第一章 KLH壁挂电源直流系统概述

　　第二章 KLH壁挂电源箱
　　1. 功能特点
　　适合构成38AH（220V系统）、65AH（110V系统）或者150AH（48V系统）以下的系统。
　　监控单元、充电模块和降压模块均采用带电热插拔技术，安装维护方便。
　　可安装2至4个2A/220V、4A/110V、5A/48V自然冷充电模块。
　　降压模块具有自动硅链降压功能，最大电流2.5A,冲击电流30A/0.5S。
　　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。
　　监控器具有电池自动管理功能。
　　监控器可以挂接电池巡检单元，完成18只电池的电压检测。
　　监控器监测电池电压、控母电压，控母电流、电池充放电电流及模块状态。
　　提供RS232/RS485通讯接口，有RTU、CDT、MODBUS三种通讯规约选择,实现与电站自动化系统连接。
　　提供2路单相交流输入或PT100输入。
　　具有两路交流自动切换，保护整流模块
　　PT供电时系统自动限制输出功率，输出电流1.0A。
　　系统还可以配置逆变模块，满足事故照明系统的需要。
　　具有母线绝缘监测及母线闪光功能。
　　2. 技术指标
　　交流输入： 220V±20%
　　PT电压：　 100V±10%
　　电网频率： 50Hz±10%
　　功率因数： ≥93%
　　输出电压： 180V-280V连续可调（对于220V系统）
　　90V-140V连续可调（对于110V系统）
　　30V-60V连续可调（对于48V系统）
　　输出限流： 0.2A-2.5A(单个模块)
　　稳压精度： ≤±0.5%
　　稳流精度： ≤0.5%
　　纹波系数： ≤±0.1%
　　均 流 度： ≤3%
　　效　 率： ≥93%
　　过压保护： 280V±2V(220V), 140V±2V(110V), 60±2V(48V)
　　绝缘电阻： ≥10MΩ
　　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: -5℃ -- +45℃
　　可闻噪音: ≤55dB
　　外形尺寸: 450（宽）×700（高）×250（厚）
　　重　 量： 充馈电柜45KG(满配置)　 电池柜25KG（不含电池）
　　3.型号定义及配置
　　3.1型号定义

　　3.2 配置说明
　　系统采用模块化结构，可根据用户要求灵活配置，输出电压有3种规格：220V、110V及48V；降压模块有2种规格：110V和220V；2路交流输入自动切换，其中也可采用PT100交流供电。
　　4. 电气原理图

　　5. 电源箱结构及安装
　　5.1 外形尺寸

　　5.2 安装说明
　　电源箱机柜门采用左侧开结构。安装人员应依工程设计图，在确保便于维护和足够的行人通道等前提下，合理规划距地面的安装高度h。

　　6.KLH-J04监控单元
　　6.1KLH-J04监控单元功能
　　采用128*64LCD显示，按键操作，人机界面友好，工作状态一目了然。
　　监测功能：电池电压/电流、控母电压/电流、模块状态、交流故障、绝缘故障等。
　　控制功能：均/浮充控制，均充电压、浮充电压、电池限流连续可调。
　　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。
　　接口功能：通过RS232/RS485接口实现与自动化接口。
　　6.2KLH-J04监控单元基本原理
　　监控单元采用微处理器控制，通过A/D采样采集系统工作参数，通过D/A输出控制模块输出电压、输出限流；通过汉字显示LCD显示工作参数、系统故障及设置参数；通过按键操作可设置系统工作参数、校准输出电压和显示电压；设置参数和校准参数停电不丢失。
　　监控单元基本原理框图如下：

　　6.3 KLH-J04监控单元面板及配电电气原理图

壁挂电源系统配电原理图

　　上位机通讯方式出厂设定为RS232，如采用RS485通讯方式需要打开监控单元盖板、将JP1跳接到RS485上。

　　6.6 KLH-J04操作说明
　　a) 工作参数查询说明：
　　正常工作情况下监控循环显示基本工作参数，也可按"↑↓"键切换基本工作参数显示页和故障信息页。
　　b) 控制操作说明：
　　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，不能小于合母的欠压值。
　　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，不能小于合母的欠压值。
　　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。
　　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。
　　c) 参数设置说明：
　　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。
　　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。
　　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。
　　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。
　　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。
　　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。
　　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门限；控母过压值220V系统不能大于242V、110V系统不能大于121V。
　　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。
　　PT供电：光标移到"PT供电"项，按"+、-"键改变PT供电的有、无状态。
　　交流2路：光标移到"交流2"项，按"+、-"键改变交流2路供电的有、无状态。
　　模块的有、无：光标移到相应模块序号位置，按"+、-"键改变模块有、无状态。
　　电池巡检参数：光标移到相应序号位置，按"+、-"键改参数。
　　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01--99 。
　　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。
　　通讯协议的设置：光标移到"协议"项，按"+、-"键改变通讯协议；通讯协议为监控和上位机通讯的协议，有RTU、CDT、MODBUS三中选择。
　　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。
　　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：
　　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。
　　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。
　　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。
　　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。
　　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。
　　7.M1B02L(M1A04L)整流模块
　　7.1M1B02L(M1A04L)工作原理及特点
　　整流模块的原理框图如下图所示。
　　交流输入首先经EMI滤波，该部分电路可以有效吸收雷击残压和电网尖峰，保证模块后级电路的安全。
　　交流经整流后转换成高压直流电，经PWM电路后转换为高频交流，再经高频变压器隔离降压后高频整流输出。
　　模块控制部分负责PWM信号产生及控制，保证输出稳定，同时对模块各部分进行保护，提供"三遥"接口。
　　采用高频软开关技术，模块转换效率大大提高，最高可达93%。

　　7.2 M1B02L(M1A04L)主要技术指标　　　　　　　　　
　　交流输入
　　交流输入范围：220V±20%
　　交流频率范围：50HZ±10%
　　直流输出
　　输出额定值： 2A/230V（M1B02L）
　　4A/115V（M1A04L）
　　电压调节范围：180V-270V（M1B02L）
　　90V-135V（M1A04L）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　输出限流范围：20%-110%×额定电流
　　稳压精度：≤0.5%
　　稳流精度：≤0.5%
　　纹波系数：≤0.1%
　　转换效率：≥93%（满负荷输出）
　　动态响应：在20%负载跃变到80%负载时恢复时间≤200цS，超调≤±5%
　　可闻噪声：≤55dB
　　环境温度：-5℃ -- 45℃
　　绝缘
　　绝缘电阻：直流部分、交流部分与地之间相互施加500V/50Hz的交流电压，绝缘电阻>2MΩ。
　　绝缘强度：交流部分、直流部分和机壳间施加50HZ的2KV的交流电压，一分钟无击穿，无闪络。
　　模块三遥功能
　　遥控：均/浮充
　　遥调：输出电压、输出限流均连续可调
　　遥信：工作状态
　　结构外型
　　模块尺寸：95（宽）×220（高）×240（深）
　　模块重量：3.0KG

　　7.3 M1B02L(M1A04L)面板说明

　　7.4 M1B02L(M1A04L)功能说明
　　A. 保护功能
　　输出过压保护
　　输出电压过高对用电设备会造成灾难性事故，为杜绝此类情况发生，我公司的高频模块内有过压保护电路，出现过压后模块自动锁死，相应模块故障指示灯亮，故障模块自动退出工作而不影响整个系统正常运行；过压保护点设为280V±2V（M1B02L）或者140V±2V（M1A04L）。
　　输出限流保护
　　每个模块的输出功率受到限制，输出电流不能无限增大，因此每个模块输出电流最大限制为额定输出电流的1.1倍，如果超负荷，模块自动调低输出电压以保护模块。
　　短路保护
　　整流模块输出特性如下图，输出短路时模块在瞬间把输出电压拉低到零，限制短路电流在限流点之下，此时模块输出功率很小，以达到保护模块的目的。模块可长期工作在短路状态，不会损坏，排除故障后模块可自动恢复工作。

　　模块并联保护
　　每个模块内部均有并联保护电路，绝对保证故障模块自动退出系统，而不影响其它正常模块工作。模块并机输出示意图如下图所示。

　　过温保护
　　过温保护主要是保护大功率变流器件，这些器件的结温和电流过载能力均有安全极限值，正常工作情况下，系统设计留有足够余量，在一些特殊环境下，如环境温度过高、风机停转等情况下，模块检测散热器温度超过80℃时自动关机保护，温度降低到70℃时模块自动启动。
　　过流保护
　　过流保护主要保护大功率变流器件，在变流的每一个周期，如果通过电流超过器件承受电流，关闭功率器件，达到保护功率器件的目的。过流保护可自动恢复。
　　B．设置功能
　　电压调节功能
　　在模块的后面有输出电压调节电位器，在无模块监控时可调节此电位器改变输出电压。在有模块监控时，输出电压由监控系统设定，电位器调节无效。
　　无级限流
　　通过监控系统可在20% - 110%额定电流内任意设置限流点。
　　遥控功能
　　可遥控模块的开/关机、均/浮充转换。
　　7.5 M1B02L(M1A04L)技术特色
　　带电插拔技术
　　我公司通过长期研究，解决了大电流连接及带电连接的器件保护等问题。整流模块可带电插拔，使模块的更换极为方便，更换一个模块最多只需30秒钟，使系统维护变得安全、简单、高效。
　　ZVS软开关技术
　　为了使开关电源能够在高频下高效率地运行，我公司不断研究开发高频软开关技术，已开发成功ZVS边缘谐振技术，使开关过程损耗大为降低，从而进一步减小体积、减轻重量、极大提高模块性能。
　　ZVS软开关优点
　　开关损耗小
　　可实现高频化（极限頻率可做到1-2M）、开关过程在平滑状态下实现
　　恒频运行，谐波成份小
　　无吸收电路
　　电流、电压应力小
　　ZVS软开关基本原理
　　硬开关过程和ZVS软开关开关过程比较如下图。

　　功率MOSFET损耗由三部分组成：
　　开通损耗、关断损耗和导通损耗组成，硬开关在开关过程中电压和电流同时变化，即存在高压大电流的状态，此时损耗很大，一般需要加吸收电路减小开关损耗，同时在关断过程中，VDS会出现过冲，对功率管有较大的损害。
　　ZVS软开关开关过程中开通时VDS降到0V时电流上升，关断时电流降到0A时VDS上升，因而理论上无开关损耗，实际中VDS和电流变化有一定的重叠，但开关损耗和硬开关相比较大大降低。
　　ZVS软开关的电压和电流的变化平滑，VDS无过冲，因而输出谐波成份小、电磁干扰小。
　　并机均流技术
　　M1B02L、M1B04L采用先进的低差自主均流技术、多个模块并机工作时具有很好的均流特性，工作原理如下图。各模块均流单元采集各自模块输出电流，按同一放大系数放大，输出到均流母线上，各均流单元比较母线电压，经误差放大后调节模块输出电压，使各模块输出电流趋于一致。

　　此均流方案有以下优点：
　　均分负载，不平衡度小于3%，优于部颁标准5%
　　模块故障时、自动脱离均流母线，不影响其它模块正常均流。
　　8.KLH-BGGL降压模块
　　8.1KLH-BGGL技术指标
　　输出电压： 220V或110V±3V (KLH-BGGL)
　　输出电流： 2.5 A
　　冲击电流： 30A/0.5S
　　控制级数： 7级
　　电压调节精度：±3V
　　工作温度： -5℃ -- 55℃
　　模块重量：1.3KG

　　8.2 KLH-BGGL基本原理
　　基本原理框图如下：

　　合母输入经可控制硅链输出到控母，调节控母输出电压在设定范围内，当合母电压变化时，控制回路自动调节硅链接入数量，保证输出电压稳定。
　　8.3 KLH-BGGL降压模块面板说明

　　9.KLH-AC-CTL交流双路自动控制器
　　9.1KLH-AC-CTL概述
　　根据测量的单相交流输入电压自动完成两路交流输入自动切换；实现两路交流互为备用供电，指示灯显示交流过、欠压及工作状态，提供两路故障输出接点。
　　9.2KLH-AC-CTL工作原理
　　交流双路自动控制器主要由交流电压检测和保护输出组成；检测两路交流电压是否正常来切换输出电压，两路正常时必须使用一路。
　　9.3KLH-AC-CTL主要技术参数
　　供电电压：80VDC－320VDC
　　两路AC220V电压切换
　　最大工作电流20A
　　电压正常范围：AC220V±20%
　　故障输出：2路（光耦输出）
　　9.4KLH-AC-CTL接口说明

　　10.KLH-JYSG绝缘闪光装置
　　10.1KLH-JYSG概述
　　直流绝缘闪光装置包括直流绝缘继电器和闪光继电器。绝缘继电器监测直流母线绝缘，母线绝缘下降时指示母线接地方向，发出警告信号；报警动作电流可设定，用户在使用时可根据自身需要选择设置，灵活方便。闪光继电器则可用于各类指示灯，闪光频率稳定。
　　10.2KLH-JYSG工作原理
　　绝缘继电器主要由平衡电阻和检测集成电路组成；当两侧直流母线对一电阻值相等时，没有电流流过检测电路，继电器不动作。当一侧绝缘电阻值下降时，便有一不平衡电流流过检测电路，此时检测电路将这一电流与设定电流值比较，当大于设定值时便推动继电器动作，发出报警信号，指示接地方向。闪光继电器采用集成电路和放大驱动，通过接入信号灯启动闪光继电器工作。
　　10.3KLH-JYSG主要技术参数
　　电压等级：220V、110V
　　闪光频率：每分钟60±3次
　　闪光启动电流：5mA
　　绝缘继电器额定电流：0.5A
　　闪光继电器额定电流：1.0A
　　绝缘电阻值：分为三档，可通过拨码设定
　　10.4KLH-JYSG接口说明

　　10.5 KLH-JYSG使用说明
　　绝缘继电器监测功能
　　用户根据自己的需要来选择绝缘电阻值，阻值与拨码的关系如下：

　　其中这三个拨码只能有一个拨到"ON"位置，否则会造成报警错误。
　　当直流正母线对地绝缘降低到设定的绝缘电阻值时，面板上"正接地"的红色指示灯亮；而直流负母线对地绝缘降低到设定的绝缘电阻值时，面板上"负接地"的红色指示灯亮，绝缘继电器动作。
　　闪光功能
　　SM+上接超过5mA以上负载（一个以上指示灯），继电器以1HZ的频率动作。
　　为了测试闪光继电器，可以按住面板上闪光测试按键，绿灯以1HZ兹的频率闪烁表明闪光继电器工作正常。
　　11.J02B电池巡检单元(选配件)
　　11.1 J02B单元功能
　　提供19节单体电池检测，可测量最高电压16V以下的电池，或者多节2V、4V、6V电池串连测量。
　　提供2路电池温度监测，监测电池体表温度或电池安装环境温度。
　　通过RS485串行接口将检测的信息传送给主监控，作为主监控管理电源系统和处理故障告警的依据。
　　11.2 J02B基本原理框图

　　11.3 J02B技术参数
　　供电电压：80VDC－320VDC
　　电压测量精度：0.2%
　　温度测量精度：2%
　　电池测量路数：19路
　　温度测量路数：2路
　　通讯口：隔离RS485通讯
　　11.4 J02B接口说明

　　J02B电池巡检单元接口说明

　　11.5 J02B 结构与安装

　　11.6 J02B单元接线说明

　　电池巡检单元与电池连接可以在电池端接线处加装自恢复保险丝，防止接线短路造成危害。
　　提供温度测量功能，配用的温度传感器用于监测电池体表温度或电池安装环境温度，温度传感器外型及接线图如下：

　　第三章 KLH-DC壁挂电池箱
　　1.电池箱结构及安装

　　系统安装
　　1.1．壁挂式电池箱机柜采用双开门结构。安装人员应依工程设计图，在确保便于维护和足够的行人通道等前提下，合理规划距地面的安装高度h。
　　1.2．确定挂架安装孔位如上图确定挂架孔位，用记号笔划出安装孔位置，再用冲击钻钻孔。
　　1.3．开预留孔
　　挂架上固定孔径为Φ9mm，采用的膨胀螺杆规格为Φ8×80mm，所以钻头应选用Φ8，冲孔深应达到60mm。另外，孔位要与墙垂直且防止偏心。