• YDH-PVX系列匯流箱說明書(含C3.0測控裝置通信協議)

    2016-11-07|閱讀數:1610
    1. 產品介紹

    對于大型光伏并網發電系統,為了減少光伏組件與逆變器之間的連接線,方便維護,提高系統穩定性和可靠性,一般需要在光伏組件與逆變器之間增加直流匯流裝置。本公司的光伏防雷匯流箱具有以下主要特點:

    1. 滿足室外安裝的使用要求,防護等級達到IP65;
    2. 同時可接入多路光伏陣列,每個回路帶短路保護;
    3. 配有光伏專用高壓防雷器,正-地、負-地及正-負之間都具備防雷功能;
    4. 采用光伏專用的直流斷路器,保證系統可靠性;
    5. 可配置防反裝置,防止正負極接反和發電電壓不平衡電流倒灌,提高組件使用壽命;
    6. 采用智能檢測模塊,可檢測每個支路的電流,功率,總電壓,斷路器、防雷器狀態監測,溫度監測,RS485通訊等功能;
    7. 方便快捷的接線系統,安裝使用更加方便。

    2、主要技術參數
    電氣參數                                                                                
    工作電壓                             1000Vdc
    檢測模塊啟動電壓                     100Vdc
    輸入電流                             每路2-15A可選
    輸出電流                             20A-250A可選
    系統                                                                                    
    防護等級                             IP65
    允許環境溫度                         -35~+75℃
    冷卻方式                             自然冷卻
    允許相對濕度                         0~95%,無凝露
    海拔高度                             ≤2000米(超過2000米需降容使用)
    通訊                                                                                    
    通訊接口                             RS485
    通訊協議                             Modbus RTU
    機械參數                                                                                
    重量                                 20~40Kg/臺
    外形尺寸(見下表)


    序號

    匯流箱規格

    外形尺寸(寬×高×深) 單位:mm

    基本型

    智能型

    防反型

    全功能型

    1

    8回路及以下

    500*550*200

    500*550*200

    600*500*200

    600*550*200

    2

    9-12回路

    550*550*200

    550*550*200

    650*500*200

    700*550*200

    3

    13-16回路

    600*550*200

    600*550*200

    750*500*200

    800*550*200

    3、基本功能
    (1)支路熔斷保護;
    (2)支路電流測量及報警;
    (3)RS485通訊功能;
    (4)自供電功能;
    (5)防反充電功能;
    (6)正負極防雷保護功能;
    (7)防雷器狀態監測;
    (8)輸出短路保護;
    (9)斷路器狀態監測;
    (10)箱內溫度監測及報警;
    4、產品原理圖

    1. 產品生產BOM表(以16回路全功能型為例)

    匯流箱生產BOM表

    序號

    名稱

    型號規格

    數量

    單位

    品牌

    備注

    1

    斷路器

    GM5-250P 200A

    1

    國產優質


    2

    熔斷器熔芯

    10PV15 DC1000V

    32

    國產優質


    3

    熔斷器底座

    HC101D1000VDC

    32

    國產優質


    4

    防雷模塊

    YDH-PVX/D1000

    1

    科比特


    5

    二極管

    MDK55-1800

    8

    國產優質


    6

    散熱器

    TK-130*94*265

    1

    國產優質


    7

    監測模塊

    YDH-PVX/C3.0-16

    1

    科比特


    8

    電源模塊

    YDH-PVX-DY1.0

    1

    科比特


    9

    箱體

    650*550*200

    1

    科比特


    10

    匯流銅排

    TMY-40*3

    1

    國產優質


    11

    防水鎖頭

    PG7

    32

    國產優質


    12

    防水鎖頭

    PG11

    2

    國產優質


    13

    防水鎖頭

    PG16

    1

    國產優質


    14

    防水鎖頭

    PG29

    2

    國產優質


    15

    接線端子

    JUK5-TWIN

    3

    國產優質


    16

    接地端子

    SAKPE16

    1

    國產優質


    1. 主要元器件介紹

    6.1 直流斷路器:采用國內國際知名品牌光伏直流塑殼斷路器,均具有微處理過電流脫扣器和剩余電流脫扣器,可以使斷路器避免由于電子設備、大氣干擾或放電的影響產生誤動作,而且也不會對周圍的電子設備產生干擾,符合IEC及歐盟的電磁兼容性的相關標準的規定;由于采用增強玻纖合成樹脂制成的絕緣外殼,以及對主要金屬零件進行了防腐處理,所以能在濕熱鹽堿地帶使用。其主要技術參數如下:
    額定電流:100-200A;
    極數:4
    額定工作電壓:1000VDC
    額定沖擊耐受電壓:8KV
    額定絕緣電壓:1000V
    工頻實驗電壓:3000V(1min)
    額定極限短路分斷能力(四極串聯):40KA
    額定短路合閘能力:40KA
    分閘時間:25ms
    機械壽命:>20000次
    6.2、高壓熔斷器:采用好利來、上海滬工和BUSSMANN等國內國際知名品牌的熔芯和熔座,符合IEC標準,完全滿足光伏要求。主要技術指標:
    額定電流: 2-15A
    額定電壓:1000Vac/dc
    分斷能力:30KA
    時間常數:1-3ms
    電阻值:10.9毫歐
    功耗:3w
    熔座材料:工程塑料
    阻燃等級:UL 94 HB
    6.3、防雷模塊:采用KBT品牌PVX系列太陽能光伏專用電涌保護器,適用于光伏1000V直流電源系統的防雷及過電壓保護,并聯安裝,不影響原系統的正常工作。具有如下特點:
    選用優質專用防雷元件,性能穩定可靠
    具有過熱、過流雙重自保護電路
    通流容量大,納秒級響應速度
    模塊化設計,標準導軌安裝,可帶電更換
    有劣化顯示窗口:正常時為綠色,損壞時為紅色
    可帶遙信告警裝置,方便遠程監控
    節能環保,安裝簡單方便,無須特殊維護
    主要技術參數:
    額定電壓:1000VDC
    最大持續工作電壓:1200VDC
    動作電壓:2000V±10%
    標稱通流容量:20KA(8/20μs)
    放電次數:50次
    最大通流容量:40KA(8/20μs)
    響應時間:<25ns
    電壓保護水平:≤3.8KV
    6.4自供電源模塊
    新能源專用高壓電源是我公司最新開發的一款高壓電源轉換設備,能將輸入的100~1000V的直流高壓轉換成直流24V和直流0.4~4V的變送電壓,主要特點如下:
    ?極寬輸入電壓(100~1000V); 
    ?直流高壓(100~1000V)隔離變送輸出(0.4V~4V);
    ?標準C型軌道安裝;
    ?體積小巧,效率高;
    ?輸入反接保護;
    ?高壓輸入側開關控制,有效避免安裝施工期間對設備的損壞;
    其技術參數如下
    ? 電源輸入:      直流100~1000V  
    ? 輸    出:       DC 24V ±1V  0.2A
    DC 0.4~4V (變送輸出)
    ? 電壓變送精度:   ±1%(±0.04V)
    ? 工作環境溫度:   -40℃ ~ 70℃
    ? 工作環境濕度:   5%~95%不結露
    ? 外形尺寸:       88×54×44
    ? 安全耐壓:       輸入與輸出之間 2500Vac
    輸入與外殼地之間2500Vac
    輸出與外殼地之間  500Vac
    6.5電流監控模塊:用于測量每路光伏組件的電流,經霍爾傳感器采樣后,利用單片機技術對采樣數據分析處理,接線方式簡單可靠,測量精度高,帶RS485通信接口,透明的數據傳輸協議,能與光伏系統的通信采集裝置進行通信和數據傳輸,方便用戶及時準確掌握光伏組件工作狀況。具備如下主要功能:
    ?光伏高壓變送測量
    ?8-16個分支電流和總電流測量
    ?匯流箱內溫度測量
    ?兩路開關量輸入,可分別監測防雷器和斷路器的運行狀態
    ?一路開關量干接點輸出可用于報警或控制
    ?隔離的RS485接口,標準MODBUS-RTU協議,用于遠程數據通訊。
    ?紅外數據接口可方便現場數據檢查和參數設置
    ?報警項目和參數可現場編程設置,
    根據客戶需要,還可擴展以下功能,以對匯流箱及其周邊進行全面監測:
    ?外接一路傳感器(0-20mA信號),可連接組件溫度、風速、風向及輻照度等傳感器;
    ?提供外接傳感器的24V直流穩壓電源接口
    ?8-16個分支回路實時功率和總功率測量
    ?8-16個分支回路電能累計和總電能累計測量,電能數據能掉電自動保持
    YDH-PVX/C3.0型光伏匯流箱智能監測裝置外形美觀大方、安裝方便,霍爾傳感器的間距為18mm標準間距,與光伏熔斷器的寬度相同,方便布線;整個裝置分電源部分、電流采樣部分和單片機控制部分,采用模塊化的設計,提高了產品的可靠性,也便于日常維護。
    以下為監控裝置主要參數及通信協議
    6.5.1 外形尺寸:本系列產品共有3種規格,包括16回路、12回路和8回路3種產品,其外形如圖所示,具體尺寸見下表:


    尺寸
    產品

    A

    A1

    A2

    B

    B1

    B2

    C

    C1

    YDH-PVX-C3.0-8

    244

    232

    220

    67

    32

    50

    35

    21

    YDH-PVX-C3.0-12

    314

    302

    290

    YDH-PVX-C3.0-16

    384

    372

    360

    6.5.2裝置技術參數
     6.5.2.1輸入:
    ? 裝置工作電源輸入:   DC5~24V    功耗<2W
    ? 測量電壓范圍:       0.4~4V,對應光伏電壓 100V~1000V
    ? 測量電流輸入:       -2A ~ +20A
    ? 模擬量輸入:         0~20mA (可選)
    ? 外接開關量輸入:     兩路DC24V/1A干接點輸入
    6.5.2.2 信號處理:
    ? 電壓測量:           0.4V~4V,對應光伏電壓100V~1000V全范圍內,精度1.0級,
    最大誤差 ±10V
    ? 電流測量:           -2A~20A電流范圍內,精度1.0級,最大誤差±0.2A
    ? 外接模擬量測量:     0 ~ 20mA范圍內,精度1.0級,最大誤差±0.2mA
    ? 溫度測量范圍:       -50℃~+125℃,誤差±1℃
    6.5.2.3 輸出:
    ? 輸出接口:        RS-485  二線制  ±15KV ESD保護
    ? 通訊波特率:      2400、4800、9600、19200bps可選
    ? 通訊數據格式:    10位無校驗(1起始位、8數據位、1停止位)、
    11位奇校驗(1起始位、8數據位、1奇校驗位、1停止位)、
    11位偶校驗(1起始位、8數據位、1偶校驗位、1停止位)、
    11位無校驗(1起始位、8數據位、2停止位)
    ? 通訊協議:        標配MODBUS-RTU協議。
    ? 輸出數據:        每路電流、總電流、總電壓、箱內溫度
    ? 開關量輸出:      干接點輸出,<3A
    ? 紅外輸出:        38KHz調制、2米范圍、15°偏角
    6.5.2.4 安全:
    ? 隔離電壓:        電流輸入和外殼地之間耐壓   3000VDC通訊接口和地之間
    通訊接口和主電路之間  1000VDC
    工作電源和外殼地之間  500VDC
    ? 工作環境:         工作環境溫度:-40℃~70℃;存儲溫度:-50℃~85℃;
    相對濕度:5%~95%不結露
    ? 過載能力:         瞬間(<200ms) 5倍額定電流不損壞
    6.5.3裝置典型應用說明
    接線端子定義表


    端子名稱

    定       義

    端子名稱

    定       義

    DO1

    開關量干接點輸出端子

    24V+

    24伏工作電源正極輸入

    DO2

    24V-

    24伏工作電源負極輸入

    VCC

    開關量輸入公共端,與DI1和
    DI2分別組成兩路開關量干接點輸入



    DI1

    第一路開關量輸入

    0.4-4V +

    光伏高壓變送輸入+

    DI2

    第二路開關量輸入

    0.4-4V -

    光伏高壓變送輸入-

    VCC

    溫度傳感器電源正

    24V

    24V電源輸出正極

    GND

    溫度傳感器電源地

    GNG

    24V電源輸出負極

    TQ

    溫度傳感器數據端

    AI-

    0-20mA電流環負端

    A+

    RS-485接口信號正極

    AI+

    0-20mA電流環正端

    B-

    RS-485接口信號負極



    6.5.4裝置MODBUS-RTU通訊協議說明
    6.5.4.1本裝置串行通訊完全遵循標準MODBUS-RTU協議規約,利用配置專用軟件或紅外手持機配置裝置的地址、通訊波特率和數據格式,就能與裝置進行通訊。
    特別注意:本裝置采集的電流、電壓、功率、電能、模擬量及溫度均為有符號數,切勿混淆!
    6.5.4.2本裝置支持MODBUS協議中的功能域代碼:     


    功能碼

    含義

    功能

    03H

    讀保持寄存器

    讀測量數據,讀所有設置參數

    05H

    設置開關量

    對裝置輸出開關量進行通斷控制

    06H
    10H

    預置單寄存器
    預置多寄存器

    設置通訊地址、波特率、數據格式、各類報警參數等

    6.5.4.3功能碼詳解
    6.5.4.3.1 功能碼03H:讀保持寄存器,讀預置參數    
    數據定義:  見寄存器數據對照表
    例1、讀485串行通訊參數:
    命令:  01      03     00 41      00 01       CRC 
    地址   功能碼   開始地址  寄存器個數  CRC校驗
    響應: 01    03    02        02 02           CRC
    地址 功能碼 字節數     參數       CRC校驗
    讀出參數為02 表示 11位偶校驗,02表示波特率9600 bps。
    6.5.4.3.2功能碼03H:讀保持寄存器,讀測量數據和參數     
    數據定義:  見寄存器數據對照表
    例2、讀第1--16路電流數據:
    命令:   01 03 01 08 00 10    CRC    8字節
    地址   功能碼   開始地址   寄存器個數  CRC校驗
    響應: 01 03 20 00 A0 00 00 FF 64 00 00 FF 62 00 9F 00 00 00 00 FF 61 00 00 00 A2 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 5A 5A
    地址 功能碼 字節數   電流數據   CRC校驗
    解析:第一路電流數據為:00 A0(160/100=1.60A),第二路電流數據為:00 00F(0/100=0A),第3、5、9路電流數據為負值:FF 64(此為負數,需減1再求反碼,為00 9C,實際電流為-1.56A而非653.80A),其它類同,注意此處為負電流的情況。
    6.5.4.3.3功能碼05H:設置開關量     
    數據定義:  見附件二
    例3、將輸出開關量設置接通:
    命令:   01      05     00 00        FF 00       CRC       8字節
    地址   功能碼  開關量地址   開關碼    CRC校驗
    響應:  01    05 0000         FF00      CRC      8字節
    地址 功能碼   開關量地址    開關碼    CRC校驗
    6.5.4.3.4功能碼06H:預置單寄存器
    數據定義:見寄存器數據對照表。
    例4、預置裝置通訊地址(將1號裝置地址設置為4號)
    命令:01   06     00 40        00  04      CRC
    地址 功能碼  寄存器地址    預置數據   CRC校驗
    響應:01   06     00 40         00 04        CRC
    地址 功能碼  寄存器地址   寄存器數據    CRC校驗
    6.5.4.3.5功能碼10H:預置多寄存器
    數據定義:見寄存器數據對照表。
    例5、預置報警參數(將1號裝置過壓閥值設為800V  欠壓閥值設為200V)
    命令:01  10     0042      0002      04     1f40    07d0     CRC
    地址 功能碼 開始地址  寄存器數量 字節數  800.0V  200.0V  CRC校驗
    響應:01     10      0042       0002         CRC
    地址   功能碼   開始地址   寄存器數量    CRC校驗
    6.6裝置參數設定
    6.6.1、裝置地址和串口設置是寄存器0040H、0041H,數據定義見附件數據表;
    6.6.2、通過對地址為 0060H的寄存器進行設置,可以選擇啟用或關閉各類報警;
    6.6.3、各項報警參數出廠時已經設為最佳值,一般不需要修改,特殊情況要修改的參見附件數據表;
    6.6.4、報警條件不滿足后,裝置會自動退出報警,如果不能馬上撤除報警,可以關閉對應的報警項目或關閉總報警,報警條件解除后再重新啟用;
    6.6.5、電流通道設置寄存器是0050H-005FH共16個寄存器,空置的通道可以把相應的寄存器設置為0來關閉該通道,關閉的通道計算平均值時不包括在內,也不會對該通道報警;
    6.6.6、通過對地址為0061H的寄存器進行設置,可以定義輸出開關量的用途,設置為FFFFH,定義開關量用于報警輸出,不受遠程命令控制;設置為0000H,定義開關量不用于報警輸出,由遠程命令控制。
    6.7 輸入輸出導線:箱內主電路的導線全部采用雙重絕緣的導線或光伏專用線,其中組串輸入線為PV-F1*4.0型光伏專用電纜;匯流輸出線采用銅排加絕緣防護罩或VVR-1*50型雙層絕緣線,防雷模塊的電源端及地線均采取了加強絕緣處理,相關導線的參數如下:
    6.7.1 PV-F1*4.0型光伏線:截面積4.0mm2,導線電阻4.97Ω/Km,額定電壓1000VDC,額定電流50A
    6.7.2 VVR-1*50型雙重絕緣線:截面積:50mm2,導線電阻1.81Ω/Km,額定電壓1000VDC,
    耐壓水平2500V/5分鐘無擊穿,絕緣電阻0.095MΩ/Km。
    6.8 霍爾電流傳感器:采用優質進口霍爾電流傳感器,其主要參數如下:
    量程:20Adc,輸入:0-20A,精度:0.7%;零點偏移:≤8mV,供電電源:5Vdc,耐壓:4000V,工作溫度:-40--+85℃

    1. 安裝使用須知:

    收到貨物后,請確認設備在物流環節中是否有破損,備件是否齊全,確認無誤后方可安裝使用。
    7.1設備的安裝與固定
    根據現場安裝條件和設備配置的安裝附件,制作合適的安裝支架,將設備牢固的固定在安裝支架上,確保設備進出線端有足夠的進出線通道和檢修空間。
    本公司的產品有立式和臥式兩種安裝型式,安裝時請勿混淆,否則設備的防護等級和散熱效果無法達到光伏系統要求且嚴重影響設備的正常運行。

    7.2設備的準備
    (1)檢查箱內元器件是否有松脫、移位等缺陷,若有,須將其固定至原位;
    (2)檢查箱內所有接線螺絲是否有松脫、接觸不良等缺陷,若有,須將其重新擰緊;
    (3)斷開所有熔斷器,或拔出熔芯;
    (4)將直流高壓電源的開關按鈕置于“OFF”狀態;
    (5)將總輸出斷路器的手柄撥至分閘位置。
    7.3電氣連接
    (1)正負極輸入電纜的連接
    首先將各路輸入電纜與組件串列之間的電氣連接解除,再對照箱內外標識分別接入正負極輸入電纜,并在電纜上做好相應標記,以免混淆。所有輸入電纜接好后,須用萬用表檢查是否存在正負極接反的情況,并檢查電纜是否擰緊。檢查完成后,恢復各路輸入電纜與組件串列之間的電氣連接。
    警告!
    嚴禁正負極接反!
    否則將引起設備燒毀并對人身安全帶來威脅!
    (2)正負極輸出電纜的連接
    首先確保正負極輸出電纜遠端未與其它設備連接,且不帶電,再對照箱內外標識將電纜接入箱內斷路器,并做好標記,確保連接牢固可靠。
    警告!
    必須保證電纜兩端所連節點的極性正確且接觸良好!
    否則將引起斷路器無法脫扣、電纜接觸不良最終引發嚴重安全事故!
    (3)地線的連接
    使用截面積不小于16mm2黃綠雙色線將箱內接地端子與箱外光伏系統的大地可靠連接;
    (4)通訊電纜的連接
    推薦使用2*1.5 mm2的屏蔽通訊電纜,匯流箱之間的通訊連接請參照圖2,屏蔽層須連為一體且只能在電纜的末端一點接地,強烈建議在每組匯流箱通信線的另外一端A、B兩線間并接一個120Ω/1w的電阻以提高系統的抗干擾能力:

    圖2 匯流箱之間的通訊連接
    (5)輔助電源電纜的連接
    如需外接輔助電源,請按圖紙選擇合適規格的電纜,且注意極性。
    注意!
    若現場設備存在某些防水接頭空置,必須用對應的堵頭堵住多余的孔。
    否則會導致箱體進水,引發故障!
    7.4設備運行

    (1)再次檢查確認所有組件輸入電纜和設備總輸出電纜極性正確,連接可靠。確認箱內箱外接地線已經牢固可靠的連接在一起;
    (2)用萬用表測量每回路電壓、輸入輸出電纜對地絕緣是否正常;
    (3)確認輸入輸出線連接正常后,依次合上所有熔斷器,并確認總電壓正常;
    (4)將直流高壓電源的開關按鈕按至“ON”狀態,觀察監測裝置是否正常運行(運行等閃爍);
    (5)設置監測裝置的各項參數(地址、波特率、數據格式及報警輸出等),具體設置方法請參見監測模塊說明書;
    (6)檢查確認輸出電纜的末端(直流柜或逆變器)處于安全狀態,一人監督,另一人將匯流箱總輸出斷路器的手柄推至合閘位置;
    (8)檢查確認各項數據正常;
    (9)成功運行!
    警告!
    設備運行時,嚴禁操作熔斷器!操作熔斷器或更換熔芯前必須先斷開總輸出斷路器!
    帶負載操作熔斷器將可能引發火災、危及人身安全等!
    警告!
    設備運行時,嚴禁拆、裝電纜!拆、裝電纜前必須先斷開總輸出斷路器和所有熔斷器!
    帶負載拆、裝電纜將引發火災等嚴重事故,嚴重危害人身安全及設備安全!
    警告!
    電纜接好后,即使所有熔斷器均未合上,總輸出斷路器也未合閘,匯流箱內也存在高壓(熔斷器進線端及總斷路器出線端)!請注意安全!
    注意!
    當系統電壓低于100V時,監測模塊將自動停止工作,但不會影響系統發電。
    但不影響發電。
    8產品常見故障分析及解決辦法


    序號

    故障現象

    可能原因

    中文字幕av

    1

    斷路器頻繁跳閘

    短路或斷路器容量偏小

    排除短路故障或更換斷路器

    2

    熔芯熔斷

    接線錯誤或熔芯選擇不當

    排除接線故障,更換合適熔芯

    3

    熔斷器接線座燒毀

    線路接觸不良,熔座夾片松動

    擰緊熔座接線螺絲,更換熔座

    4

    某回路電流為0

    該回路開路或熔芯熔斷

    排除電路故障,更壞相同規格熔芯

    5

    某回路電流值為負

    正負極接反!

    檢查線路并改正

    未配防反二極管的設備中可能出現,陰影遮擋

    檢查電池板表面是否有較大面積陰影、異物遮擋

    7

    某路電流顯示值很大

    后臺軟件電流數據格式設置問題

    電流值是有符號數,需正確設置

    7

    全部回路無電流

    斷路器(含直流柜和逆變器中的斷路器)未合閘

    將對應斷路器合閘

    逆變器未工作

    檢修逆變器使其正常工作

    8

    某回路電壓偏低

    該回路電池板串列數偏少或組串電纜絕緣破壞。

    調整串列數量,各回路應保持一致;檢查線路排除故障。

    9

    某回路電壓偏高,約為正常值的2倍

    接線錯誤,2回路直接或通過其它導體(如支架或鐵皮屋頂)串聯

    排除電路故障

    10

    成組匯流箱不能通訊

    該組中的某1臺或多臺設備A、B線接反

    重接A、B線

    通信線屏蔽層多點接地

    同組屏蔽層只能單點接地

    通信線開路或某個模塊通信口故障

    檢查線路,更換故障模塊

    11

    監測模塊不工作,運行燈不亮

    電源或測控模塊損壞

    檢查電源,更換損壞部件

    12

    防雷器指示窗變紅

    防雷器已動作(已失效)

    更換防雷器

    9、訂貨說明

    示例:YDH-PVX/16-CF,表示:16回路帶測控帶防反型匯流箱。

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