CN202749891U - 交直流一体化电源装置 - Google Patents

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吴丽芳
祝文姬
李克文
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Abstract

本实用新型提供一种交直流一体化电源装置，其包括一体设置的交流主电源输入单元、交流电源输出处理单元、直流电源输出处理单元、通讯电源输出处理单元、电源逆变单元和备用电池。本实用新型的交直流一体化电源装置，一体化不间断电源共用备用电池，统一信息管理的交直流一体化装置，具有短路、过载、过压等电源装置保护功能，同时还具有高效率、长寿命和高可靠性的优点，另外，无风扇、完全宁静工作，内置备用电池，外部断电后可维持一定时间正常输出。

Description

交直流一体化电源装置
技术领域
本实用新型涉及电力应用技术领域，特别涉及一种交直流一体化电源装置。 
背景技术
目前变电站，配电所一般配置三套各自独立的操作电源***，即直流操作电源(DC)、通信电源、交流不间断电源(UPS)，每套电源***单独配置备用电池室、备用电池组和监控管理***。 
独立的操作电源***给客户带来了以下问题：无法综合优化资源，各自独立的操作电源***重复配置备用电池组，使一次投资增加；分散布置的设备增加了日常运行维护工作；各操作电源***的供应商由于利益的差异使安装、服务等协调困难；供电局各操作电源***专业班组无法统一管理。 
因此，随着变电站、变电所综自化程度的越来越高以及大量无人值班站投运，相应提高站用电源整体的运行管理水平具有非常重要意义。现有站用电源在资源整合、自动化水平、管理模式等方面都还存在很大的优化空间，结构紧凑、经济可靠的变电站交直流一体化电源模式具有广阔的应用前景。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种直流和交流一体化不间断电源***。 
本实用新型的主要解决方案是这样实现的： 
本实用新型提供一种交直流一体化电源装置，其包括一体设置的交流主电源输入单元、交流电源输出处理单元、直流电源输出处理单元、通讯电源输出处理单元、电源逆变单元和备用电池，所述交流电源输出处理单元、所述直流电源输出处理单元、所述通讯电源输出处理单元、所述电源逆变单元和所述备用电池均与所述交流主电源输入单元连接。
优选地，所述交流主电源输入单元采用标准的交流输入端AC220V。 
优选地，所述交流电源输出处理单元是将AC交流电源转换成稳定的AC220V交流输出。 
优选地，所述直流电源输出处理单元是将AC交流电源转换成DC24V直流输出。 
优选地，所述电源逆变单元是将备用电池逆变输出交流AC220V,直流DC24V。 
优选地，所述电源逆变单元中使用有源逆变器将备用电池放电电流回馈电网。 
优选地，其整体呈矩形的箱体结构。 
本实用新型的交直流一体化电源装置与现有技术相比具有以下优点：本实用新型的交直流一体化电源装置，一体化不间断电源共用备用电池，统一信息管理的交直流一体化装置，具有短路、过载、过压等电源装置保护功能，同时还具有高效率、长寿命和高可靠性的优点，另外，无风扇、完全宁静工作，内置备用电池，外部断电后可维持一定时间正常输出。 
附图说明
图1是本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置的整体结构示意图； 
图2是本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置的主要电路图；
图3是本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置的主视图；
图4是本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置的左视图；
图5是本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置的俯视图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，使本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。 
下面结合图1至图5对本实用新型的交直流一体化电源装置的具体实施例进行详细说明。 
图1是本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置的整体结构示意图，本实用新型实施例的交直流一体化电源装置，其包括一体设置的交流主电源输入单元10、交流电源输出处理单元20、直流电源输出处理单元30、通讯电源输出处理单元40、电源逆变单元50和备用电池60。 
本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置中，交流主电源输入单元10采用标准的交流输入端AC220V，交流电源输出处理单元20是将AC交流电源转换成稳定的AC220V交流输出；直流电源输出处理单元30是将AC交流电源转换成DC24V直流输出；电源逆变单元50是将备用电池60逆变输出交流AC220V,直流DC24V；电源逆变单元50中使用有源逆变器将备用电池60放电电流回馈电网。 
图2是本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置的主要电路图；本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置将直流电源、电力用交流和电力用逆变电源、通信用直流变换电源等装置组合为一体，共享直流电源的备用电池组，并统一监控的成套设备。 
本实用新型的交直流一体化电源***是针对智能变电站特点实施的智能一体化电源***。该***对站用电源进行全面整合：将站用交流、直流、逆变、通信电源统一设计，通过一体化监控模块将站用电源各子***通信网络化，实现站用电源信息共享，建立数字化电源软件平台；通过将站用电源所有开关智能模块化，集中功能分散化，实现模块外无二次接线，无跨屏二次电缆，建立智能电源硬件平台。本实用新型将交流电源***、直流电源***、逆变电源***、通信电源***统一设计、监控、生产、调试、服务，实现客户效益最大化目标。 
本实用新型的交直流一体化电源***解决了站用电源存在的以下问题 
1、站用电源整体模块化意义
(1)解决了站用电源二次设计复杂问题，使站用电源设计趋向标准化。
(2)解决了供货周期长问题：各种型号模块可提前生产，理论上为现货，大大缩短供货时间。 
(3)解决了站用电源施工二次线多、跨屏二次电缆多问题。 
(4)解决了检修维护复杂问题：正常检修维护不需检修二次线，只需作相应更换。相同参数模块可以互换，模块内一次、二次部分可独立检修，开关之间有防爆防燃隔离，单个开关可独立更换。 
(5)解决了馈线监测盲点问题：实施所有开关智能模块化，可监测开关位置、事故跳闸告警、负荷电流、漏电流等，使电源监测不再有盲点。 
2、统一站用电源信息平台意义 
解决了站用电源信息共享问题：方便维护管理，事故隐患发现；具备深层次开发平台。 
3、站用电源统一设计优化意义 
(1)解决了UPS备用电池、通信备用电池维护不精细问题：减少备用电池组配置组数，相关备用电池室可取消，简化基建设计，同时解决了UPS电池和通信备用电池的日常维护和管理问题； 
(2)解决了站用电源必须统一设计处理问题：针对逆变电源反灌电流影响充电模块均流进行抑制，统一进行防雷配置。 
4、任务程序化意义 
解决了涉及各子***协调联动问题：在所有开关智能模块化后，根据用户对稳定性、节能、方便性等需求，建立涉及相关子***联动方案，将方案编制为程序，固化在一体化监控模块内，一旦任务程序被激活，即可实现各子***协调联动。如：低压减载可提高站用电源***稳定性，远程巡视变电站自动启停照明***可节能及增加方便性，在有人监护下自动执行备用电池核容实验可增加安全性及方便性。
5、统一管理意义 
解决了站用电源分成几个专业管理问题：利于维护、事故分析，降低设备维护运行成本。
6、经济、节能性 
(1)减少重复配置、降低一次性投资成本； 
(2)减少运行维护与协调成本 ；
(3)对馈线智能控制，减少电能浪费 ；
(4)使用有源逆变器将备用电池放电电流回馈电网 ；
(5)采用高频式电源变换器达到节能效果 ；
另外，减少铅酸备用电池使用量，模块化适宜工业化大规模生产，通过模块化设计可实现产品的标准化生产，提高生产效率，大大缩短交货期。
一体化电源已解决的技术问题如下： 
1、不同电源***与直流操作电源***的隔离
直流操作电源***为不接地***，所以交流侧的UPS装置的交流输入、输出与直流侧必须采取措施进行隔离，如采用隔离变，可避免交流侧的运行及故障影响直流操作电源***侧的绝缘降低，造成直流***接地等异常。通信电源***采用正极接地方式，所以DC／DC装置的输入、输出部分也是隔离的。另外，对于单电单充的变电站，备用电池组出现故障，则全站所有的交直流电源***都将失电，带来较为严重的后果，以上都是我司一体化不间断电源针对变电站的重要程度所解决的问题。
2、DC/DC馈线短路保护装置 
当电力通信专用ＤＣ/ＤＣ模块一条馈线支路发生短路故障，馈线短路保护装置能够在
DC/DC短路保护情况下，能可靠切除故障馈线，同时不影响通信电源正常供电。
3、备用电池容量的选择 
一体化电源设备增加了UPS、DC／DC装置，其直流负荷的统计计算时间和负荷系数要合理选择。如工程设计中UPS的负荷容量一般均较实际偏大，容量计算时可考虑负荷系数为0．6，避免备用电池容量选择过大。事故放电时间计算时，直流操作电源***按无人值班考虑2h，而通信电源***则按12 h考虑，容量选择时必须考虑以上不同运行条件要求，保证足够容量以满足可靠性要求。
交流输入采用标准的交流输入端AC220V（标准三针插座），输出直流为双路DC24V,输出交流交输出端（标准三孔座）单路AC220V。 
交流单元是将AC交流电源转换成稳定的AC220V交流输出，直流电源将AC交流电源转换成DC24V直流输出，逆变单元是将备用电池逆变输出交流AC220V,直流DC24V。 
本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置的引脚及说明如表1所示： 
引脚 1 2 3 4 5 6
说明 交流输入端（标准三针插座） 一路直流24v输出正（M6螺栓） 一路直流24v输出负（M6螺栓） 二路直流24v输出正（M6螺栓） 二路直流24v输出负（M6螺栓） 交流输出端（标准三孔座）
表1
本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置特点有：1、176VAC-264VAC输入；2、保护功能: 短路/过载/过压；3、高效率、长寿命和高可靠性；4、无风扇、完全宁静工作；5、内置备用电池，外部断电后可维持一定时间正常输出。
本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置的具体规格如表2所示： 
Figure DEST_PATH_443929DEST_PATH_IMAGE001
Figure DEST_PATH_901455DEST_PATH_IMAGE002
表2
如图3至图5所示，本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置其整体呈矩形的箱体结构。图3是本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置的主视图，图4是本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置的左视图，图5是本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置的俯视图。本实用新型具体实施例的交直流一体化电源装置采用小型化的机柜式设计，适用于配电网上环网柜 ，开闭所等狭小的空间，利用有限的空间，实现电源的一体化构造的设计。
在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术。 

Claims (7)

1.一种交直流一体化电源装置，其特征在于，包括一体设置的交流主电源输入单元、交流电源输出处理单元、直流电源输出处理单元、通讯电源输出处理单元、电源逆变单元和备用电池，所述交流电源输出处理单元、所述直流电源输出处理单元、所述通讯电源输出处理单元、所述电源逆变单元和所述备用电池均与所述交流主电源输入单元连接。
2.如权利要求1所述的交直流一体化电源装置，其特征在于，所述交流主电源输入单元采用标准的交流输入端AC220V。
3.如权利要求1所述的交直流一体化电源装置，其特征在于，所述交流电源输出处理单元是将AC交流电源转换成稳定的AC220V交流输出。
4.如权利要求1所述的交直流一体化电源装置，其特征在于，所述直流电源输出处理单元是将AC交流电源转换成DC24V直流输出。
5.如权利要求1所述的交直流一体化电源装置，其特征在于，所述电源逆变单元是将备用电池逆变输出交流AC220V,直流DC24V。
6.如权利要求5所述的交直流一体化电源装置，其特征在于，所述电源逆变单元中使用有源逆变器将备用电池放电电流回馈电网。
7.如权利要求1所述的交直流一体化电源装置，其特征在于，其整体呈矩形的箱体结构。
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