ABB自动化提升产业效率

ABB高低压监测模块在开关电源系统上的应用

2008/4/3 14:18:07
(提供: ABB(中国)有限公司 ,作者:杭州伊顿通信电源有限公司工程部 洪李明,) 

  摘要:
  本文介绍了用ABB高低压监测模块(CM-PVE)作为核心部件的高频开关电源系统交流输入保护方案在实际工程中的应用,也可作为其他设备在用于市电不很规范不稳定地区采用输入保护方案时应用参考。
  
  背景介绍:
  通信用高频开关电源随着移动基站不断从电网条件较好的城镇向边远地区覆盖。虽然由于高频开关电源较宽的电压使用范围,但整流器交流输入部分的损坏的损坏率的提高日益明显,损坏占绝大部分如输入熔丝、输入整流桥等无源器件。由于这些地区的电网条件十分复杂,有因是小水电、或因属多雷区。另有经验数据表明现在整流器设计已趋成熟并精细(特别是如EATON等进口品牌的产品,热设计相当科学,正常电网环境下运行的可靠性与一致性也相当好),统计在电网条件较好的地区整流器的损坏率极低(不包括波形正常只有幅值变化的情况,这些对设备的影响较小),但在边远地区的整流器损坏率且较高,另外由于基站的无人值守且维护交通不方便则费用特别大。这个矛盾日益突现,如何解决呢?浪涌抑制器虽然具有反映速度快且限压型动作时设备不断电等无可替代的优点但只适合吸收瞬态的高压能量如8/20s,10/1000s级别波形,电网过电压例如合闸、大容量容性与感性负载、三相不平衡、相线对地短路故障等过电压导致浪涌保护器损坏的数量大大提高,而如选用高额定电压的浪涌保护器则会使浪涌保护器保护水平升高(即残压升高),使被保护设备的损坏的机率大大提高,这样过欠压保护装置方案应运而生。
  
  方案的基本原理:
  过压保护装置可由四部分组成:前级高额定(高残压)浪涌保护器,检测模快,动作机构,后级低额定(低残压)浪涌保护器。显而易见这样一来解决了上述矛盾,这里就不细说了。关于动作机构的设计挺有讲究,简要的说需考虑宽范围、能自动恢复等;而这里就重点谈一下检测模快的选型与应用。在此方案中检测模快可以说是核心,选择不当不仅本身的故障率较高,又不能达到方案的预期保护效果。
  
  监测模快的选型与应用
  所以该模块需有下列要求:
  1.电源直接取自被监视电压,但必须能承受至少2KV的峰值电压;
  2.为适应开关电源的宽范围过压点在275V,恢复点在265V,欠压点在150V,恢复点在160V;
  3.保护不要延时,检测到故障及时切断电源;但恢复正常要延时,这样可以使设备避过复杂的过渡过程,如在交流停电到来电,很多设备都在这时刻损坏,因为存在交流停电时好多设备是不断电的,而当来电时好多设备是同时启动,那么此刻的电网的情况就十分复杂。另外雷电也不是一个单一的波,他可能持续一断时间,可以使设备避开后续的雷电波。
  4.选用带中心线的电压监测模块动作判定的依据是相电压,只要任一相电压超过正常范围而动作而不是间接的参数线电压,从而有效的保护严重的三相不平衡与相线对地短路引起的过电压。
  
  ABB的CM-PVE型电压监测模块参数:
  1.三相带零线监测;
  2.自供电电压范围(L-N)150V ~ 275V AC;
  3.承受高达4KV的峰值电压;
  4.启动加电运行与恢复延时500mS;
  5.过欠压动作延时500mS可选(建议取消此功能);
  6.过压点固定275V,回差5%;欠压点固定150V,回差5%;
  7.输出一常开继电器触点带负载能力可满足通用要求(详见规格书);
  8.输入输出隔离电压400V;
  9.有输出继电器动作指示,方便维修时故障判断;
  10.35mm的标准导轨安装,尺寸小于一个27毫米的MCB开关,安装十分方便。
  
  结语
  ABB的过欠压保护模块适合用于此方案中性价比较高,因其成熟的设计可以为你节约大量的设计时间,可靠性也有很大的保障这对于方案应用的成功是至关重要的。UL与CE认证和漂亮高贵的外观可以为你用于全球市场消除顾虑。另外此方案可以推广到其他可靠性要求特别高的场合。从各方面的反馈的数据看,此方案对于降低由于电网原因导致的故障率是十分显著。
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