本文介紹了用ABB高低壓監(jiān)測模塊(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)方案時應(yīng)用參考。
背景介紹:
通信用高頻開關(guān)電源隨著移動基站不斷從電網(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)驗數(shù)據(jù)表明現(xiàn)在整流器設(shè)計已趨成熟并精細(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,另外由于基站的無人值守且維護(hù)交通不方便則費(fèi)用特別大。這個矛盾日益突現(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作時設(shè)備不斷電等無可替代的優(yōu)點(diǎn)但只適合吸收瞬態(tài)的高壓能量如8/20ms,10/1000ms級別波形,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:前級高額定(高殘壓)浪涌保護(hù)器,檢測?,動作機(jī)構(gòu),后級低額定(低殘壓)浪涌保護(hù)器。顯而易見這樣一來解決了上述矛盾,這里就不細(xì)說了。關(guān)于動作機(jī)構(gòu)的設(shè)計挺有講究,簡要的說需考慮寬范圍、能自動恢復(fù)等;而這里就重點(diǎn)談一下檢測?斓倪x型與應(yīng)用。在此方案中檢測?炜梢哉f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,檢測到故障及時切斷電源;但恢復(fù)正常要延時,這樣可以使設(shè)備避過復(fù)雜的過渡過程,如在交流停電到來電,很多設(shè)備都在這時刻損壞,因為存在交流停電時好多設(shè)備是不斷電的,而當(dāng)來電時好多設(shè)備是同時啟動,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單一的波,他可能持續(xù)一斷時間,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)測模塊動作判定的依據(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地短路引起的過電壓。
ABB的CM-PVE型電壓監(jiān)測模塊參數(shù):
1.三相帶零線監(jiān)測;
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.啟動加電運(yùn)行與恢復(fù)延時500mS;
5.過欠壓動作延時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.有輸出繼電器動作指示,方便維修時故障判斷;
10.35mm的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝,尺寸小于一個27毫米的MCB開關(guān),安裝十分方便。
結(jié)語
ABB的過欠壓保護(hù)模塊適合用于此方案中性價比較高,因其成熟的設(shè)計可以為你節(jié)約大量的設(shè)計時間,可靠性也有很大的保障這對于方案應(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合。從各方面的反饋的數(shù)據(jù)看,此方案對于降低由于電網(wǎng)原因?qū)е碌墓收下适鞘诛@著。