ULP 系统电源 - ULP System Guide IEC

电源配电系统

电源配电系统的安装可以采用以下任一种拓扑：

星型拓扑：

在电气柜中，建议星型配电系统尽量减少因公共阻抗引起的 EMC 干扰。
菊花链拓扑：

菊花链配电系统实现了服务连续性：设备可以在不影响其他设备的情况下断开连接，设备上的公共阻抗和压降受到限制。

星型配电系统

下图显示了星型配电系统（直流或交流）的设计。在这种配置中，只有主电源与配电终端之间的链路是公共阻抗。公共阻抗得到了最大程度的降低。电缆长度 (C) 越短，公共阻抗越低。

各设备的接线必须采用双绞线来完成，从而避免结环和辐射排放。

A	电源
B	0 V connection of power supply
C	电源与配电终端之间的电缆
D	配电终端
E	设备 (D1-Dn)

菊花链配电系统

系统中的设备以菊花链和回路形式连接，其中第一台设备和最后一台设备直接连接到电源。

菊花链与回路之间用于重新连接电源的电缆必须尽量靠近，以避免电流回路并避免产生 EMC 干扰。

下图显示了单个电气柜中菊花链配电系统的设计。在这种配置中，需要额外的接线来闭合菊花链。

A	电源
B	0 V connection of power supply
C	设备 (D1-Dn)
D	D 线路中连接到电源的最后一台设备

闭合菊花链的接线

多电气柜系统中的电源配电

在包含多个电气柜的电源配电系统中，如果电流消耗较低（低于 500 mA）且总长度小于 5 m (16.4 ft)，则每条线路能够对三台或四台设备馈电。

下图显示了多电气柜全局系统中电源配电系统的设计：

设备 (D1–Dn) 采用星型连接方式，以降低公共阻抗。
电气柜 (C1–Cn) 采用菊花链连接方式，并使用了额外的回路接线，以最大程度降低压降和公共阻抗并确保服务连续性。

	电气柜藉由用于重新连接电源（靠近回路）的电缆以菊花链拓扑形式连接
	设备以星型拓扑形式连接

ULP 模块功耗

为了限制 ULP 线缆上的电压下降，各 RJ45 ULP 端口的功耗均被限定为 300 mA。

下表列出了 ULP 模块的功耗：

模块	典型功耗（20°C / 68°F 条件下为 24 Vdc）	最大功耗（60°C / 140°F 条件下为 19.2 Vdc）
用于单个断路器的 IFE Ethernet 接口	100 mA	140 mA
IFE Ethernet 配电盘服务器	100 mA	140 mA
用于单个 MasterPact MTZ 抽出式断路器的 EIFE 嵌入式 Ethernet 接口	115 mA	180 mA
用于单个断路器的 IFM Modbus-SL 接口	21 mA	30 mA
用于单个断路器的 IO 输入/输出应用程序模块	100 mA	130 mA
用于单个电路断路器的 FDM121 前显示模块	21 mA	30 mA
用于 ComPacT NSX 断路器的MicroLogic 5、6 或 7 脱扣单元	30 mA	55 mA
用于 MasterPact MTZ 断路器的 MicroLogic X 控制单元（通过 ULP 端口模块供电）	200 mA	335 mA
用于 ComPacT NSX 断路器的 BSCM 断路器状态控制模块	9 mA	15 mA
用于 MasterPact NT/NW 和 ComPacT NS 断路器的MicroLogic 脱扣单元	100 mA	100 mA
MasterPact NT/NW 和 ComPacT NS 断路器的 BCM ULP 断路器通讯模块	40 mA	65 mA
服务接口	0 mA（服务接口有自己的电源）	0 mA（服务接口有自己的电源）
USB 维护接口	0 mA（USB 维护接口有自己的电源）	0 mA（USB 维护接口有自己的电源）

电源特性

注意
丧失双重绝缘只能为 MicroLogic X 控制单元提供 24 Vdc 安全超低电压 (SELV) 电源，并通过 ULP 端口模块或用于外部电源的端子块 (F1- F2+) 进行连接。请注意极性。请勿将不具有双重绝缘装置的设备连接到正用于为 MicroLogic X 控制单元供电的 24 Vdc SELV 电源。例如，请勿使用同一 24 Vdc SELV 电源为 MasterPact MTZ 断路器的 MicroLogic X 控制单元和 MasterPact NT/NW 断路器的 MicroLogic A/E/P/H 脱扣单元供电。不遵照这些说明将导致基本/单绝缘系统。

注意

丧失双重绝缘

只能为 MicroLogic X 控制单元提供 24 Vdc 安全超低电压 (SELV) 电源，并通过 ULP 端口模块或用于外部电源的端子块 (F1- F2+) 进行连接。请注意极性。
请勿将不具有双重绝缘装置的设备连接到正用于为 MicroLogic X 控制单元供电的 24 Vdc SELV 电源。例如，请勿使用同一 24 Vdc SELV 电源为 MasterPact MTZ 断路器的 MicroLogic X 控制单元和 MasterPact NT/NW 断路器的 MicroLogic A/E/P/H 脱扣单元供电。

不遵照这些说明将导致基本/单绝缘系统。

ULP 系统的 24 Vdc 电源必须为 SELV，以提供绝缘协调（IEC 60664-1 和 IEC 61204-7），并沿 ULP 连接的整个长度分配 SELV。24 Vdc 电源必须在初级线圈末端处与低压配电区相连，后者的过压类别必须低于 24 Vdc 电压的过压类别或与之相同。

属于过压类别 IV 的电源可以直接与主低压配电板的母线系统相连。

Schneider Electric AD 电源属于过压类别 IV。
属于过压类别 IV 以下的电源无法直接与主低压配电板的母线系统相连。因此，在主低压配电板的母线系统与可以连接至 24 Vdc 电源初级线圈的控制电路之间，至少需要设置一个电路绝缘变压器。

Schneider Electric Phaseo ABL8 电源属于过压类别 II，与大多数标准电源一样。

如果 ULP 系统的 24 Vdc SELV 电源具备可保持电源 SELV 性质的双重绝缘材料或加强型绝缘材料，则它们可用于为其他设备提供电力。这些设备不得将 0 V 或 24 Vdc 端与本地机器接地点或保护性接地点相连。

0 V 端连接

电源的 0 V 端可与本地接地系统相连或保持浮动。下表提供了用例及相关建议。

0 V 端连接	要求	建议
0 V 端接地	TN-S 接地系统网状接地系统这些设备通过相同的电源供电。电源安装在与设备相同的电气设备中。 0 V 端与接地系统之间的一个或多个连接：在包含电源和设备的系统中，设备的 0 V 端未接地。	检查以确保相和接地系统之间的共同模式电压不高于 7 Vac。如果高于该电压，则增加一个电源以减少负载。
浮动 0 V	如果不符合将 0 V 端接地的其中一项或多项要求，则电源的 0 V 必须保持浮动。	建议使用绝缘监控设备（例如 Vigilohm IM20）检测第一个相接地故障并提高服务连续性。

电源额定值

电源额定值规则如下所示：

若要设计通讯模块的专用电源，应检查最大短路电流 (Icc)。它不得超过 20 A，这是 ULP 模块能够经受的最大短路电流。例如，对于 10 A 的标称电流，ABL8 电源的 Icc 被限定为 14 A。
最远 ULP 模块所用 24 Vdc 电源电压的额定值必须为 24 Vdc +/-10% (21.6–26.4 Vdc)。

若要在配电 Modbus 电缆一侧符合此额定值范围，24 Vdc 电源输出电压必须按以下值进行调节：
- +/-3% (23.3–24.7 Vdc)，适用于 ABL8 电源。
- +/-5% (22.8–25.2 Vdc)，适用于 AD 电源。

建议的 24 Vdc 电源

建议的 24 Vdc 电源为：

对于大型装置，建议使用 Schneider Electric Phaseo ABL8 电源（3 到 10 A、过压类别 II）。
在以下情况下，建议使用 Schneider Electric AD 电源（1 A、过压类别 IV）：
- 限定供少数 IMU 使用的装置。
- 用作用于 MasterPact NT/NW 或 ComPacT NS 断路器的MicroLogic 脱扣单元的电源。

特性	Phaseo ABL8 电源	AD 电源
示意图
过压类别	符合 IEC 60947-1 II 类	符合 IEC 62477-1 IV 类（Vac 型号）符合 IEC 62477-1 III 类（Vdc 型号）符合 UL 61010-1 III 类
输入电源电压 AC	110–120 Vac 200-500 Vac	110-130 Vac 200-240 Vac
输入供电电压 DC	–	24–30 Vdc 48-60 Vdc 100-125 Vdc
电介质耐压强度	输入/输出：4 kV RMS，1 分钟输入/接地：3 kV RMS，1 分钟输出/接地：0.5 kV RMS，1 分钟	输入/输出： 3 kV RMS，持续 1 分钟（110–130 Vac 和 200–240 Vac 型号） 3 kV RMS，持续 1 分钟（110–125 Vdc 型号） 2 kV RMS，持续 1 分钟（24-30 Vdc 和 48-60 Vdc 型号）输入/接地：3 kV RMS，1 分钟输出/接地：1.5 kV RMS，1 分钟
温度	50 °C (122 °F) 60 °C (140 °F)，最大标称负载的 80%	70 °C (158 °F)
输出电流	限定为 10 A	1 A
波纹	200 mV 峰-峰	200 mV 峰-峰
提供线路损失补偿的输出电压设置	24-28.8 Vdc	22.8–25.2 Vdc

注: 对于要求过压电流类别 III 的应用，应安装控制/隔离变压器，对于要求过压电流类别 IV 的应用，应安装电涌放电器。

电源部件号

电源	额定值	输入-输出电压	部件号
Schneider Electric AD 电源初级过压类别 IV 温度：-25 °C 到 +70 °C（-13 °F 到 +158 °F）	1 A	24/30 Vdc - 24 Vdc	LV454440
		48/60 Vdc - 24 Vdc	LV454441
		100/125 Vdc - 24 Vdc	LV454442
		110/130 Vac - 24 Vdc	LV454443
		200/240 Vac - 24 Vdc	LV454444
Schneider Electric Phaseo ABL8 电源初级过压类别 II 温度：0–60°C (0–140°F)（高于 50°C (122ºF) 时，下调至电流的 80%）	3 A	100/500 Vac - 24 Vdc	ABL8RPS24030
	5 A	100/500 Vac - 24 Vdc	ABL8RPS24050
	10 A	100/500 Vac - 24 Vdc	ABL8RPS24100

注: 其他符合要求的电源示例：Phoenix Contact TRIO POWER 电源单元，TRIO-PS-2G/1AC/24DC/10/B+D（部件号 2903145）。

24 Vdc 电源连接规则

为减少电磁干扰，请遵循下列规则：

24 Vdc 电源的输入和输出电线必须以物理方式尽可能远地隔开。
24 Vdc 电源的输出线必须绞合在一起。
24 Vdc 电源的输出线、通讯电缆或受电涌保护设备 (SPD) 保护的线路必须与电源电缆垂直交叉。
24 Vdc 电源电缆必须切割到相应长度，且与接地机柜的金属框相对应。切勿使多余的电缆形成回路。
务必将 24 Vdc 电源电缆平放在电气柜的接地金属框上，以免形成接地回路。
如要布设敏感性电缆，应沿着机柜内部的拐角布设，同时要兼顾电缆弯曲半径。

24 Vdc 电源电缆特性

ULP 系统中 24 Vdc 电源的标准安装规则如下：

将电源连接到包含一对绞合线的电缆。
电源电缆与系统中其他信号之间的最小距离必须如下：
- 电源与控制电路之间的距离 = 100 毫米（3.9 英寸）
- 电源电路与 24 Vdc 或通讯电缆之间的距离 = 200 毫米（7.9 英寸）
- 控制电路与 24 Vdc 或通讯电缆之间的距离 = 100 毫米（3.9 英寸）

如要限制电磁干扰，请应用以下附加安装规则：

将电源连接到包含一对绞合线的屏蔽电缆。
电缆屏蔽层必须连接到 EMC 夹扣。
黄铜夹扣必须具有与电缆类型相适的直径以及与系统兼容的固定件（比如，螺钉或 DIN 导轨），（比如，来自 Indu-Sol 的 EMClip^® SKHZ 黄铜夹扣）。

24 Vdc 电源负载均衡

电源规格取决于负载均衡，而这则取决于 IMU 中设备的功耗。按照以下步骤检查电源规格是否正确：

步骤	操作
1	对电源进行负载均衡计算，其中考虑 ULP 模块功耗。请参阅 ULP 模块功耗。
2	对线路中连接到电源的最后一台设备进行电压测量。
3	检查测量结果是否在设备容差范围内。
4	如果存在压降，则执行以下其中一项措施：使用横截面积更大的电源电缆。使菊花链架构中最后一个电气柜或电气设备中的最后一台设备与电源建立回路。

24 Vdc 电源模式

注意
设备损坏风险使用相同的 24 Vdc SELV AD 或 Phaseo ABL8 电源为 IMU 的所有 ULP 模块供电。不遵循上述说明可能导致设备损坏。

相同 24 Vdc SELV 电源可用于为多个 IMU 供电，具体取决于系统的总电源要求。
采用单独的 24 Vdc 电源为 MN/MX/XF 线圈或 MCH 储能马达供电。

模块	电源模式
用于单个断路器的 IFE Ethernet 接口	必须连接至 24 Vdc 电源，且不得通过其 ULP 端口供电。
IFE Ethernet 配电盘服务器	必须连接至 24 Vdc 电源，且不得通过其 ULP 端口供电。
用于单个断路器的 IFM Modbus-SL 接口	必须连接至 24 Vdc ⁽¹⁾电源，且不得通过其 ULP 端口供电。
用于单个断路器的 IO 输入/输出应用程序模块	必须连接至 24 Vdc 电源，且不得通过其 ULP 端口供电。
用于 MasterPact MTZ 断路器的 ULP 端口模块	必须连接至 24 Vdc 电源，且不得通过其 ULP 端口供电。
用于 MasterPact MTZ 断路器的 MicroLogic X 控制单元	通过 ULP 端口模块供电。
用于单个 MasterPact MTZ 抽出式断路器的 EIFE 嵌入式 Ethernet 接口	通过 ULP 端口模块供电。
用于单个电路断路器的 FDM121 前显示模块	如果单独或不处于 ULP 线路末端，则必须与电源相连。如果处于 ULP 线路末端，则通过 ULP 线缆由其他 ULP 模块供电。
用于 ComPacT NSX 断路器的MicroLogic 5、6 或 7 脱扣单元	通过 ULP 线缆由其他 ULP 模块供电。
用于 ComPacT NSX 断路器的 BSCM 断路器状态控制模块	通过 ULP 线缆由其他 ULP 模块供电。
用于 MasterPact NT/NW 和 ComPacT NS 断路器的MicroLogic 脱扣单元	必须通过专用的 AD 电源供电。
MasterPact NT/NW 和 ComPacT NS 断路器的 BCM ULP 断路器通讯模块	通过 ULP 线缆由其他 ULP 模块供电。
(1) IFM 接口到 24 Vdc 电源的连接取决于 IFM 组件：如果 IFM 接口堆叠到 IFE 服务器，则只有 IFE 服务器必须由 24 Vdc 电源供电。如果 IFM 接口的堆叠不涉及 IFE 服务器，则只有其中一个 IFM 服务器接口必须由 24 Vdc 电源供电。单一的 IFM 接口必须由 24 Vdc 电源供电。

MasterPact NT/NW 和 ComPacT NS 断路器中的 MicroLogic 脱扣单元的 24 Vdc 电源

注意
嘈杂环境中的脱扣危险使用单独的 24 Vdc AD 电源为 MasterPact NT/NW 中的MicroLogic 脱扣单元或 ComPacT NS 断路器及其可选的 M2C 或 M6C 可编程触点供电。如果不遵守这些说明，将会导致脱扣

一个 24 Vdc SELV AD 电源可以为 MasterPact NT/NW 或 ComPacT NS 断路器中的多个MicroLogic 脱扣单元供电，取决于系统的整体电源要求：

最多 10 个MicroLogic 脱扣单元，没有 M2C 或 M6C 可编程触点。
最多 5 个MicroLogic 脱扣单元，有 M2C 或 M6C 可编程触点。