艾默生直流電源系統設計技術之四——PSM-E20監控系統
資料來源：艾默生授權合作伙伴--廣深直流屏技術服務中心（Tel:400-9936610）
1.PSM-E20監控單元設計
艾默生PSM-E20監控系統包括HD系列充電模塊內部監控電路，監控模塊（PSM-E20）、配電監控（PFU-12和PFU-13）和絕緣監測儀（JYM-M2和JYM-S2），以及電池檢測儀（BM-1）等設備。艾默生直流系統的模擬量和開關量經過各采集設備(模擬量通過A1M61S1和PFU-3;開關量通過PFU-12和PFU-13)傳送到PSM-E20監控模塊處理、顯示或發出告警，同時上送到DCS系統。監控單元的器件清單見表1-1。
表1-1 PSM-E20監控單元的器件清單
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單元 |
名稱 |
型號規格 |
數量 |
生產廠家 |
備注 |
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監控單元 |
監控模塊 |
PSM-E20 |
1 |
艾默生 |
24路饋出 |
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配電監控組件 |
配電監控盒 |
PFU-12 |
可選 |
艾默生 |
PSM-E20配套用 |
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配電監控盒 |
PFU-13 |
可選 |
艾默生 |
PFU-12擴展24路 |
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監控報警單元 |
蜂鳴器 |
DB-E38 DC12V |
可選 |
豪恩 |
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交流采樣板 |
A1M61S1 |
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EMERSON |
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直流采樣 |
PFU-3 |
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EMERSON |
DC12V |
2.PSM-E20監控模擬信號采集
PSM-E20監控單元可以監測的模擬量見表1-2。
表1-2 直流屏系統監測的模擬量
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序號 |
信號名稱 |
數量 |
輸入范圍 |
可顯示范圍 |
誤差 |
備注 |
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1 |
交流電壓 |
2路 |
0～2Vac標準信號 |
0～500V |
±2％ |
需配合艾默生采樣板使用 |
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2 |
母線電壓 |
2段 |
0～5Vdc標準信號 |
0～275V |
±0.5％ |
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3 |
電池組電壓 |
2組 |
0～5Vdc標準信號 |
0～275V |
±0.5％ |
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4 |
負載電流 |
2路 |
0～4Vdc標準信號 |
0～ |
±0.5％霍爾滿量程 |
需配合霍爾傳感器使用 |
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5 |
電池電流 |
2路 |
－4Vdc～＋4Vdc標準信號 |
－ |
±0.5％霍爾滿量程 |
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6 |
電池環境溫度 |
1路 |
0～5Vdc標準信號 |
－25℃～ |
± |
需配合艾默生TMP-2溫度變送器使用 |
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7 |
AC/AC電壓 |
1路 |
0～4Vac標準信號 |
0～400V |
±2％ |
需配合A1M61S1交流電壓變送器使用 |
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8 |
AC/AC電流 |
1路 |
0～4Vac標準信號 |
0～ |
±2％ |
需配合交流電流變送器使用 |
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9 |
DC/AC電壓 |
1路 |
0～4Vac標準信號 |
0～400V |
±2％ |
需配合交流電壓變送器使用 |
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10 |
DC/AC電流 |
1路 |
0～4Vac標準信號 |
0～ |
±2％ |
需配合交流電流變送器使用 |
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11 |
DC/DC電壓 |
1路 |
0～4Vdc標準信號 |
0～400V |
±0.5％ |
配合艾默生直流電壓變送器使用 |
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12 |
DC/DC電流 |
1路 |
0～4Vdc標準信號 |
0～ |
±0.5％ |
需配合霍爾傳感器使用 |
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13 |
單體電池電壓 |
216節 |
－ |
－ |
－ |
可以分成兩組，每組108節 |
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14 |
饋電支路絕緣電阻及電容 |
2×384路 |
－ |
－ |
－ |
使用JYM-M2、JYM-S2，可以檢測兩段獨立母線，一個E20監控器只可以顯示384支路絕緣數據 |
3.交流電壓采集
輸入交流電壓由交流電壓采樣板（A
Uin/Uout=380Vac/1.5Vac
A1M61S1接線方式見下圖1-1。
圖1-1 PFU-12和A1M61S1交流采樣板的連接
4.直流電壓采集
直流系統的蓄電池電壓、直流控制母線和合閘母線電壓檢測由直流電壓采樣盒（PFU-3）采集，一個PFU-3采樣盒可采集兩路共負極直流電壓。變比：Uin/Uout=220Vdc/4Vdc
接線方式見下圖1-2。
圖1-2 PFU-12和直流電壓采樣盒PFU-3的連接
5.電流信號采集
艾默生直流系統的蓄電池電流、負荷母線總電流的采樣采用霍爾傳感器實現檢測的電氣隔離。以
霍爾傳感器基本參數推薦如下：
供電電源：±12V
輸出信號極性：雙極性
輸出信號幅度：±4Vdc
量程：
圖1-3 PFU-12和霍爾傳感器的連接
6.溫度信號采集
溫度傳感器應用于電池管理需要溫度補償的場合。溫度傳感器將電池房（或電池柜）的環境溫度變為弱電信號，再接入到PFU-12配電模塊中。與溫度傳感器（TMP-12）的連接如下圖所示。
電源：＋12Vdc
變比：輸入，0～100℃。輸出1～5Vdc
圖1-4 PFU-12配電監控和溫度傳感器的連接
7.監控數據信號采集
監控單元可以監測的開關量見表1-3。開關量主要包括交流配電部分、蓄電池輸入部分、負荷饋出支路部分、絕緣監測部分等。其他單元非艾默生公司額定配置產品，接入監控系統時請參照相應產品的說明書。
表1-3 系統監測的開關量
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序號 |
信號名稱 |
狀態 |
備注 |
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1 |
饋出支路空開狀態 |
常開或常閉（可設置） |
告警節點接GND是閉合狀態，反之為分狀態 |
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2 |
電池熔絲通斷狀態 |
常閉 |
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3 |
絕緣繼電器告警狀態 |
常開 |
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4 |
交流空開跳閘告警信號 |
常閉 |
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5 |
交流接觸器工作狀態信號 |
常閉 |
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6 |
防雷器故障信號 |
常閉 |
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7 |
AC/AC故障 |
常閉 |
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8 |
DC/AC故障 |
常閉 |
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9 |
DC/DC故障 |
常閉 |
7.1交流配電部分開關量
交流配電部分包括交流空開跳閘告警信號、交流接觸器工作狀態信號、防雷器故障信號等開關量，如圖1-5所示。
圖1-5 PFU-12與開關量的連接
圖中，
ACDL——交流空開跳閘告警端子。兩路空開常閉告警觸點串連接入。
SPD——防雷器故障告警端子。防雷器輔助常閉觸點與防雷空開輔助常閉觸點串聯接入。
FB1、FB2——蓄電池熔絲斷告警端子。每組蓄電池的兩只熔斷信號管的常閉觸點串聯接入。
INSU——絕緣故障告警端子。絕緣監測設備告警輸出常開觸點。
7.2蓄電池及絕緣繼電器部分開關量電池輸入正負極熔斷體輔助信號串連后輸出告警信號，絕緣監測只有絕緣繼電器時輸出干接點告警信號（常開節點有效），如圖1-4所示。
7.3饋出支路開關量
直流屏系統的饋出開關量可根椐實際需要接線。若只需要饋出單元的報警量，可接饋出開關的常開（或常閉）報警觸點；若只需要饋出單元的狀態量，可接饋出開關的常開（或常閉）輔助觸點；若饋出單元的狀態量和報警量都需要，可采用配電監控盒PFU-12與開關盒PFU-13配合使用的形式，將報警觸點與輔助接點分別接入配電監控盒與開關盒相對應的端口上。告警觸點（或輔助觸點）的接法如下圖1-6所示。
當直流屏系統和配電監控盒PFU-12配合使用時，支路報警接點信號從F01開始，可依次接24路支路報警信號。配電監控盒PFU-12可接24個量，如系統饋出單元量超過24路，可以增加開關盒PFU-13的數量來進行擴展。
接線時先接控制支路。按順序接完所有的控制支路后，再按順序依次接合閘支路。控制回路開關容量通常都比合閘開關容量小，為了實際工程接線的方便，我們通常將小容量的饋出開關放在前面，而把大容量的饋出開關放在后面。在監控模塊的饋電參數用戶級設置中，按實際情況設置好控制支路數和合閘支路數、告警量（或狀態量）、常開觸點（或常閉觸點）后，系統就能對輸出支路正常指示。
圖1-6 PFU-12與饋出支路告警開關量的連接
8. 艾默生監控單元報警系統
艾默生PSM-E20監控模塊提供聲光告警輸出接口，接線方式如圖1-7所示。
聲音告警輸出為12V，輸出電流小于20mA時，推薦使用12V壓電陶瓷蜂鳴器，告警聲音大小可根據需求選用。
光告警輸出12V，輸出電流小于100mA時，推薦使用發光二極管型的告警指示燈，顏色為黃色。
圖1-7 PSM-E20監控模塊聲光告警連接
技術支持熱線：400-9936610
