ABB高低壓監(jiān)測(cè)模塊在開關(guān)電源系統(tǒng)上的應(yīng)用
2008/4/3 14:18:07
（提供： ABB（中國(guó)）有限公司 ，作者：杭州伊頓通信電源有限公司工程部 洪李明，）
摘要：
本文介紹了用ABB高低壓監(jiān)測(cè)模塊（CM-PVE）作為核心部件的高頻開關(guān)電源系統(tǒng)交流輸入保護(hù)方案在實(shí)際工程中的應(yīng)用，也可作為其他設(shè)備在用于市電不很規(guī)范不穩(wěn)定地區(qū)采用輸入保護(hù)方案時(shí)應(yīng)用參考。
背景介紹：
通信用高頻開關(guān)電源隨著移動(dòng)基站不斷從電網(wǎng)條件較好的城鎮(zhèn)向邊遠(yuǎn)地區(qū)覆蓋。雖然由于高頻開關(guān)電源較寬的電壓使用范圍，但整流器交流輸入部分的損壞的損壞率的提高日益明顯，損壞占絕大部分如輸入熔絲、輸入整流橋等無(wú)源器件。由于這些地區(qū)的電網(wǎng)條件十分復(fù)雜，有因是小水電、或因?qū)俣嗬讌^(qū)。另有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明現(xiàn)在整流器設(shè)計(jì)已趨成熟并精細(xì)（特別是如EATON等進(jìn)口品牌的產(chǎn)品，熱設(shè)計(jì)相當(dāng)科學(xué)，正常電網(wǎng)環(huán)境下運(yùn)行的可靠性與一致性也相當(dāng)好），統(tǒng)計(jì)在電網(wǎng)條件較好的地區(qū)整流器的損壞率極低（不包括波形正常只有幅值變化的情況，這些對(duì)設(shè)備的影響較小），但在邊遠(yuǎn)地區(qū)的整流器損壞率且較高，另外由于基站的無(wú)人值守且維護(hù)交通不方便則費(fèi)用特別大。這個(gè)矛盾日益突現(xiàn)，如何解決呢？浪涌抑制器雖然具有反映速度快且限壓型動(dòng)作時(shí)設(shè)備不斷電等無(wú)可替代的優(yōu)點(diǎn)但只適合吸收瞬態(tài)的高壓能量如8/20s，10/1000s級(jí)別波形，電網(wǎng)過電壓例如合閘、大容量容性與感性負(fù)載、三相不平衡、相線對(duì)地短路故障等過電壓導(dǎo)致浪涌保護(hù)器損壞的數(shù)量大大提高，而如選用高額定電壓的浪涌保護(hù)器則會(huì)使浪涌保護(hù)器保護(hù)水平升高（即殘壓升高），使被保護(hù)設(shè)備的損壞的機(jī)率大大提高，這樣過欠壓保護(hù)裝置方案應(yīng)運(yùn)而生。
方案的基本原理：
過壓保護(hù)裝置可由四部分組成：前級(jí)高額定（高殘壓）浪涌保護(hù)器，檢測(cè)模快，動(dòng)作機(jī)構(gòu)，后級(jí)低額定（低殘壓）浪涌保護(hù)器。顯而易見這樣一來(lái)解決了上述矛盾，這里就不細(xì)說(shuō)了。關(guān)于動(dòng)作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)挺有講究，簡(jiǎn)要的說(shuō)需考慮寬范圍、能自動(dòng)恢復(fù)等；而這里就重點(diǎn)談一下檢測(cè)模快的選型與應(yīng)用。在此方案中檢測(cè)模快可以說(shuō)是核心，選擇不當(dāng)不僅本身的故障率較高，又不能達(dá)到方案的預(yù)期保護(hù)效果。
監(jiān)測(cè)模快的選型與應(yīng)用
所以該模塊需有下列要求：
1．電源直接取自被監(jiān)視電壓，但必須能承受至少2KV的峰值電壓；
2．為適應(yīng)開關(guān)電源的寬范圍過壓點(diǎn)在275V，恢復(fù)點(diǎn)在265V，欠壓點(diǎn)在150V，恢復(fù)點(diǎn)在160V；
3．保護(hù)不要延時(shí)，檢測(cè)到故障及時(shí)切斷電源；但恢復(fù)正常要延時(shí)，這樣可以使設(shè)備避過復(fù)雜的過渡過程，如在交流停電到來(lái)電，很多設(shè)備都在這時(shí)刻損壞，因?yàn)榇嬖诮涣魍ｋ姇r(shí)好多設(shè)備是不斷電的，而當(dāng)來(lái)電時(shí)好多設(shè)備是同時(shí)啟動(dòng)，那么此刻的電網(wǎng)的情況就十分復(fù)雜。另外雷電也不是一個(gè)單一的波，他可能持續(xù)一斷時(shí)間，可以使設(shè)備避開后續(xù)的雷電波。
4．選用帶中心線的電壓監(jiān)測(cè)模塊動(dòng)作判定的依據(jù)是相電壓，只要任一相電壓超過正常范圍而動(dòng)作而不是間接的參數(shù)線電壓，從而有效的保護(hù)嚴(yán)重的三相不平衡與相線對(duì)地短路引起的過電壓。
ABB的CM-PVE型電壓監(jiān)測(cè)模塊參數(shù)：
1．三相帶零線監(jiān)測(cè)；
2．自供電電壓范圍（L-N）150V ~ 275V AC；
3．承受高達(dá)4KV的峰值電壓；
4．啟動(dòng)加電運(yùn)行與恢復(fù)延時(shí)500mS；
5．過欠壓動(dòng)作延時(shí)500mS可選（建議取消此功能）；
6．過壓點(diǎn)固定275V，回差5%；欠壓點(diǎn)固定150V，回差5%；
7．輸出一常開繼電器觸點(diǎn)帶負(fù)載能力可滿足通用要求（詳見規(guī)格書）；
8．輸入輸出隔離電壓400V；
9．有輸出繼電器動(dòng)作指示，方便維修時(shí)故障判斷；
10．35mm的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝，尺寸小于一個(gè)27毫米的MCB開關(guān)，安裝十分方便。
結(jié)語(yǔ)
ABB的過欠壓保護(hù)模塊適合用于此方案中性價(jià)比較高，因其成熟的設(shè)計(jì)可以為你節(jié)約大量的設(shè)計(jì)時(shí)間，可靠性也有很大的保障這對(duì)于方案應(yīng)用的成功是至關(guān)重要的。UL與CE認(rèn)證和漂亮高貴的外觀可以為你用于全球市場(chǎng)消除顧慮。另外此方案可以推廣到其他可靠性要求特別高的場(chǎng)合。從各方面的反饋的數(shù)據(jù)看，此方案對(duì)于降低由于電網(wǎng)原因?qū)е碌墓收下适鞘诛@著。
摘要：
本文介紹了用ABB高低壓監(jiān)測(cè)模塊（CM-PVE）作為核心部件的高頻開關(guān)電源系統(tǒng)交流輸入保護(hù)方案在實(shí)際工程中的應(yīng)用，也可作為其他設(shè)備在用于市電不很規(guī)范不穩(wěn)定地區(qū)采用輸入保護(hù)方案時(shí)應(yīng)用參考。
背景介紹：
通信用高頻開關(guān)電源隨著移動(dòng)基站不斷從電網(wǎng)條件較好的城鎮(zhèn)向邊遠(yuǎn)地區(qū)覆蓋。雖然由于高頻開關(guān)電源較寬的電壓使用范圍，但整流器交流輸入部分的損壞的損壞率的提高日益明顯，損壞占絕大部分如輸入熔絲、輸入整流橋等無(wú)源器件。由于這些地區(qū)的電網(wǎng)條件十分復(fù)雜，有因是小水電、或因?qū)俣嗬讌^(qū)。另有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明現(xiàn)在整流器設(shè)計(jì)已趨成熟并精細(xì)（特別是如EATON等進(jìn)口品牌的產(chǎn)品，熱設(shè)計(jì)相當(dāng)科學(xué)，正常電網(wǎng)環(huán)境下運(yùn)行的可靠性與一致性也相當(dāng)好），統(tǒng)計(jì)在電網(wǎng)條件較好的地區(qū)整流器的損壞率極低（不包括波形正常只有幅值變化的情況，這些對(duì)設(shè)備的影響較小），但在邊遠(yuǎn)地區(qū)的整流器損壞率且較高，另外由于基站的無(wú)人值守且維護(hù)交通不方便則費(fèi)用特別大。這個(gè)矛盾日益突現(xiàn)，如何解決呢？浪涌抑制器雖然具有反映速度快且限壓型動(dòng)作時(shí)設(shè)備不斷電等無(wú)可替代的優(yōu)點(diǎn)但只適合吸收瞬態(tài)的高壓能量如8/20s，10/1000s級(jí)別波形，電網(wǎng)過電壓例如合閘、大容量容性與感性負(fù)載、三相不平衡、相線對(duì)地短路故障等過電壓導(dǎo)致浪涌保護(hù)器損壞的數(shù)量大大提高，而如選用高額定電壓的浪涌保護(hù)器則會(huì)使浪涌保護(hù)器保護(hù)水平升高（即殘壓升高），使被保護(hù)設(shè)備的損壞的機(jī)率大大提高，這樣過欠壓保護(hù)裝置方案應(yīng)運(yùn)而生。
方案的基本原理：
過壓保護(hù)裝置可由四部分組成：前級(jí)高額定（高殘壓）浪涌保護(hù)器，檢測(cè)模快，動(dòng)作機(jī)構(gòu)，后級(jí)低額定（低殘壓）浪涌保護(hù)器。顯而易見這樣一來(lái)解決了上述矛盾，這里就不細(xì)說(shuō)了。關(guān)于動(dòng)作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)挺有講究，簡(jiǎn)要的說(shuō)需考慮寬范圍、能自動(dòng)恢復(fù)等；而這里就重點(diǎn)談一下檢測(cè)模快的選型與應(yīng)用。在此方案中檢測(cè)模快可以說(shuō)是核心，選擇不當(dāng)不僅本身的故障率較高，又不能達(dá)到方案的預(yù)期保護(hù)效果。
監(jiān)測(cè)模快的選型與應(yīng)用
所以該模塊需有下列要求：
1．電源直接取自被監(jiān)視電壓，但必須能承受至少2KV的峰值電壓；
2．為適應(yīng)開關(guān)電源的寬范圍過壓點(diǎn)在275V，恢復(fù)點(diǎn)在265V，欠壓點(diǎn)在150V，恢復(fù)點(diǎn)在160V；
3．保護(hù)不要延時(shí)，檢測(cè)到故障及時(shí)切斷電源；但恢復(fù)正常要延時(shí)，這樣可以使設(shè)備避過復(fù)雜的過渡過程，如在交流停電到來(lái)電，很多設(shè)備都在這時(shí)刻損壞，因?yàn)榇嬖诮涣魍ｋ姇r(shí)好多設(shè)備是不斷電的，而當(dāng)來(lái)電時(shí)好多設(shè)備是同時(shí)啟動(dòng)，那么此刻的電網(wǎng)的情況就十分復(fù)雜。另外雷電也不是一個(gè)單一的波，他可能持續(xù)一斷時(shí)間，可以使設(shè)備避開后續(xù)的雷電波。
4．選用帶中心線的電壓監(jiān)測(cè)模塊動(dòng)作判定的依據(jù)是相電壓，只要任一相電壓超過正常范圍而動(dòng)作而不是間接的參數(shù)線電壓，從而有效的保護(hù)嚴(yán)重的三相不平衡與相線對(duì)地短路引起的過電壓。
ABB的CM-PVE型電壓監(jiān)測(cè)模塊參數(shù)：
1．三相帶零線監(jiān)測(cè)；
2．自供電電壓范圍（L-N）150V ~ 275V AC；
3．承受高達(dá)4KV的峰值電壓；
4．啟動(dòng)加電運(yùn)行與恢復(fù)延時(shí)500mS；
5．過欠壓動(dòng)作延時(shí)500mS可選（建議取消此功能）；
6．過壓點(diǎn)固定275V，回差5%；欠壓點(diǎn)固定150V，回差5%；
7．輸出一常開繼電器觸點(diǎn)帶負(fù)載能力可滿足通用要求（詳見規(guī)格書）；
8．輸入輸出隔離電壓400V；
9．有輸出繼電器動(dòng)作指示，方便維修時(shí)故障判斷；
10．35mm的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝，尺寸小于一個(gè)27毫米的MCB開關(guān)，安裝十分方便。
結(jié)語(yǔ)
ABB的過欠壓保護(hù)模塊適合用于此方案中性價(jià)比較高，因其成熟的設(shè)計(jì)可以為你節(jié)約大量的設(shè)計(jì)時(shí)間，可靠性也有很大的保障這對(duì)于方案應(yīng)用的成功是至關(guān)重要的。UL與CE認(rèn)證和漂亮高貴的外觀可以為你用于全球市場(chǎng)消除顧慮。另外此方案可以推廣到其他可靠性要求特別高的場(chǎng)合。從各方面的反饋的數(shù)據(jù)看，此方案對(duì)于降低由于電網(wǎng)原因?qū)е碌墓收下适鞘诛@著。