Зарядные выпрямители ЗПУ с микропроцессорным управлением двухканальные

Зарядные выпрямители ЗПУ (управляемые выпрямители) имеют опцию - АВР и могут питаться от одной или двух независимых сетей переменного тока с ручным или автоматическим выбором сети. Однотипные устройства могут включаться в параллельную работу на общую нагрузку и использоваться в схемах с параллельным резервированием. Зарядные выпрямители выполнены с микропроцессорным управлением и имеют встроенную систему контроля и сигнализации.

Модельный ряд:
ЗПУ-8-40/7-20/2-УХЛ4-1
ЗПУ-8-40/7-20/4-УХЛ4-1
ЗПУ-8-80/7-40/2-УХЛ4-1
ЗПУ-8-80/7-40/4-УХЛ4-1
ЗПУ-8-80/7-20/6-УХЛ4-1
ЗПУ-8-160/7-80/2-УХЛ4-1
ЗПУ-8-160/7-80/4-УХЛ4-1

Основные особенности.

• возможность работы с герметизированными и классическими аккумуляторными батареями (АБ);
• двухступенчатый (I/U) заряд АБ и буферный режим подзаряда;
• ЖК-дисплей и возможность регулирования параметров с пульта управления ЗПУ;
• мониторинг,  интерфейс RS232 или RS485.

Условия эксплуатации.

• высота над уровнем моря до 1000 м;
• температура окружающей среды от +1 до +35°С (предельная до +40°С), возможна работа установки при температуре до - 10°С;
• относительная влажность воздуха 80% при 25 °С;
• среда, где находится установка, не должна содержать химически активных газов и паров, токопроводящей  пыли и взрывоопасных материалов;
• отсутствие резких толчков (ударов) и сильной тряски;
• рабочее положение в пространстве – вертикальное.
• способ охлаждения - воздушное естественное;
• обслуживание – одностороннее;
• степень защиты оболочки – IP20.

Требования безопасности по ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.2.007.11-75, ГОСТ 12.2.007.12-88.

Требования пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91.

Управляемые выпрямители ЗПУ обеспечивают соответствие выходных параметров нормированным значениям при параметрах питающей сети в соответствии с таблицей 1 и ГОСТ 13109-97.

В режиме заряда работоспособность выпрямителей ЗПУ сохраняется в расширенном диапазоне линейных питающих напряжений  от  303  до 433В, при этом допустимо отклонение от нормы некоторых выходных параметров,  в этом случае выдается соответствующая сигнализация о текущем состоянии.

В режиме заряда, при снижении входного линейного напряжения ниже 303В, предусмотрено отключение ЗПУ с выдачей соответствующей сигнализации. При последующем повышении величины входного напряжения до уровня 323В ЗПУ  автоматически включается.

При разряде АБ в режиме инвертирования работоспособность ЗПУ сохраняется в расширенном диапазоне линейных питающих напряжений (от  303  до 420 В). В этом режиме при снижении входного напряжения ниже 303В ЗПУ отключается от аккумуляторной батареи путем срабатывания выходного автоматического выключателя.

Факты отключения по отклонению напряжения питающей сети за допустимые пределы автоматически фиксируются во встроенном “дневнике событий” с энергонезависимой памятью.

В ЗПУ обеспечивается контроль основных параметров сети (величина напряжения, чередование фаз) и осуществляется выдача соответствующей индикации и сигнализации при отклонении напряжения сети от установленных пределов или при неправильном чередовании фаз.

Зарядные выпрямители ЗПУ допускает длительную работу на холостом ходу.

Двухканальные ЗПУ имеют два канала формирования выходного напряжения. Каналы работают независимо и гальванически развязаны между собой.

Изменение параметров  ЗПУ осуществляется раздельно по каналам элементами управления каждого канала при работе в режиме программного задания уставок. При включении каналов ЗПУ; обеспечивается плавное нарастание выходного напряжения от нуля до установленного значения.

Системы автоматического управления каналов обеспечивают  установленные режимы работы.

Режимы работы, виды защит, функции контроля, управления и сигнализации каналов идентичны. Описание для одного канала приведено ниже.

Основные режимы работы ЗПУ.

Управляемые выпрямители ЗПУ обеспечивают следующие основные режимы работы:

• использование в качестве стабилизированного источника постоянного напряжения при работе без АБ;
• буферный режим работы с одновременным зарядом АБ и питанием потребителей постоянного тока (когда АБ и потребители постоянного тока подключены параллельно к шинам постоянного тока). Дополнительно обеспечивается режим ускоренного заряда;
• контрольный заряд и разряд АБ с подсчетом полученной и отданной емкости (А*ч). Режим выравнивающего заряда.

При работе в качестве стабилизированного источника питания (без АБ) ЗПУ обеспечивает стабилизацию выходного напряжения и ограничение выходного тока. Уставки выходного напряжения и ограничения выходного тока регулируются в соответствии с таблицей 1.

В буферном режиме работы, когда АБ заряжена ЗПУ работает в режиме стабилизации выходного напряжения (режим содержания АБ). Если АБ разряжена, ЗПУ обеспечивает ограничение выходного тока и, если подключен внешний блок контроля АБ, обеспечивается стабилизация тока заряда АБ. В процессе заряда напряжение на АБ растет. После достижения напряжения стабилизации ЗПУ автоматически переключается в режим стабилизации напряжения.

Ускоренный, выравнивающий и контрольный заряд аккумуляторных батарей.

1. Режим ускоренного заряда.

Работа зарядных выпрямителей ЗПУ в режиме ускоренного заряда используется для быстрого восстановления заряда АБ после разряда.

Работа ЗПУ  в режиме ускоренного заряда имеет две ступени:

• первая ступень: заряд стабилизированным током (рекомендуемые пределы 0,1С10 – 0,3С10). При достижении на АБ заданного значения напряжения ускоренного заряда осуществляется автоматический переход ко второй ступени;
• вторая ступень - заряд стабилизированным напряжением подзаряда (содержания). Зарядный ток при этом уменьшается.

В общем случае значения параметров (максимально допустимые ток и напряжение заряда, время заряда) могут быть произвольными, в пределах допустимых  значений для применяемой АБ. Изменения параметров производятся элементами управления ЗПУ при работе в режиме задания уставок.

Ускоренный заряд можно прекратить досрочно, вызвав служебное меню и выбрав кадр  управления  ускоренным  зарядом.

2. Режим выравнивающего заряда.

Работа ЗПУ в режиме выравнивающего заряда используется для выравнивания напряжения на аккумуляторах АБ при профилактических работах в процессе технического обслуживания.  Заряд АБ в этом режиме производится стабилизированным током заряда, величина которого составляет 5 % номинальной емкости аккумуляторной батареи в режиме 10-часового разряда, до максимально допустимого  напряжения заряда. Время  заряда (установленное на предприятии изготовителе) составляет 48 часов.

При достижении  напряжения на батарее величины соответствующей уставке напряжения выравнивающего заряда, на зажимы платы дистанционного управления поступает сигнал для  включения вентиляции в помещении АБ. При поступлении сигнала, подтверждающего включение вентиляции, выравнивающий заряд продолжается. При отсутствии подтверждающего сигнала ЗПУ автоматически переключается в режим содержания АБ.

По истечении заданного времени заряда ЗПУ автоматически переходит в режим подзаряда АБ.  Сигнал для  включения вентиляции в помещении АБ снимается.

Значение величины ёмкости, полученной АБ при заряде, записывается в энергонезависимую память и доступно для просмотра и обнуления в соответствующем кадре служебного меню.

Контрольный  заряд.

Работа ЗПУ в режиме контрольного заряда используется для определения емкости, которую батарея может получить, после контрольного разряда. Данный режим используется при профилактических работах в процессе технического обслуживания. Заряд АБ в этом режиме производится током заряда, максимальная величина которого должна быть численно равна 10 % номинальной емкости аккумуляторной батареи в режиме 10-часового разряда. Заряд продолжается до достижения величины тока содержания АБ.

При  достижении напряжения содержания зарядный выпрямитель ЗПУ автоматически переходит в режим подзаряда АБ. 

Значение величины ёмкости, полученной АБ при заряде, записывается в энергонезависимую память и доступно для просмотра и обнуления в соответствующем кадре служебного меню.

Контрольный заряд можно прекратить досрочно, вызвав служебное меню и выбрав кадр  управления контрольным зарядом.

Режим инвертирования.

В этом режиме производится разряд АБ стабилизированным током. Рекомендуемая величина входного тока инвертора при работе ЗПУ в режиме инвертирования с рекуперацией энергии должна находиться в пределах от 0 до 1,0 Iн.

Контрольный разряд проводится до снижения напряжения на АБ до заданного минимально допустимого значения. Контрольный разряд можно прекратить досрочно отключением ЗПУ. Уставки регулируются.

Значение величины ёмкости, отданной АБ при разряде, записывается в энергонезависимую память и доступно для просмотра и обнуления в соответствующем кадре служебного меню.

В аварийных режимах при достижении током, потребляемым инвертором от АБ, величины 1,15 Iн ЗПУ отключается от аккумуляторной батареи отключением выходного автоматического выключателя.

Режим  работы с температурной коррекцией напряжения содержания (подзаряда) аккумуляторной батареи.

При включении режима температурной коррекции выходного напряжения, микроконтроллер производит перерасчет всех установленных значений напряжений (в том числе и значений порогов срабатывания защит от повышения/ понижения напряжения АБ) на настоящее значение температуры воздуха, окружающего АБ. При отключении температурной коррекции производится возврат величин уставок к значениям, установленным для температуры 20°С.

ЗПУ имеет следующие виды защит (индивидуально по каналам):

• от КЗ на стороне переменного тока (обеспечивается автоматическими выключателями с характеристикой D, кратность по току (10-20) Iн, см. приложение);
• от КЗ на стороне постоянного тока (обеспечивается автоматическими выключателями, см. приложение);
• защиту  аккумуляторной батареи от глубокого разряда в режиме инвертора;
• от перенапряжений;
• от недопустимых перегрузок;
• от понижения  напряжения сети;
• защита сети от радиопомех;
• гальваническая изоляция выходных цепей и АБ от питающей сети.

При этом при перегрузках ЗПУ обеспечивает ограничение тока на выходе в пределах  (1 -1,05)Iн.

При коротком замыкании в нагрузке производится блокировка управляемого выпрямителя путем снятия импульсов управления. При этом на панели управления  загорается индикатор ОБЩАЯ НЕИСПР. и на ЖКИ высвечивается кадр КЗ НАГРУЗКИ. Также выдается сигнал ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ  на клеммы дистанционной сигнализации. Повторное включение ЗПУ  осуществляется после исчезновения режима КЗ. 

Уровень радиопомех соответствует Нормам 8-95,таблице 1, п. 1.

ЗПУ обеспечивает следующие функции контроля и управления (индивидуально по каналам):

• отображение на буквенно-цифровом дисплее состояния ЗПУ, фактических параметров, уставок, дополнительной служебной информации и выдачу визуальной и звуковой сигнализации о состоянии и режимах работы;
• программное изменение величины уставок (установленных значений);
• контроль параметров напряжения  питающей сети (снижение, пропадание и перекос фаз) и автоматическое управление включением/отключением  в зависимости от качества сети;
• регулировку  и стабилизацию напряжения  на выходе при изменении нагрузки и напряжения входной сети;
• регулировку  и стабилизацию тока заряда аккумуляторной батареи в режиме выпрямителя;
• регулировку  и стабилизацию тока разряда  аккумуляторной батареи в режиме инвертора;
• контроль и сигнализацию о недопустимом повышении или понижении напряжения на АБ;
• контроль температуры окружающей среды аккумуляторной батареи и требуемую температурную коррекцию выходного напряжения (при наличии термодатчика);
• контроль сопротивления изоляции выходных цепей;
• контроль сопротивления изоляции цепи АБ;
• работу в режиме ускоренного заряда батареи с подсчетом  емкости в ампер-часах;
• работу в  режиме выравнивающего заряда батареи на установленный интервал времени;
• работу  в режиме контрольного заряда батареи с подсчетом  емкости в Ампер-часах;
• сеточную защиту силового блока от перегрузки по току и короткого замыкания в режиме выпрямителя;
• IR – компенсацию напряжения подзаряда (при наличии внешнего блока контроля АБ);
• защиту  силового блока при опрокидывании в режиме инвертора;
• возможность передачи информации о состоянии ЗПУ на ПЭВМ и управления включением и отключением ЗПУ с ПЭВМ по интерфейсу RS232 или RS485 и удаленный доступ по протоколу SNMP.

 

Управление и сигнализация (индивидуально по каналам).

Местное управление ЗПУ.

Управление работой ЗПУ осуществляется с помощью меню. Предусмотрены два уровня доступа для работы с меню. Первый предполагает только контроль заданных режимов. Второй (служебный режим), защищенный паролем, - контроль заданных режимов и изменение некоторых параметров и уставок пользователем. Пункт меню «Пароль» и пункты меню, доступ к которым защищен указанным паролем, предназначены исключительно для квалифицированного обслуживающего персонала, поскольку неправильное использование функций, указанных меню, может вывести ЗПУ и аккумуляторную батарею из строя.

Передняя панель ЗПУ состоит  из двухстрочного буквенно–цифрового индикатора, светодиодов и четырех функциональных клавиш управления, позволяющих с помощью меню осуществлять оперативное управление, контроль и задание режимов работы ЗПУ.

В нижнем правом углу панели управления расположены четыре функциональных кнопки, позволяющие полностью управлять ЗПУ:

• кнопка "SYMBOL 217 \f "Symbol" \s 12Щ" - многофункциональный кнопочный переключатель, увеличивающий величину устанавливаемого значения или включающий режим работы, при работе со служебным меню и меню уставок;
• кнопка "SYMBOL 218 \f "Symbol" \s 12Ъ" - многофункциональный кнопочный переключатель, уменьшающий величину устанавливаемого значения или выключающий режим работы, при работе со служебным меню и меню уставок;
• кнопка КАДР - многофункциональный кнопочный переключатель, изменяющий информацию, индицируемую ЖКИ, при работе со служебным меню и меню уставок;
• кнопка ВКЛ/ ОТКЛ - кнопка включения/ отключения ЗПУ.

Алгоритм системы управления обеспечивает вывод сообщений на ЖКИ о состояниях и авариях ЗПУ.

Дистанционный контроль и управление.

ЗПУ обеспечивает дистанционное управление включением и отключением выпрямителей каналов с помощью внешних контактов. Сигналы управления подаются на контакты плат А5 и А6.

ЗПУ обеспечивает выдачу потребителю «сухими» контактами реле следующих сигналов дистанционной сигнализации:

• КАНАЛ 1 ВКЛ. – включение канала 1;
• КАНАЛ 2 ВКЛ. – включение канала 2;
• ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ 1 – нарушение нормальной работы канала 1;
• ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ 2– нарушение нормальной работы канала 2;
• Rизол. КАНАЛА 1 – нарушение изоляции цепи АБ канала 1;
• Rизол. КАНАЛА 2 – нарушение изоляции цепи АБ канала 2.
• Разряд АБ канала 1;
• Разряд АБ канала 2;
• ВКЛ. вентил. – сигнал включения вентиляции АБ в режиме выравнивающего заряда (при выключенной вентиляции ЗПУ переходит в режим содержания АБ).

Сигналы выведены на контакты блока зажимов плат А5 и А6. Загрузка каждой цепи дистанционной сигнализации: постоянное или переменное напряжение не более 250 В, максимальная мощность переключения – 50 Вт, максимальный ток не более 2 А.

Дистанционный мониторинг.

ЗПУ обеспечивает работу в режиме дистанционного управления и сигнализации с любым устройством  передачи данных, имеющим порт RS232C  IBM PC,  по протоколу обмена MODBUS RTU;  при этом на IBM PC  должно быть установлено и  запущено в работу соответствующее программное обеспечение. (Поставляется по отдельному заказу).

Внешний блок контроля АБ (дополнительная опция, по заказу).

В ЗПУ предусмотрена возможность подключения внешнего блока контроля тока, напряжения и температуры окружающей среды удаленной АБ. Необходимость поставки внешнего блока должна указываться при заказе ЗПУ.

Работа от двух питающих фидеров (дополнительная опция, по заказу).

Управляемый выпрямитель ЗПУ обеспечивают работу зарядного устройства (ЗУ) от двух питающих фидеров, контролируют частоту, величину питающего напряжения, наличие и порядок чередования фаз на обоих входах.

В ЗПУ обеспечиваться контроль соответствия основных параметров сети (величина напряжения, чередование фаз) требуемым значениям и обеспечивается выдача соответствующей индикации и сигнализации при отклонении параметров сети за допустимые пределы.

Переключение питания зарядного устройства с входа основной сети на вход резервной сети производится автоматически при:

• обрыве одной, двух или трех фаз;
• обратном чередовании фаз;
• повышении напряжения любой из фаз более (1,12±0,02) Uфн (Uфн – номинальное фазное напряжение);
• снижении напряжения любой из фаз менее (0,85±0,02) Uфн;
• снижении частоты питающего напряжения менее 47 Гц и повышении более 53 Гц.

При восстановлении параметров сети на входе основной сети в допустимые пределы ЗПУ автоматически переключается с входа резервной сети на вход основной сети.

Конструкция ЗПУ.

Зарядный выпрямитель ЗПУ размещается в металлическом шкафу. Доступ к элементам, при обслуживании, осуществляется через дверь. Сверху шкаф закрыт крышей, в которой имеются вентиляционные решётки. Подвод кабелей питающей сети, нагрузки и дистанционной сигнализации может осуществляться как через нижнюю часть шкафа (стандартно), так и сверху , через крышу (опция).

В верхней части шкафа расположены силовые блоки (БС) первого и второго каналов. Под силовыми блоками размещена панель управления с установленными на ней автоматическими выключателями выходов  каналов к нагрузке или аккумуляторной батарее  и переключателями режимов ЗАРЯД/РАЗРЯД.

Переключатели режимов имеют замки для фиксации их в положении ЗАРЯД. Если после установки переключателя в положение ЗАРЯД и поворота ключа по часовой стрелке вынуть ключ из замка, то в этом случае исключается перевод переключателя в положение РАЗРЯД. Для перевода переключателя в положение РАЗРЯД необходимо вставить ключ в замок и повернуть его против часовой стрелки. После этого переключатель можно перевести в положение РАЗРЯД.

В нижней части шкафа размещены зажимы подключения питающей сети ХТ1, аккумуляторных батарей (ХТ2 – канала 1 и ХТ3 – канала 2) и автоматические выключатели подачи питающего напряжения на выпрямители. 

Заземление ЗПУ осуществляется посредством зажимов заземления, расположенных внизу с левой и правой стороны внутренней передней части каркаса.

Для монтажа  шкафа на месте  эксплуатации не требуется  специального  фундамента.

Подключение питающей трехфазной сети производится к контактам блока зажимов. Подключение аккумуляторных батарей производится к блокам зажимов АБ  в соответствии с требуемой полярностью.

Система управления  реализована в виде панели автоматики, подключаемой к силовому блоку установки с помощью разъёмов.

Подключение цепей дистанционного управления и сигнализации производится к контактам блоков зажимов (ХТ1-XT8) платы дистанционного управления.

Формулирование заказа.

В заказе зарядного выпрямителя ЗПУ необходимо указать наименование и тип устройства, номинальное напряжение на выходе Канала 1 и Канала 2 и номинальный выходной ток Канала 1 и Канала 2, количество входов питающей сети, климатическое исполнение и категорию размещения по ГОСТ 15150-69, а также указать количество двухвольтовых элементов, подключаемых к выходам каналов.

Тип установки

	Габаритные размеры, Ш х Г х В, мм	Масса, кг
ЗПУ-8-40/7-20/2	600х600х1700	360
ЗПУ-8-40/7-20/4	600х600х1700	400
ЗПУ-8-80/7-40/2	600х600х1700	460
ЗПУ-8-80/7-40/4	600х600х1700	470
ЗПУ-8-80/7-20/6	600х600х1700	540

Габаритный чертеж ЗПУ-8-160/7-80/4-УХЛ4.

 

Тип установки	Габаритные размеры, Ш х Г х В, мм	Масса, кг
ЗПУ-8-160/7-80/2	800х600х1700	620
ЗПУ-8-160/7-80/4	800х600х1700	640

Схема подключения двухканальных ЗПУ

 

Примечание. Зажимы JXB-125 допускают подключение проводников сечением 6 - 35 мм2, Зажимы JXB-250 – допускают подключение проводников сечением 25 - 70 мм2, клеммы ТВ–02А допускают подключение проводников сечением 0,25 – 2,5 мм2. Возможна замена  блок зажимов, по требованию заказчика. Клеммы подключения внешнего блока XР2 типа MF – 2x10F (разъем Mini-Fit).

См. в разделе: Зарядные выпрямители ЗПУ с микропроцессорным управлением