CN2390352Y - 一种高频开关型变电站直流电源成套装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高频开关型变电站直流电源成套装置,由充馈电屏、电池屏等组成,充馈电屏的充电部分由多个高频开关整流模块并联组成,按N+1冗余配置原则设置模块数量,并联模块之间通过无主从自动均流方式实现功率的平均分配,充馈电屏装有自动调压装置、高频开关整流模块、微机监控单元、直流馈电,电池屏中设有电池保护装置,可自动实现对电池极性接反、电池欠压、电池过压的保护,发出本地或远方告警信号,并切断电池与其它电路的连接。本实用新型具有屏体数量少、安装维护简便、安全的特点,大大提高了直流供电的可靠性。

Description

一种高频开关型变电站直流电源成套装置

本实用新型涉及一种高频开关型变电站直流电源成套装置。

变电站广泛采用由蓄电池组成的直流控制电源，蓄电池需要定期进行充电，这就需要将交流动力电源转变为直流电源的整流器，整流器除为蓄电池组充电外，还提供常用控制负荷的用电。

在已公开的有关变电站直流电源的专利中，如中国专利CN2196341Y、CN2147676Y和CN2157618Y等公告的变电站直流电源成套装置，一般采用晶闸管相控整流器，整流器由工频变压器、晶闸管整流桥、滤波电感和电容组成，工频变压器实现整流器与电网的隔离，通过控制晶闸管的导通角改变输出电压，满足蓄电池不同工况时的要求。尽管与磁饱和稳压方式的变电站直流电源相比，其电气性能指标有了很大改善，可以满足开口式铅酸蓄电池的充电要求，但仍具有以下明显的不足之处：

(1)由于相控整流器仍是在工频情况下进行电压变换，因而体积大、笨重。

(2)受相控整流电路原理的限制，直流电源具有稳压稳流精度低、纹波电压系数高、噪音大的缺点，当用于阀控密封铅酸蓄电池组时，容易造成蓄电池寿命降低。

(3)两组整流器采用一主一备方式，容量配置缺乏灵活性，增加直流电源***的屏体数量，从而增加电源成本和占用面积。

(4)蓄电池作为变电站直流电源的重要组成部分，在电源中缺少必要的保护措施。

本实用新型的目的在于：克服已有产品中的上述缺陷，提供一种新型的变电站直流电源成套装置，从而大幅度提高产品的稳压稳流精度和纹波系数。

本实用新型的第二个目的是降低产品的成本和占地面积，改变维护方式，保证电源运行稳定，维护方便。

本实用新型的第三个目的是提供一种具有电池保护功能的变电站直流电源，使直流电源的安装调试更方便，蓄电池运行更安全可靠。

为了达到上述目的，本实用新型是这样实现的：本实用新型由充馈电屏(1)和电池屏(2)两部分组成，其特征充电部分采用多个高频开关电源整流模块(13)并联，模块数量按N+1冗余配置原则设置，并联模块之间通过平均电流型无主从自动均流总线(20)实现功率的平均分配。

为达到第二个目的，本实用新型的特征是充馈电屏(1)将自动调压装置(16)、高频开关整流模块(13)、微机监控单元(15)以及直流馈电(11，12)组装在一个屏内，配电面板上设有模拟母线。

为达到第三个目的，本实用新型在电池屏(2)中设有电池保护装置，可自动实现对电池极性接反、电池欠压、电池过压的保护，发出本地或远方告警信号，并切断电池与其他电路的连接。

为了完成本实用新型的其它目的，本实用新型的高频开关电源整流模块(13)采用单相输入方式。

本实用新型的高频开关电源模块(13)具有有源功率因数校正功能。

本实用新型在充馈电屏(1)中采用了自动调压装置(16)和微机监控单元(15)。

为更好地说明本实用新型，下面通过附图加以详细说明。

附图1是本实用新型的平面示意图。

附图2是本实用的电气原理示意图。

附图3是本实用新型的电池保护装置的电气示意图。

其中图号：

1：充馈电屏；           2：电池屏；           3：电压继电器

4：报警器；             5：闭音开关；         6：报警器

7：蓄电池测试仪；       8：蓄电池组；         9：交流输入断路器

10：避雷器；            11：合闸馈电单元；    12：控制馈电单元

13：高频开关整流模块；  14：控制单元；        15：微机监控单元

16：自动调压装置；      17：正合闸母线；      18：负合闸母线

19：控制母线；          20：均流总线；        21：整流桥

22：直流断路器；        23：接触器；          24：分励脱扣器

下面结合附图提供的实施例对本实用新型予以详细说明，两个采用型钢结构的标准屏，左面是充馈电屏(1)，右边是电池屏(2)，充馈电屏(1)上装有自动调压装置(16)、微机监控单元(15)、控制单元(14)、高频开关整流模块(13)、控制馈电单元(12)、合闸馈电单元(11)、避雷器(10)以及交流输入断路器(9)，在控制馈电单元(12)和合闸馈电单元(11)的面板上印有模拟母线。电池屏(2)上的直流继电器(3)、报警器(4)、指示灯(6)、闭音开关(5)和装在屏内的直流断路器(22)、接触器(23)、整流桥(21)、分励脱扣器(24)组成蓄电池保护装置，蓄电池测试仪(7)安装在蓄电池组(8)的上面，蓄电池组(8)由17^-19节100Ah(12V/节)阀控密封铅酸蓄电池组成。

本实用新型的工作原理如下：三相380V交流电经交流输入断路器(9)送入三相交流母排，然后再以单相形式分配到1^-N+1个高频开关整流模块(13)的输入端，整流模块(13)的输出正、负端分别并联后连接到正合闸母线(17)和负合闸母线(18)上，给铅酸蓄电池组(8)充电，同时通过降压装置(16)给控制母线(19)的负荷供电，N+1个高频开关整流模块(13)共用一根均流总线(20)，模块内部的均流电路通过将均流总线(20)的电平和代表各模块输出电流的电平进行比较，动态调整高频开关整流模块(13)的输出电压，使输出电流保持一致，保证负载功率在各个模块之间平均分配，当某一个模块出现故障时，模块内部的均流电路使该模块退出均流，其余模块平均分担负载功率，不影响整个装置的运行。

蓄电池保护的工作原理如下：参照附图3，铅酸蓄电池组(8)通过直流断路器(22)连接到正合闸母线(17)和负合闸母线(18)上，蓄电池组(8)的电压经过整流桥(21)整流后给电压继电器(3)的电源供电，这样，无论是电池组(8)的极性是正接或反接，均能保证电压继电器(3)的供电。通过调节电压继电器(3)面板上的电位器，可以设定电池组(8)的过压和欠压值。电池组(8)的电压同时送入电压继电器(3)的电压取样端，当电池组(8)的电压低于电压继电器(3)设定的欠压值或高于设定的过压值时，电压继电器(3)的过压触点或欠压触点闭合，通过分励脱扣器(24)断开直流断路器(22)，同时，报警器(4)发出报警信号，指示灯(6)亮，指示电压异常。当电池组(8)的极性接反时，送到电压继电器(3)取样端的电压信号是负值，电压继电器(8)判断为欠压。

本实用新型具有的突出优点是：

(1)充电部分采用高频开关整流模块，可大幅度提高产品的稳压稳流精度，降低纹波电压系数，提高功率因数和效率。

(2)充电部分采用多个高频开关整流模块并联、N+1冗余备份方式，具有可靠性高、容量配置灵活、检修方便等优点。

(3)将整流屏和直流馈电屏组合在一个充馈电屏中，成本低，和占地面积小。

(4)安全可靠的蓄电池保护装置，保证电池的安全使用，使本实用新型安装维护方便、安全可靠，将受到操作人员的欢迎。

Claims (4)

1、一种高频开关型变电站直流电源成套装置由充馈电屏(1)、电池屏(2)等组成，其特征是充馈电屏(1)的充电部分由多个高频开关整流模块(13)并联组成，按N+1冗余配置原则设置模块数量，并联模块之间通过平均电流型无主从自动均流总线(20)实现模块间功率的平均分配。

2、根据权利要求1所述的高频开关型变电站直流电源成套装置，其特征是充馈电屏(1)将自动调压装置(16)、高频开关整流模块(13)、微机监控单元(15)以及直流馈电(11、12)组装在一个屏内，配电面板上设有模拟母线。

3、根据权利要求1所述的高频开关型变电站直流电源成套装置，其特征是电池屏(2)设有蓄电池保护装置，可自动实现对电池极性接反、电池欠压、电池过压的保护，发出本地或远方告警信号，并切断电池与其它电路连接。

4、根据权利要求1所述的高频开关型变电站直流电源成套装置，其特征是高频开关电源模块(13)采用单相输入方式。

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