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DEIF PPU-3 并联与保护单元
时间: 2025-09-20浏览次数：
DEIF PPU-3 并联与保护单元
DEIF PPU-3 并联与保护单元
产品基础定位与核心应用
PPU-3 是 DEIF 推出的紧凑型微处理器控制单元，以 “一体化” 设计集成同步 / 异步发电机的保护与控制功能，内置 galvanically separated（电隔离）三相测量电路，核心面向船舶应用场景，支持两种核心工作模式（可组合）：
独立运行（Stand-alone）：单台发电机独立供电控制；
并联运行（Parallel with other generators）：多台发电机同步并联，实现负载分配与协同控制。
其核心价值在于简化发电机控制链路，可通过数字 / 模拟 I/O 或串行通信与 PLC 控制系统对接，同时具备灵活的功能扩展能力。
核心功能模块
（一）显示与操作单元
显示配置：显示单元（DU-2）独立设计，可直接安装在主机上或配电柜门前端（标配 3m 显示电缆），单台 PPU-3 最多可额外扩展 2 台显示单元（最远 200m）；
显示内容：实时展示所有测量值、计算值、报警信息及事件日志；
扩展操作面板：可选 AOP-1（16 个可配置 LED + 8 个可配置按钮）或 AOP-2（16 个可配置 LED + 8 个可配置按钮 + 1 个状态继电器），支持 CAN 总线通信。
（二）调节模式（Regulation Modes）
根据控制对象（调速器 / 自动电压调节器），提供多类可切换的标准调节模式，满足不同运行需求：
控制对象 调节模式 具体功能
调速器（Governor） 固定频率（Fixed frequency） 维持发电机输出频率稳定
固定功率（Fixed power，基载） 设定固定有功功率输出
频率下垂（Frequency droop） 随负载变化自动调整频率，适配并联负载分配
负载分配（Load sharing） 多机并联时均衡分配有功负载
自动电压调节器（AVR，需选装 D1 选项） 固定电压（Fixed voltage） 维持发电机输出电压稳定
固定无功功率（Fixed reactive power） 设定固定无功功率输出
固定功率因数（Fixed power factor） 维持功率因数稳定
无功负载分配（Reactive load sharing） 多机并联时均衡分配无功负载
电压下垂（Voltage droop） 随无功负载变化自动调整电压，适配并联场景
（三）自检与配置工具
自动自检（Self-test）：启动时执行周期性自检，故障信息以明文显示在屏幕上，并通过继电器输出（状态输出）触发告警；
M-Logic（微 PLC）：免费集成于 PC 工具软件中，支持自定义输入 / 输出的功能与逻辑条件，适配个性化应用场景；
配置方式：
本地：通过显示单元的密码保护菜单配置；
远程：通过 USB 连接 PC，使用免费的 Windows 版 PC 工具软件（可从 DEIF 下载中心 获取），支持参数监控、配置保存 / 下载、固件更新。
（四）发动机控制与保护（可选功能）
选装发动机控制与保护模块后，PPU-3 可实现：
发动机启停序列控制；
发动机保护功能：为主处理器故障时提供发动机停机通道的完整备份，保障设备安全。
（五）CANshare 功能（可选 G9 选项）
针对模拟负载分配线路缺乏故障监控的问题，CANshare 提供：
数字负载分配与线路故障（断线、短路）监控；
支持最多 4 个母线断路器（BTB）的位置反馈与监控；
最多 5 个负载分配区段管理；
有功 / 无功负载分配监控；
死母线合闸（Dead bus closing）与首台启动判别；
调试前的模拟测试模式。
标准保护功能（Protections）
PPU-3 内置多类符合 IEEE Std. C37.2-1996 (R2001) 标准的保护功能，覆盖发电机与母线的核心故障场景，部分功能支持多阶阈值设定：
保护功能 ANSI 编号 阈值阶数 核心作用
发电机逆功率（Generator reverse power） (32) 2 阶 防止发电机吸收电网功率（如汽轮机失汽时）
发电机过电流（Generator over-current） (50/51) 6 阶 保护发电机免受过载电流损害
电压依赖性过电流（Voltage-dependent over-current） (51V) 1 阶 结合电压状态判断过电流，避免误触发
反时限过电流（Inverse time over-current） (51) 1 阶 电流越大，动作时间越短，适配不同过载场景
发电机过电压 / 欠电压（Generator over/under-voltage） (59)/(27) 2 阶 / 3 阶 保护发电机绝缘与负载免受过 / 欠压冲击
发电机过频率 / 欠频率（Generator over/under-frequency） (81) 3 阶 / 3 阶 防止发电机转速异常导致的频率偏差
母线过电压 / 欠电压（Busbar over/under-voltage） (59)/(27) 3 阶 / 4 阶 保护母线及下游负载免受过 / 欠压损害
母线过频率 / 欠频率（Busbar over/under-frequency） (81) 3 阶 / 4 阶 维持母线频率稳定
母线电压不平衡（Busbar voltage unbalance） (60) 1 阶 防止三相电压不平衡导致的设备故障
发电机过载（Generator overload） (32) 5 阶 避免发电机长期超额定负载运行
电流 / 电压不平衡（Current/Voltage unbalance） (60) 1 阶 保护发电机与负载免受过不平衡电流 / 电压损害
过励磁 / 失磁（Over-excitation/Loss of excitation） (40/32 RV) 1 阶 保护发电机励磁系统，避免磁场异常
硬件与接口规格
（一）硬件架构与插槽分配
PPU-3 采用 “插槽式” 硬件设计，不同功能模块对应固定插槽，单个插槽仅支持一种硬件选项，核心插槽功能如下：
插槽编号 功能类别 标准配置 / 可选选项 核心接口与参数
1 电源与基础 I/O 标准 8-36V DC 供电（11W）；1 个状态输出继电器；5 个继电器输出；2 个脉冲输出（kWh、kvarh）；5 个数字输入
2 通信 可选 H2（Modbus RTU/ASCII，RS-485）、H3（Profibus DP）等 负责与外部系统（如 PLC）的串行通信
3 负载分配 标准 13 个数字输入；4 个继电器输出；1 个 P（有功）负载分配线路；1 个 Q（无功）负载分配线路；2 个外部设定点输入（GOV/AVR）
4 GOV/AVR/ 变送器输出 标准（4 个继电器输出）；可选 E1（2 路 +/-25mA）、E2（2 路 0 (4)-20mA）等 输出控制信号至调速器 / AVR，或作为变送器信号输出
5 交流测量 标准 3 路发电机电压输入；3 路发电机电流输入；3 路母线 / 电网电压输入
6 模拟输出扩展 可选 F1（2 路 0 (4)-20mA 变送器输出） 扩展模拟量输出通道
7 发动机控制与 I/O 扩展 可选 M4（发动机控制、数字 / 模拟 I/O）、H7（软件级发动机通信） 实现发动机启停控制、I/O 扩展及特定发动机协议对接
8 高级通信与负载分配 可选 G9（CANshare）、H5（特定发动机协议，如 Caterpillar、MTU） 数字负载分配、发动机专用通信协议对接
9 以太网通信 可选 N（Ethernet TCP/IP，支持 Modbus TCP/IP、EtherNet/IP、SMS / 邮件告警） 实现以太网远程监控与告警通知
（二）关键技术参数
参数类别 具体规格
工作环境 温度：-25~70°C（带 N 选项时 -25~60°C；UL/cUL 认证环境最高 55°C）；湿度：97% RH（IEC 60068-2-30）；海拔：0~4000m（2001~4000m 需降额使用）
测量范围 电压：100~690V AC（±20%，UL/cUL 认证最高 600V AC）；电流：1/5A AC（来自 CT）；频率：30~70Hz
辅助电源 端子 1-2：12/24V DC 标称（8-36V DC 工作，最大 11W）；端子 98-99：12/24V DC 标称（8-36V DC 工作，最大 5W）；需 2A 慢熔保险丝保护
输入 / 输出 数字输入：光耦隔离，8-36V DC 导通（阻抗 4.7kΩ）；模拟输入：0 (4)-20mA（阻抗 50Ω）、RPM（MPU：2-70V AC，10-10000Hz）；继电器输出：250V AC/30V DC（5A，UL/cUL 认证 2A 阻性负载）；模拟输出：0 (4)-20mA/±25mA（隔离，最大负载 500Ω）
电隔离 交流电压与其他 I/O：3250V AC（50Hz，1min）；交流电流与其他 I/O：2200V AC（50Hz，1min）；模拟输出与其他 I/O：550V AC（50Hz，1min）
防护等级 主机：IP20；显示单元：IP40（选装 L 垫片可升级至 IP54，RS 认证应用必需）
认证 船舶认证：所有主流船级社认证；安全认证：EN 61010-1、UL 508、CSA 22.2 no.14-05；EMC 认证：EN 61000-6-2/4、IEC 60255-26
可选功能与配件
（一）核心可选选项（部分关键选项）
选项代码 功能类别 具体描述
A 系列 电网保护包 A1（时限欠压 27t、欠压 + 低无功 27Q 等）、A5（方向性过电流 67）
C2 发电机扩展保护包 负序电压高 47、负序电流高 46、零序电压高 59 等
D1 电压控制 固定电压、固定无功功率、固定功率因数、无功负载分配、电压下垂
G9 CANshare 数字负载分配 + 线路监控、多 BTB 监控、死母线合闸
H2/H3 串行通信 H2（Modbus RTU/ASCII，RS-485）、H3（Profibus DP）
N 以太网 Modbus TCP/IP、EtherNet/IP、SMS / 邮件告警
Y1/Y11 显示与控制 Y1（发动机与 GB 控制）、Y11（无本地控制按钮的显示单元）
（二）标准与可选配件
配件类型 具体产品 用途 型号 / 备注
显示单元 DU-2（标准） 主机配套显示 2912210050，需指定显示布局
DU-2（扩展） 额外扩展显示 2912890030，支持 CAN 总线
操作面板 AOP-1 扩展操作按钮与 LED 2912890040，单显示单元最多 1 台
AOP-2 带状态继电器的扩展面板 2912890050，单 PPU-3 最多 5 台
电缆 显示电缆（3m/6m/1m） 连接显示单元与主机 1022040076（3m）、1022040057（6m）等
USB 电缆（3m） PC 配置连接 1022040065
交叉以太网电缆（3m） N 选项以太网连接 1022040055
垫片 IP54 显示垫片（L） 提升显示单元防护等级 1134510010，RS 认证必需
订购与免责
（一）订购规格
必选信息：型号（如 PPU-3 Marine）、变体编号（如 01 带显示 / 07 无显示）、产品编号（如 2912210030-01）；
可选信息：需明确所选功能选项（如 M4、Y1、H2）及配件（如 AOP-2、IP54 垫片）；
示例：产品编号 2912210030-01（PPU-3 Marine 01 带显示）+ 选项 M4（发动机控制）+ Y1（发动机与 GB 控制）+ H2（Modbus RTU）。
（二）免责声明
DEIF 保留未经通知修改文档内容的权利；
英文版本文档为最新权威版本，翻译版本可能存在滞后，若有冲突以英文版本为准；
DEIF 不对翻译版本的准确性承担责任。
