CN220042610U - 一种双电源配电装置 - Google Patents

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汪雪峰
李志鹏
王峰
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Abstract

本实用新型公开了一种双电源配电装置，属于低压配电技术领域。所述双电源配电装置包括串接有第一进线开关的第一进线，串接有第二进线开关的第二进线，以及第一母线、第二母线、母联开关，第一进线的一端与第一交流电源连接，第一进线的另一端连接第一母线，第二进线的一端与第二交流电源连接，第二进线的另一端连接第二母线，第一母线与第二母线经由母联开关相互连接；该双电源配电装置还包括用于在第一进线出现过载或低电压穿越时，从第二进线提取电能进行整流、逆变后注入第一母线的电能调控装置。相比现有技术，本实用新型可减少负荷的切除及线路切换的次数，提高***中负荷工作的连续性。

Description

一种双电源配电装置
技术领域
本实用新型公开了一种双电源配电装置，属于低压配电技术领域。
背景技术
在实际生活中的很多行业，如电力、邮电、石油、煤炭、冶金、铁道等，其低压配电***大都选用两进线一母联的方式，而不直接采用双电源切换方式。两进线一母联***的两路进线各带一段母线，平时母联开关打开，两路进线闭合，负载连同母线相对独立。当某路进线出现故障后，进行备用电源自动投退操作（即备自投）：该路进线开关打开，母联开关闭合，实现供电的连续性。当故障解除后，***恢复到原始的两进线闭合，母联开关打开的状态。
两进线一母联配电方案的优点是，当某路进线出现故障后，另一路用电负载不会受到影响；而如果采用传统的双电源开关（ATS）切换方式时，所有负载都会经历短暂断电的过程。
两进线一母联方式的局限性在于，每一路进线负荷通常配置为每台进线变压器额定功率的75%。当一路进线负荷过重时，必须进行部分负荷卸载，这就会导致部分实际在使用的负荷不得不被迫停用，给实际的应用带来不便。此外，在一些突发情况下，例如某一路进线发生低电压穿越时，通常需要将该路负荷切换至另一路进线上，从而会造成负荷供电短暂的中断。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有两进线一母联配电方案的不足，提供一种双电源配电装置，可根据两路进线中负荷的实际工作状态，在两路进线之间进行电能的调配，从而减少负荷的切除情况以及线路切换的次数，极大地提高***中负荷工作的连续性。
本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种双电源配电装置，包括串接有第一进线开关的第一进线，串接有第二进线开关的第二进线，以及第一母线、第二母线、母联开关，第一进线的一端与第一交流电源连接，第一进线的另一端连接第一母线，第二进线的一端与第二交流电源连接，第二进线的另一端连接第二母线，第一母线与第二母线经由母联开关相互连接；该双电源配电装置还包括用于在第一进线出现过载或低电压穿越时，从第二进线提取电能进行整流、逆变后注入第一母线的电能调控装置。
作为其中一个优选方案，所述电能调控装置包括第一整流电路、第二整流电路、逆变电路、电源选择开关，第一整流电路、第二整流电路的输入端分别连接第一进线、第二进线，第一整流电路、第二整流电路的输出端同时连接逆变电路的输入端，逆变电路的输出端经由所述电源选择开关可选择性地与第一母线或第二母线连接。
进一步优选地，所述电能调控装置还包括串接在第一整流电路的输入端与第一进线之间的第一输入开关，以及串接在第二整流电路的输入端与第二进线之间的第二输入开关。
作为另一优选方案，所述电能调控装置为串接于第一进线与第二进线之间的双向变流器。
相比现有技术，本实用新型技术方案具有以下有益效果：
本实用新型利用电能调控装置，在一路进线出现过载或低电压穿越的异常时，从另一路进线提取电能注入异常进线所对应的母线，可有效减少由于过载所导致的负荷切除，从而减少负载断电次数，提高负载工作的连续性，并可在一路电源发生低电压穿越时，为其提供无功支撑，尽量减少电源切换的次数。
附图说明
图1为本实用新型的原理示意图；
图2为本实用新型第一个具体实施例的电路原理图；
图3为本实用新型第二个具体实施例的电路原理图。
实施方式
针对现有两进线一母联配电方案的不足，本实用新型的解决思路是在两进线一母联配电***中增设电能调控装置，在一路进线出现过载或低电压穿越的异常时，从另一路进线提取电能注入异常进线所对应的母线，以减少由于过载所导致的负荷切除，从而减少负载断电次数，提高负载工作的连续性，并可在一路电源发生低电压穿越时，为其提供无功支撑，尽量减少电源切换的次数。
本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种双电源配电装置，包括串接有第一进线开关的第一进线，串接有第二进线开关的第二进线，以及第一母线、第二母线、母联开关，第一进线的一端与第一交流电源连接，第一进线的另一端连接第一母线，第二进线的一端与第二交流电源连接，第二进线的另一端连接第二母线，第一母线与第二母线经由母联开关相互连接；该双电源配电装置还包括用于在第一进线出现过载或低电压穿越时，从第二进线提取电能进行整流、逆变后注入第一母线的电能调控装置。
作为其中一个优选方案，所述电能调控装置包括第一整流电路、第二整流电路、逆变电路、电源选择开关，第一整流电路、第二整流电路的输入端分别连接第一进线、第二进线，第一整流电路、第二整流电路的输出端同时连接逆变电路的输入端，逆变电路的输出端经由所述电源选择开关可选择性地与第一母线或第二母线连接。
进一步优选地，所述电能调控装置还包括串接在第一整流电路的输入端与第一进线之间的第一输入开关，以及串接在第二整流电路的输入端与第二进线之间的第二输入开关。
作为另一优选方案，所述电能调控装置为串接于第一进线与第二进线之间的双向变流器。
下面通过结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明：
本实用新型双电源配电装置的基本结构如图1所示，包括串接有进线开关QF1的I段进线，串接有进线开关QF2的II段进线（其中I段进线和II段进线可互为所述的第一进线和第二进线）以及I段母线、II段母线、母联开关QF3，I段进线的一端与交流电源SI连接，I段进线的另一端连接I段母线，II段进线的一端与交流电源SII连接， II段进线的另一端连接II段母线，I段母线与II段母线经由母联开关QF3相互连接；控制单元用于对两路电源的输入电压USI、USII和输入电流ISI、ISII进行检测，并根据检测结果对***中的可控部件进行控制。除此以外，如图1所示，该双电源配电装置还包括电能调控装置，其作用是在I段进线出现过载或低电压穿越时，从II段进线提取电能进行整流、逆变后注入I段母线以及在II段进线出现过载或低电压穿越时，从I段进线提取电能进行整流、逆变后注入II段母线。
为了便于公众理解，下面通过两个具体实施例来对本实用新型技术方案进行进一步说明：
第一个实施例的电路结构原理如图2所示，其中的电能调控装置包括整流电路AC/DC1、整流电路AC/DC2、逆变电路DC/AC、电源选择开关Sk；整流电路AC/DC1、整流电路AC/DC2的输入端分别连接I段进线、II段进线，AC/DC1、AC/DC2的输出端同时连接逆变电路DC/AC的输入端，逆变电路DC/AC的输出端经由电源选择开关Sk可选择性地与I段母线或II段母线连接。本实施例中的整流电路AC/DC1、整流电路AC/DC2均采用不可控整流电路，因此在整流电路AC/DC1与I段进线之间以及整流电路AC/DC2与II段进线还分别串接有输入开关K1、输入开关K2；如果整流电路AC/DC1和整流电路AC/DC2采用可控整流电路，则无需设置输入开关K1、输入开关K2。
正常工作时，母联开关QF3断开，进线开关QF1和进线开关QF2闭合（进线开关QF1和进线开关QF2优选断路器），逆变电路DC/AC不输出。I段母线对应的各级负载由电源SI供能，II段母线对应的各级负载由电源SII供能。当某一时刻，I段母线或II段母线上负载过载时，常规的解决方案是切除部分三级负荷，使该路***不运行于过载状态。
采用该方案时，控制单元可以在检测到某段进线出现过载或低电压穿越时（例如公知的根据两路电源的输入电压USI、USII和输入电流ISI、ISII进行检测），通过电能调控装置从正常进线中提取电能注入异常进线所对应的母线。具体的电能调控过程如下：
当检测到I段母线上超负荷时（例如采样到的电流ISI超过预设值），将选择开关Sk切换至I段母线，同时控制逆变电路输出；此时，电能调控装置由电源SII向I段母线提供超出部分的电能，从而可避免I段负荷的切除。
当检测到II段母线上超负荷时（例如采样到的电流ISII超过预设值），将选择开关Sk切换至II段母线，同时控制逆变电路输出；此时，电能调控装置由电源SI向II段母线提供超出部分的电能，从而避免II段负荷的切除。
另一种情况：当一路电源SI发生低电压穿越时（例如采样到的电压值低于预设值），所述的电能调控装置也可以从另一路电源SII向SI提供无功电流支撑，从而避免第一开关QF1和母联开关QF3的切换操作。
当一路进线发生低电压穿越时（例如采样到的电压值USI或USII低于预设值），电能调控装置也可以从另一路电源提取电能向发生低电压穿越的一路进线提供无功电流支撑，从而避免进线开关QF1、QF2和母联开关QF3的切换操作。
第二个具体实施例的电路结构原理如图3所示，其中的电能调控装置为串接于I段进线与II段进线之间的双向变流器，由两个变流器串联构成；当电源SI为输入时，左边的变流器控制为PWM整流模式，将SI的交流电整流成直流电，右侧的变流器控制为逆变模式，直流电经由逆变电路转换为交流电向SII侧供电；当电源SII为输入时，右边的桥式电路控制为PWM整流模式，将SII的交流电整流成直流电，左侧的变流器控制为逆变模式，直流电经由逆变电路转换为交流电向SI侧供电。该实施例的优点是控制方式非常灵活，电路为完全对称式，可以方便地实现双向供能，不需要使用电源选择开关进行切换。
采用该方案时，控制单元可以在检测到某段进线出现过载或低电压穿越时（例如公知的根据两路电源的输入电压USI、USII和输入电流ISI、ISII进行检测），通过电能调控装置从正常进线中提取电能注入异常进线所对应的母线。具体的电能调控过程如下：
当检测到I段进线上超负荷时（例如采样到的电流ISI超过预设值），电能调控装置控制左侧桥式电路工作于PWM整流模式，电源SI侧交流电被整流成直流电，该直流电压经过母线电容C1、C2后作为右侧桥式电路的输入，控制右侧桥式电路工作于逆变模式；此时，电能调控装置由电源SI向II段母线提供超出部分电能，从而避免II段负荷的切除。
当检测到II段母线上超负荷时（例如采样到的电流ISII超过预设值），电能调控装置控制右侧桥式电路工作于PWM整流模式，电源SII侧交流电被整流成直流电，该直流电压经过母线电容C1、C2后作为左侧桥式电路的输入，控制左侧桥式电路工作于逆变模式；此时，电能调控装置由电源SII向I段母线提供超出部分电能，从而避免I段负荷的切除。
另一种情况：当电源SII发生低电压穿越时，该电能调控装置也可以从另一路电源SI向SII提供无功电流支撑，从而避免进线开关QF2和母联断路器QF3的切换操作；当电源SI发生低电压穿越时，电能调控装置也可以从另一路电源SII向SI提供无功电流支撑，从而避免进线开关QF1和母联开关QF3的切换操作。

Claims (4)

1.一种双电源配电装置，包括串接有第一进线开关的第一进线，串接有第二进线开关的第二进线，以及第一母线、第二母线、母联开关，第一进线的一端与第一交流电源连接，第一进线的另一端连接第一母线，第二进线的一端与第二交流电源连接，第二进线的另一端连接第二母线，第一母线与第二母线经由母联开关相互连接；其特征在于，该双电源配电装置还包括用于在第一进线出现过载或低电压穿越时，从第二进线提取电能进行整流、逆变后注入第一母线的电能调控装置。
2.如权利要求1所述双电源配电装置，其特征在于，所述电能调控装置包括第一整流电路、第二整流电路、逆变电路、电源选择开关，第一整流电路、第二整流电路的输入端分别连接第一进线、第二进线，第一整流电路、第二整流电路的输出端同时连接逆变电路的输入端，逆变电路的输出端经由所述电源选择开关可选择性地与第一母线或第二母线连接。
3.如权利要求2所述双电源配电装置，其特征在于，所述电能调控装置还包括串接在第一整流电路的输入端与第一进线之间的第一输入开关，以及串接在第二整流电路的输入端与第二进线之间的第二输入开关。
4.如权利要求1所述双电源配电装置，其特征在于，所述电能调控装置为串接于第一进线与第二进线之间的双向变流器。
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