• YDH-PVX系列汇流箱说明书(含C3.0测控装置通信协议)

    2016-11-07|阅读数:360
    1. 产品介绍

    对于大型光伏并网发电系统,为了减少光伏组件与逆变器之间的连接线,方便维护,提高系统稳定性和可靠性,一般需要在光伏组件与逆变器之间增加直流汇流装置。本公司的光伏防雷汇流箱具有以下主要特点:

    1. 满足室外安装的使用要求,防护等级达到IP65;
    2. 同时可接入多路光伏阵列,每个回路带短路保护;
    3. 配有光伏专用高压防雷器,正-地、负-地及正-负之间都具备防雷功能;
    4. 采用光伏专用的直流断路器,保证系统可靠性;
    5. 可配置防反装置,防止正负极接反和发电电压不平衡电流倒灌,提高组件使用寿命;
    6. 采用智能检测模块,可检测每个支路的电流,功率,总电压,断路器、防雷器状态监测,温度监测,RS485通讯等功能;
    7. 方便快捷的接线系统,安装使用更加方便。

    2、主要技术参数
    电气参数                                                                                
    工作电压                             1000Vdc
    检测模块启动电压                     100Vdc
    输入电流                             每路2-15A可选
    输出电流                             20A-250A可选
    系统                                                                                    
    防护等级                             IP65
    允许环境温度                         -35~+75℃
    冷却方式                             自然冷却
    允许相对湿度                         0~95%,无凝露
    海拔高度                             ≤2000米(超过2000米需降容使用)
    通讯                                                                                    
    通讯接口                             RS485
    通讯协议                             Modbus RTU
    机械参数                                                                                
    重量                                 20~40Kg/台
    外形尺寸(见下表)


    序号

    汇流箱规格

    外形尺寸(宽×高×深) 单位: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)支路熔断保护;
    (2)支路电流测量及报警;
    (3)RS485通讯功能;
    (4)自供电功能;
    (5)防反充电功能;
    (6)正负极防雷保护功能;
    (7)防雷器状态监测;
    (8)输出短路保护;
    (9)断路器状态监测;
    (10)箱内温度监测及报警;
    4、产品原理图

    1. 产品生产BOM表(以16回路全功能型为例)

    汇流箱生产BOM表

    序号

    名称

    型号规格

    数量

    单位

    品牌

    备注

    1

    断路器

    GM5-250P 200A

    1

    国产优质


    2

    熔断器熔芯

    10PV15 DC1000V

    32

    国产优质


    3

    熔断器底座

    HC101D1000VDC

    32

    国产优质


    4

    防雷模块

    YDH-PVX/D1000

    1

    科比特


    5

    二极管

    MDK55-1800

    8

    国产优质


    6

    散热器

    TK-130*94*265

    1

    国产优质


    7

    监测模块

    YDH-PVX/C3.0-16

    1

    科比特


    8

    电源模块

    YDH-PVX-DY1.0

    1

    科比特


    9

    箱体

    650*550*200

    1

    科比特


    10

    汇流铜排

    TMY-40*3

    1

    国产优质


    11

    防水锁头

    PG7

    32

    国产优质


    12

    防水锁头

    PG11

    2

    国产优质


    13

    防水锁头

    PG16

    1

    国产优质


    14

    防水锁头

    PG29

    2

    国产优质


    15

    接线端子

    JUK5-TWIN

    3

    国产优质


    16

    接地端子

    SAKPE16

    1

    国产优质


    1. 主要元器件介绍

    6.1 直流断路器:采用国内国际知名品牌光伏直流塑壳断路器,均具有微处理过电流脱扣器和剩余电流脱扣器,可以使断路器避免由于电子设备、大气干扰或放电的影响产生误动作,而且也不会对周围的电子设备产生干扰,符合IEC及欧盟的电磁兼容性的相关标准的规定;由于采用增强玻纤合成树脂制成的绝缘外壳,以及对主要金属零件进行了防腐处理,所以能在湿热盐碱地带使用。其主要技术参数如下:
    额定电流:100-200A;
    极数:4
    额定工作电压:1000VDC
    额定冲击耐受电压:8KV
    额定绝缘电压:1000V
    工频实验电压:3000V(1min)
    额定极限短路分断能力(四极串联):40KA
    额定短路合闸能力:40KA
    分闸时间:25ms
    机械寿命:>20000次
    6.2、高压熔断器:采用好利来、上海沪工和BUSSMANN等国内国际知名品牌的熔芯和熔座,符合IEC标准,完全满足光伏要求。主要技术指标:
    额定电流: 2-15A
    额定电压:1000Vac/dc
    分断能力:30KA
    时间常数:1-3ms
    电阻值:10.9毫欧
    功耗:3w
    熔座材料:工程塑料
    阻燃等级:UL 94 HB
    6.3、防雷模块:采用KBT品牌PVX系列太阳能光伏专用电涌保护器,适用于光伏1000V直流电源系统的防雷及过电压保护,并联安装,不影响原系统的正常工作。具有如下特点:
    选用优质专用防雷元件,性能稳定可靠
    具有过热、过流双重自保护电路
    通流容量大,纳秒级响应速度
    模块化设计,标准导轨安装,可带电更换
    有劣化显示窗口:正常时为绿色,损坏时为红色
    可带遥信告警装置,方便远程监控
    节能环保,安装简单方便,无须特殊维护
    主要技术参数:
    额定电压:1000VDC
    最大持续工作电压:1200VDC
    动作电压:2000V±10%
    标称通流容量:20KA(8/20μs)
    放电次数:50次
    最大通流容量:40KA(8/20μs)
    响应时间:<25ns
    电压保护水平:≤3.8KV
    6.4自供电源模块
    新能源专用高压电源是我公司最新开发的一款高压电源转换设备,能将输入的100~1000V的直流高压转换成直流24V和直流0.4~4V的变送电压,主要特点如下:
    ?极宽输入电压(100~1000V); 
    ?直流高压(100~1000V)隔离变送输出(0.4V~4V);
    ?标准C型轨道安装;
    ?体积小巧,效率高;
    ?输入反接保护;
    ?高压输入侧开关控制,有效避免安装施工期间对设备的损坏;
    其技术参数如下
    ? 电源输入:      直流100~1000V  
    ? 输    出:       DC 24V ±1V  0.2A
    DC 0.4~4V (变送输出)
    ? 电压变送精度:   ±1%(±0.04V)
    ? 工作环境温度:   -40℃ ~ 70℃
    ? 工作环境湿度:   5%~95%不结露
    ? 外形尺寸:       88×54×44
    ? 安全耐压:       输入与输出之间 2500Vac
    输入与外壳地之间2500Vac
    输出与外壳地之间  500Vac
    6.5电流监控模块:用于测量每路光伏组件的电流,经霍尔传感器采样后,利用单片机技术对采样数据分析处理,接线方式简单可靠,测量精度高,带RS485通信接口,透明的数据传输协议,能与光伏系统的通信采集装置进行通信和数据传输,方便用户及时准确掌握光伏组件工作状况。具备如下主要功能:
    ?光伏高压变送测量
    ?8-16个分支电流和总电流测量
    ?汇流箱内温度测量
    ?两路开关量输入,可分别监测防雷器和断路器的运行状态
    ?一路开关量干接点输出可用于报警或控制
    ?隔离的RS485接口,标准MODBUS-RTU协议,用于远程数据通讯。
    ?红外数据接口可方便现场数据检查和参数设置
    ?报警项目和参数可现场编程设置,
    根据客户需要,还可扩展以下功能,以对汇流箱及其周边进行全面监测:
    ?外接一路传感器(0-20mA信号),可连接组件温度、风速、风向及辐照度等传感器;
    ?提供外接传感器的24V直流稳压电源接口
    ?8-16个分支回路实时功率和总功率测量
    ?8-16个分支回路电能累计和总电能累计测量,电能数据能掉电自动保持
    YDH-PVX/C3.0型光伏汇流箱智能监测装置外形美观大方、安装方便,霍尔传感器的间距为18mm标准间距,与光伏熔断器的宽度相同,方便布线;整个装置分电源部分、电流采样部分和单片机控制部分,采用模块化的设计,提高了产品的可靠性,也便于日常维护。
    以下为监控装置主要参数及通信协议
    6.5.1 外形尺寸:本系列产品共有3种规格,包括16回路、12回路和8回路3种产品,其外形如图所示,具体尺寸见下表:


    尺寸
    产品

    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装置技术参数
     6.5.2.1输入:
    ? 装置工作电源输入:   DC5~24V    功耗<2W
    ? 测量电压范围:       0.4~4V,对应光伏电压 100V~1000V
    ? 测量电流输入:       -2A ~ +20A
    ? 模拟量输入:         0~20mA (可选)
    ? 外接开关量输入:     两路DC24V/1A干接点输入
    6.5.2.2 信号处理:
    ? 电压测量:           0.4V~4V,对应光伏电压100V~1000V全范围内,精度1.0级,
    最大误差 ±10V
    ? 电流测量:           -2A~20A电流范围内,精度1.0级,最大误差±0.2A
    ? 外接模拟量测量:     0 ~ 20mA范围内,精度1.0级,最大误差±0.2mA
    ? 温度测量范围:       -50℃~+125℃,误差±1℃
    6.5.2.3 输出:
    ? 输出接口:        RS-485  二线制  ±15KV ESD保护
    ? 通讯波特率:      2400、4800、9600、19200bps可选
    ? 通讯数据格式:    10位无校验(1起始位、8数据位、1停止位)、
    11位奇校验(1起始位、8数据位、1奇校验位、1停止位)、
    11位偶校验(1起始位、8数据位、1偶校验位、1停止位)、
    11位无校验(1起始位、8数据位、2停止位)
    ? 通讯协议:        标配MODBUS-RTU协议。
    ? 输出数据:        每路电流、总电流、总电压、箱内温度
    ? 开关量输出:      干接点输出,<3A
    ? 红外输出:        38KHz调制、2米范围、15°偏角
    6.5.2.4 安全:
    ? 隔离电压:        电流输入和外壳地之间耐压   3000VDC通讯接口和地之间
    通讯接口和主电路之间  1000VDC
    工作电源和外壳地之间  500VDC
    ? 工作环境:         工作环境温度:-40℃~70℃;存储温度:-50℃~85℃;
    相对湿度:5%~95%不结露
    ? 过载能力:         瞬间(<200ms) 5倍额定电流不损坏
    6.5.3装置典型应用说明
    接线端子定义表


    端子名称

    定       义

    端子名称

    定       义

    DO1

    开关量干接点输出端子

    24V+

    24伏工作电源正极输入

    DO2

    24V-

    24伏工作电源负极输入

    VCC

    开关量输入公共端,与DI1和
    DI2分别组成两路开关量干接点输入



    DI1

    第一路开关量输入

    0.4-4V +

    光伏高压变送输入+

    DI2

    第二路开关量输入

    0.4-4V -

    光伏高压变送输入-

    VCC

    温度传感器电源正

    24V

    24V电源输出正极

    GND

    温度传感器电源地

    GNG

    24V电源输出负极

    TQ

    温度传感器数据端

    AI-

    0-20mA电流环负端

    A+

    RS-485接口信号正极

    AI+

    0-20mA电流环正端

    B-

    RS-485接口信号负极



    6.5.4装置MODBUS-RTU通讯协议说明
    6.5.4.1本装置串行通讯完全遵循标准MODBUS-RTU协议规约,利用配置专用软件或红外手持机配置装置的地址、通讯波特率和数据格式,就能与装置进行通讯。
    特别注意:本装置采集的电流、电压、功率、电能、模拟量及温度均为有符号数,切勿混淆!
    6.5.4.2本装置支持MODBUS协议中的功能域代码:     


    功能码

    含义

    功能

    03H

    读保持寄存器

    读测量数据,读所有设置参数

    05H

    设置开关量

    对装置输出开关量进行通断控制

    06H
    10H

    预置单寄存器
    预置多寄存器

    设置通讯地址、波特率、数据格式、各类报警参数等

    6.5.4.3功能码详解
    6.5.4.3.1 功能码03H:读保持寄存器,读预置参数    
    数据定义:  见寄存器数据对照表
    例1、读485串行通讯参数:
    命令:  01      03     00 41      00 01       CRC 
    地址   功能码   开始地址  寄存器个数  CRC校验
    响应: 01    03    02        02 02           CRC
    地址 功能码 字节数     参数       CRC校验
    读出参数为02 表示 11位偶校验,02表示波特率9600 bps。
    6.5.4.3.2功能码03H:读保持寄存器,读测量数据和参数     
    数据定义:  见寄存器数据对照表
    例2、读第1--16路电流数据:
    命令:   01 03 01 08 00 10    CRC    8字节
    地址   功能码   开始地址   寄存器个数  CRC校验
    响应: 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 功能码 字节数   电流数据   CRC校验
    解析:第一路电流数据为:00 A0(160/100=1.60A),第二路电流数据为:00 00F(0/100=0A),第3、5、9路电流数据为负值:FF 64(此为负数,需减1再求反码,为00 9C,实际电流为-1.56A而非653.80A),其它类同,注意此处为负电流的情况。
    6.5.4.3.3功能码05H:设置开关量     
    数据定义:  见附件二
    例3、将输出开关量设置接通:
    命令:   01      05     00 00        FF 00       CRC       8字节
    地址   功能码  开关量地址   开关码    CRC校验
    响应:  01    05 0000         FF00      CRC      8字节
    地址 功能码   开关量地址    开关码    CRC校验
    6.5.4.3.4功能码06H:预置单寄存器
    数据定义:见寄存器数据对照表。
    例4、预置装置通讯地址(将1号装置地址设置为4号)
    命令:01   06     00 40        00  04      CRC
    地址 功能码  寄存器地址    预置数据   CRC校验
    响应:01   06     00 40         00 04        CRC
    地址 功能码  寄存器地址   寄存器数据    CRC校验
    6.5.4.3.5功能码10H:预置多寄存器
    数据定义:见寄存器数据对照表。
    例5、预置报警参数(将1号装置过压阀值设为800V  欠压阀值设为200V)
    命令:01  10     0042      0002      04     1f40    07d0     CRC
    地址 功能码 开始地址  寄存器数量 字节数  800.0V  200.0V  CRC校验
    响应:01     10      0042       0002         CRC
    地址   功能码   开始地址   寄存器数量    CRC校验
    6.6装置参数设定
    6.6.1、装置地址和串口设置是寄存器0040H、0041H,数据定义见附件数据表;
    6.6.2、通过对地址为 0060H的寄存器进行设置,可以选择启用或关闭各类报警;
    6.6.3、各项报警参数出厂时已经设为最佳值,一般不需要修改,特殊情况要修改的参见附件数据表;
    6.6.4、报警条件不满足后,装置会自动退出报警,如果不能马上撤除报警,可以关闭对应的报警项目或关闭总报警,报警条件解除后再重新启用;
    6.6.5、电流通道设置寄存器是0050H-005FH共16个寄存器,空置的通道可以把相应的寄存器设置为0来关闭该通道,关闭的通道计算平均值时不包括在内,也不会对该通道报警;
    6.6.6、通过对地址为0061H的寄存器进行设置,可以定义输出开关量的用途,设置为FFFFH,定义开关量用于报警输出,不受远程命令控制;设置为0000H,定义开关量不用于报警输出,由远程命令控制。
    6.7 输入输出导线:箱内主电路的导线全部采用双重绝缘的导线或光伏专用线,其中组串输入线为PV-F1*4.0型光伏专用电缆;汇流输出线采用铜排加绝缘防护罩或VVR-1*50型双层绝缘线,防雷模块的电源端及地线均采取了加强绝缘处理,相关导线的参数如下:
    6.7.1 PV-F1*4.0型光伏线:截面积4.0mm2,导线电阻4.97Ω/Km,额定电压1000VDC,额定电流50A
    6.7.2 VVR-1*50型双重绝缘线:截面积:50mm2,导线电阻1.81Ω/Km,额定电压1000VDC,
    耐压水平2500V/5分钟无击穿,绝缘电阻0.095MΩ/Km。
    6.8 霍尔电流传感器:采用优质进口霍尔电流传感器,其主要参数如下:
    量程:20Adc,输入:0-20A,精度:0.7%;零点偏移:≤8mV,供电电源:5Vdc,耐压:4000V,工作温度:-40--+85℃

    1. 安装使用须知:

    收到货物后,请确认设备在物流环节中是否有破损,备件是否齐全,确认无误后方可安装使用。
    7.1设备的安装与固定
    根据现场安装条件和设备配置的安装附件,制作合适的安装支架,将设备牢固的固定在安装支架上,确保设备进出线端有足够的进出线通道和检修空间。
    本公司的产品有立式和卧式两种安装型式,安装时请勿混淆,否则设备的防护等级和散热效果无法达到光伏系统要求且严重影响设备的正常运行。

    7.2设备的准备
    (1)检查箱内元器件是否有松脱、移位等缺陷,若有,须将其固定至原位;
    (2)检查箱内所有接线螺丝是否有松脱、接触不良等缺陷,若有,须将其重新拧紧;
    (3)断开所有熔断器,或拔出熔芯;
    (4)将直流高压电源的开关按钮置于“OFF”状态;
    (5)将总输出断路器的手柄拨至分闸位置。
    7.3电气连接
    (1)正负极输入电缆的连接
    首先将各路输入电缆与组件串列之间的电气连接解除,再对照箱内外标识分别接入正负极输入电缆,并在电缆上做好相应标记,以免混淆。所有输入电缆接好后,须用万用表检查是否存在正负极接反的情况,并检查电缆是否拧紧。检查完成后,恢复各路输入电缆与组件串列之间的电气连接。
    警告!
    严禁正负极接反!
    否则将引起设备烧毁并对人身安全带来威胁!
    (2)正负极输出电缆的连接
    首先确保正负极输出电缆远端未与其它设备连接,且不带电,再对照箱内外标识将电缆接入箱内断路器,并做好标记,确保连接牢固可靠。
    警告!
    必须保证电缆两端所连节点的极性正确且接触良好!
    否则将引起断路器无法脱扣、电缆接触不良最终引发严重安全事故!
    (3)地线的连接
    使用截面积不小于16mm2黄绿双色线将箱内接地端子与箱外光伏系统的大地可靠连接;
    (4)通讯电缆的连接
    推荐使用2*1.5 mm2的屏蔽通讯电缆,汇流箱之间的通讯连接请参照图2,屏蔽层须连为一体且只能在电缆的末端一点接地,强烈建议在每组汇流箱通信线的另外一端A、B两线间并接一个120Ω/1w的电阻以提高系统的抗干扰能力:

    图2 汇流箱之间的通讯连接
    (5)辅助电源电缆的连接
    如需外接辅助电源,请按图纸选择合适规格的电缆,且注意极性。
    注意!
    若现场设备存在某些防水接头空置,必须用对应的堵头堵住多余的孔。
    否则会导致箱体进水,引发故障!
    7.4设备运行

    (1)再次检查确认所有组件输入电缆和设备总输出电缆极性正确,连接可靠。确认箱内箱外接地线已经牢固可靠的连接在一起;
    (2)用万用表测量每回路电压、输入输出电缆对地绝缘是否正常;
    (3)确认输入输出线连接正常后,依次合上所有熔断器,并确认总电压正常;
    (4)将直流高压电源的开关按钮按至“ON”状态,观察监测装置是否正常运行(运行等闪烁);
    (5)设置监测装置的各项参数(地址、波特率、数据格式及报警输出等),具体设置方法请参见监测模块说明书;
    (6)检查确认输出电缆的末端(直流柜或逆变器)处于安全状态,一人监督,另一人将汇流箱总输出断路器的手柄推至合闸位置;
    (8)检查确认各项数据正常;
    (9)成功运行!
    警告!
    设备运行时,严禁操作熔断器!操作熔断器或更换熔芯前必须先断开总输出断路器!
    带负载操作熔断器将可能引发火灾、危及人身安全等!
    警告!
    设备运行时,严禁拆、装电缆!拆、装电缆前必须先断开总输出断路器和所有熔断器!
    带负载拆、装电缆将引发火灾等严重事故,严重危害人身安全及设备安全!
    警告!
    电缆接好后,即使所有熔断器均未合上,总输出断路器也未合闸,汇流箱内也存在高压(熔断器进线端及总断路器出线端)!请注意安全!
    注意!
    当系统电压低于100V时,监测模块将自动停止工作,但不会影响系统发电。
    但不影响发电。
    8产品常见故障分析及解决办法


    序号

    故障现象

    可能原因

    解决方案

    1

    断路器频繁跳闸

    短路或断路器容量偏小

    排除短路故障或更换断路器

    2

    熔芯熔断

    接线错误或熔芯选择不当

    排除接线故障,更换合适熔芯

    3

    熔断器接线座烧毁

    线路接触不良,熔座夹片松动

    拧紧熔座接线螺丝,更换熔座

    4

    某回路电流为0

    该回路开路或熔芯熔断

    排除电路故障,更坏相同规格熔芯

    5

    某回路电流值为负

    正负极接反!

    检查线路并改正

    未配防反二极管的设备中可能出现,阴影遮挡

    检查电池板表面是否有较大面积阴影、异物遮挡

    7

    某路电流显示值很大

    后台软件电流数据格式设置问题

    电流值是有符号数,需正确设置

    7

    全部回路无电流

    断路器(含直流柜和逆变器中的断路器)未合闸

    将对应断路器合闸

    逆变器未工作

    检修逆变器使其正常工作

    8

    某回路电压偏低

    该回路电池板串列数偏少或组串电缆绝缘破坏。

    调整串列数量,各回路应保持一致;检查线路排除故障。

    9

    某回路电压偏高,约为正常值的2倍

    接线错误,2回路直接或通过其它导体(如支架或铁皮屋顶)串联

    排除电路故障

    10

    成组汇流箱不能通讯

    该组中的某1台或多台设备A、B线接反

    重接A、B线

    通信线屏蔽层多点接地

    同组屏蔽层只能单点接地

    通信线开路或某个模块通信口故障

    检查线路,更换故障模块

    11

    监测模块不工作,运行灯不亮

    电源或测控模块损坏

    检查电源,更换损坏部件

    12

    防雷器指示窗变红

    防雷器已动作(已失效)

    更换防雷器

    9、订货说明

    示例:YDH-PVX/16-CF,表示:16回路带测控带防反型汇流箱。

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