mV

峰—峰值杂音电压：

≤150mV

宽频杂音电压（3.4～150ＫHz）：

≤50mV

（0.15～30MHz）：

≤20mV

4．重量：

10kg

5．外型尺寸（宽×深×高，mm）:

110×280×410

二．DZY－48/50B型整流模块的工作原理

1．电路原理组成概述：

1.1DZY－48/50B型开关电源模块的电路组成原理框图如附图所示。

1.2整流器中配有以单片机为核心的CPU控制器单元，能够准确可靠地将整流器工作中的状态参数有序地传递给系统控制器，系统的控制器发出的各种指令（例如：

开/关机、查询状态参数、调整电压，限制电流等）也能通过该CPU控制器有效可靠地执行，如果遇到特殊情况（例如：

系统控制器失效，或者信息传输出现了问题等）它还可以配合整流器中的模拟控制电路完全自主地完成对整流器的控制。

CPU控制器还控制着整流器的显示电路。

1.3整流器采用无源功率因数校正技术，它在保证不降低整流器已有的可靠性的基础上，

大幅提高了整流器的功率因数，使整流器的功率因数达到大于等于0.92的水平。

1.4整流器逆变整流部分采用先进可靠的全桥PWM相移谐振ZVZCS拓扑结构,与其他

拓扑结构相比，它有效地提高了整流器的效率（达到92%以上），其优点还体现在

对IGBT进行ZVSCVS，它抑制了加在IGBT上不必要的电压和电流的尖刺，使IGBT

管的外部环境得到改善，可以更加安全可靠地工作。

1.5整流器的并联输出均流方式是先进的民主均流方式。

2．工作特性：

2.1DZY－48/50B型整流器的输入方式为：

三相交流电压，且不接入零线的供电方式。

由于整流器本身具有缺相检测、保护电路。

可以保证在有一相电压失效的情况下

（例如：

交流输入有一线断开，或者一相断路），整流器仍能在一定范围内正常工作。

例如：

当整流器输入端的三相相电压缺少任意一相相电压时，如果此时整流器的输出电流不超过25A，整流器不受输入端缺相的影响，继续工作。

倘若，因为整流器输出端负载的变化，一旦输出电流超过了25A，此时整流器输出电流会自动限流于25A处。

这不但以保证整流器本身不受输入端缺相的影响，而且避免整流器因为电气环境的过份恶劣受到损害。

2.2整流器的散热方式为智能风冷散热方式，它以散热器的温度来控制风扇，这种方式

较之风冷散热方式与自然冷却散热方式，更加合理地解决了整流器可靠性与整流器

体积的矛盾。

例如：

在环境温度不超过25℃，输出负载电流不超过20A的情况下（通常整流器

的工作环境基本满足这些条件），整流器此时的散热方式为自然冷却散热方式，即

整流器的散热完全依靠散热片与自然流动的空气进行热传递，风扇此时根本不工作或很低的速度转动，这大大延长了风扇的使用寿命。

随着环境温度的增加，或者整流器的输出电流增加导致散热器温度超过一定温度（50℃～55℃）时，风扇开始转动并能维持

整流器内温度不超过90℃，此时整流器工作在风冷散热方式。

当然如果由于环境温度过高，或者风扇失效，导致散热片温度超过90℃，整流器将启动关机保护。

另外：

风扇可在整流器带电工作的情况下进行更换，且操作过程安全简便：

只需

打开整流器前面板上的一个能抠开的通风板1，取出风扇，断开电源插座，然后

将新风扇连接好并放入整流器中，盖上通风板即可。

2.3由于电路和结构的原因，整流器能够可靠地热插拔。

插入时：

整流器的前面板下面带有一个栓，配合机柜的相应部分构成了一个机械延时装置，加上输出端的加电是先加充电端子，后加输出端子，并且在位端子还没接好，整流器输入与输出无关，因此，输出端（直流电压端）与机柜中的输出铜排接触的瞬间几乎没有电势差，所以也不会出现飞弧放电现象。

拔出时：

由于在位端子的作用，整流器先使输入与输出无关，再断开输出，同样保证输出端不会出现飞弧现象。

3．整流器具有一套简洁可靠的保护电路（输入过压、输入欠压、输出过压、输出欠压、

输入过流、输出过流、短路保护、过温保护、输入缺相保护，热插拔保护等）使整

流器能更可靠地工作。

4．整流器面板实用简洁，利于操作：

按出按钮，数码管显示电压，同时电压灯、状态正常灯亮；

按进按钮，数码管显示电流，同时电流灯、状态正常灯亮；

再次按出按钮，数码管先显示ID地址和整流器温度，再转回显示电压，在此过程中，只有状态正常灯亮。

5．一旦整流器出现故障，则故障灯或告警灯亮，状态正常灯不亮。

绿灯亮表示整流器正常，红灯亮表示整流器故障。

上电显示板应显示’…’状态延时数秒开机。

面板按键按下显示模块电流，面板按键弹起依次显示模块温度、ID号、模块电压，显示电流时,绿灯和电流指示灯同亮;

显示温度时,灯都不亮;

显示ID号时,只有绿灯亮;

显示电压时,绿灯和电压指示灯亮;

若黄灯亮则ID号对应显示为:

E11输入欠压E12输入缺相

E13输出欠压E14风机故障

E15温度>70度

-ID通讯故障（如模块单机调试时未接通讯,此故障可不必理会）;

若红灯亮则ID号对应显示为:

E01输入过压E02输出过压

E03保险E04模块故障

E05温度>90度

注意:

1.黄灯或红灯亮,除通讯故障外均按故障处理;

三．整流器外形

整流器输出端子定义：

2──交流输入V

4──交流输入U

5──交流输入W

9──保护地PE

14──直流48V－

15──模块均流线

25──模块ID号

26──直流48V－

27──直流48V＋

30──485通讯B

31──485通讯电源－

32──485通讯A

33──485通讯电源＋

34──直流48V＋

35──直流48V＋

36──直流48V－

第五章交直流配电

一．交流配电

DUM48/50B型智能开关电源交流输入采用三相五线制供电，包括交流电源线（线电压380V）U、V、W，零线N，地线E。

1、交流1路／交流2路手动互锁供电方案

图1

标准配置为1路三相供电。

用户还可以选购：

（1）交流1路／交流2路手动互锁供电方案。

（2）带有机械联锁的交流1路／交流2路自动转换，且1路优先的供电方案。

如图1所示，Q1、Q2分别为交流1路、交流2路的手动输入断路器，交流电源经Q1或Q2接入机柜。

机柜内设有两级防雷装置，可以有效地保护交流用电设备和输出分路的安全。

整流器采用三相无零线方式供电。

交流电压、电流等参量的采集、测量由交流监控单元在本地完成，并上报控制器。

图2

2、带有机械联锁的交流1路／交流2路自动转换，且1路优先的供电方案

图2所示为带有机械联锁的交流1路／交流2路自动转换1路优先的供电方案。

KM1、KM2是交流接触器，由于本系统采用了全新的交流接触器控制方式，所以在交流供电电压波动范围内（－30％—＋30％）可以保证接触器的稳定吸合。

交流1路／交流2路供电的自动转换过程中有延时，延时时间可以在交流监控单元中设定。

二．直流配电

下图为DUM-48/50B型智能开关电源系统的直流配电原理图。

直流配电原理图

DZY-48/50B整流器将交流整流为直流输出至正负母排；电池1、电池2分别通过熔断器、分流器与正负母排相连。

然后分别通过2个直流接触器的常开型触点与直流断路器Q1～Q5及熔断器FU1～FU5，向负载提供稳定的直流电源。

电流采样板将输出分路电流送直流检测板，电池电流板将电池电流及电池熔断器通断信号送直流检测板，正负排的电压作为“直流电压”，直流检测板通过485通讯口将检测到的信号送系统控制器。

直流检测板最多可检测32路分路电流及分路通断（此项可选）、两路电池电流及熔断器通断。

DUM-48/50B型智能开关电源系统电池分路采用2路300A/75mV的分流器测试电池电流，采用2路300A熔断器保护电池。

DUM-48/50B型智能开关电源系统采用直流接触器KM1为400A、KM2为200A。

控制板Ⅰ优先系统控制器控制直流接触器KM1、KM2的工作：

当电池电压低于电池保护板上设置的欠压值时直流接触器断开，使系统断开负载保护电池，当电池电压高于电池保护板上设置的欠压值时，系统控制器设置欠压值通过485口控制直流接触器KM1、KM2的工作。

2路直流接触器KM1、KM2可独立控制，也可同时控制。

第六章安装

一．开箱检查

1．按装箱单检查设备主要配置、配件的品种、数量。

2．检查设备外表应完好、无损。

3．检查整流器、控制器内应无异常情况。

二．安装

图6─1、6─2是DUM-48/50B型智能开关电源的外形图和安装定位图。

1．将机柜在安装处定位，并用膨胀螺栓固定。

2．将整流器模块分别插入机柜，将控制器安装在控制器插箱的导轨处，并用螺栓固定。

3．连接控制器各接口连接线。

4．连接电池、直流输出分路。

注意：

连接电池和直流分路输出线时，其正、负极连线不能接错，否则会造成整流器、电池短路，损坏负载。

5．连接交流进线。

注意：

交流进线的火线和零线不能接错。

6．连接系统地线。

注意：

按规定连接保护地和直流工作地。

保护地和直流工作地的连接应分散连接、集中接地。

7．DUM-48/50B型智能开关电源机柜外形尺寸、安装尺寸、重量

外形尺寸：

（宽×深×高mm）600×600×2000

安装尺寸：

（长×宽mm）

重量：

注：

DUM-48/50B型智能开关电源机柜上的膨胀螺栓安装孔均为17mm。

第七章操作

开机:

A．检查各部分接线应正确无误，牢固可靠。

B．接通交流配电柜上的总空气开关和控制整流器的各空气开关。

C．接通控制器的电源开关。

D．开机后控制器的液晶显示屏显示如图7-1所示的主菜单。

用“↑”或“↓”键移动光标，进行选择；

按“”确认键，进入下一层菜单。

按“”返回键，返回到上一级菜单。

也可进入“键盘操作指南”菜单详细查询。

一、查询电源状态

进入查询电源状态栏，控制器显示“查询电源状态”主菜单，如图7-2所示：

图7-2

图7-1

在此菜单中,显示“日期、时间”，“直流电压”，“负载电流”，“系统状态”，“通讯状态”及进入下一页的项目选项。

Ⅰ.交流:

进入“交流”，控制器显示“交流”菜单，如图7-3所示：

显示交流的工作状态。

其中：

“×”表示故障；

“OK”表示正常；

“ON”表示开通：

“OFF”表示关闭；

Ⅱ.整流器:

进入“整流器”，控制器显示“整流器”菜单，如图7-4所示：

01～12表示第一～第十二模块工作状态。

第一列表示模块的通讯状态；第二列表示模块的开关状态。

图7-3图7-4

“→”键进入图示菜单，显示01～12模块的电流值和温度值。

如图7-5所示：

按“↑”，“↓”键移动光标，“”键进