一種電源車的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電源車，至少包括底盤，該底盤上設置有艙體，該艙體包括：相互隔離的前艙和后艙，其中，該前艙為靠近車頭的艙體，該后艙為靠近車尾的艙體：在為施工工程進行供電的主用電源與該備用電源之間進行切換的固態(tài)切換開關SSTS，設置于該后艙中，用于連接該主用電源和該備用電源。采用本實用新型提供的上述技術方案，解決了相關技術中主備供電電源切換方案所需配套設備較為復雜，不能滿足保電場所的大容量以及毫秒級切換要求的問題。
【專利說明】一種電源車

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力應急領域，具體而言，涉及一種電源車。

【背景技術】
[0002]應急電源車是一種移動作業(yè)的新型特種車輛。主要特點是有較強的機動性、適應性，適用于搶險應急供電或偏遠地區(qū)施工、作業(yè)供電。在電力搶修、影視制作、市政工程施工、緊急救險中得到廣泛使用。
[0003]隨著社會的發(fā)展，用電設施及設備急劇增加，其對供電要求一再提高，一些重要場所已采用兩路或多路供電。另外在通訊系統、信息處理系統、自動控制系統、以及航空、航天、氣象、金融等許多部門普遍應用了計算機，尤其是供電系統及其調度自動化，在整個供電保障與調度生產中起著舉足輕重的作用。但是，這些重要的電子設備(如計算機、通信設備)，對供電質量的要求越來越高:要求供電切換不中斷。
[0004]目前具有兩路供電的用戶大部分采用自動轉換機構ATS，實現供電的持續(xù)。電源車輸出端通過ATS機構與用戶端的市電并聯，在市電因故中斷后自動投切供電。
[0005]不間斷電源(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply,簡稱為UPS)電源車系統可實現重要用戶的不間斷供電。UPS電源車一般包括儲能、電力變換等裝置。當市電因故障停電時，UPS電源車可自動投入使用，為用戶提供不中斷的電力保障。
[0006]傳統的電源車輸出端通過ATS機構與用戶端的市電并聯，在市電因故中斷后自動投切供電。ATS自動轉換切換時間為秒級單位，兩路電源的投切時間約為I至3秒。因此，ATS機構切換時將造成供電短時間中斷，這將產生多種問題，如一些服務器、電腦等設備停機，金屬鹵化燈熄滅等。若出現以上現象，將對重要單位及部門的生產、生活造成重大影響。因此，ATS機構已經不能滿足一些用戶對電能質量越來越高的要求。
[0007]為解決兩路供電切換過程中輸出有中斷這一問題，現有技術中已采用UPS電源車系統實現重要用戶的不間斷供電。但UPS電源車所需配套設備較為復雜、多樣。而特種保障車基本為一體車結構，這一限制決定無法將大功率UPS主機裝車改裝。現有UPS電源車為300KVA至500KVA容量，其很難滿足一些保電場所的大容量要求。
[0008]針對相關技術中主備供電切換方案所需配套設備較為復雜，不能滿足保電場所的大容量要求的問題，目前尚未提出有效的解決方案。


【發(fā)明內容】

[0009]針對相關技術中主備供電電源切換方案所需配套設備較為復雜，不能滿足保電場所的大容量以及毫秒級切換要求的問題，本實用新型提供了一種電源車，以至少解決上述問題。
[0010]本實用新型提供的一種電源車，至少包括底盤，所述底盤上設置有艙體，所述艙體包括:相互隔離的前艙和后艙，其中，所述前艙為靠近車頭的艙體，所述后艙為靠近車尾的艙體:在為施工工程進行供電的主用電源與所述備用電源之間進行切換的固態(tài)切換開關(Solid State Transfer Switch,簡稱為SSTS),設置于所述后艙中，用于連接所述主用電源和所述備用電源。
[0011]優(yōu)選地，還包括:所述SSTS的配電柜，設置于所述后艙內部，與所述SSTS相對設置；
[0012]優(yōu)選地，所述備用電源包括:發(fā)電機，所述發(fā)電機的控制柜和電源柜為一體柜設計，所述控制柜和所述電源柜設置在所述后艙內部。
[0013]優(yōu)選地，所述發(fā)電機的機組油箱及機組設置在所述前艙內部。
[0014]優(yōu)選地，所述前艙的側面設置有艙門。
[0015]優(yōu)選地，所述前艙與所述后艙之間設置有隔板，用于將所述前艙和所述后艙隔離為兩個獨立空間。
[0016]優(yōu)選地，所述后艙內部還設置有空調，設置于所述隔板上。
[0017]優(yōu)選地，在所述后艙的后部設置艙門。
[0018]優(yōu)選地，用于連接所述主用電源和所述備用電源的電源接口設置在所述前艙一側或車廂裙板處。
[0019]優(yōu)選地，還包括:用于在所述電源車處于靜止狀態(tài)時，支撐所述艙體的電動液壓支撐腿組件。
[0020]通過本實用新型，將SSTS固態(tài)切換開關裝置應用到電源車上，采用本實用新型提供的上述技術方案，解決了相關技術中主備供電切換方案所需配套設備較為復雜，不能滿足保電場所的大容量以及毫秒級切換要求的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1是根據本實用新型的電源車的結構框圖；
[0023]圖2是根據本實用新型的電源車的示意圖；
[0024]圖3是本實用新型的電源車的具體結構框圖；
[0025]圖4是根據本實用新型的SSTS電源車的原理圖。

【具體實施方式】
[0026]下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0027]本實用新型實施例中的電源車，圖1是根據本實用新型的電源車的結構框圖，如圖1所示，該電源車至少包括底盤1，該底盤I上設置有艙體2，該艙體2包括:相互隔離的前艙22和后艙24,其中，該前艙22為靠近車頭的艙體,該后艙24為靠近車尾的艙體:在為施工工程進行供電的主用電源與該備用電源之間進行切換的SSTS26，設置于該后艙中，用于連接該主用電源和該備用電源。
[0028]作為一種優(yōu)選的實施方式,該電源還包括SSTS26的配電柜28,設置于該后艙24內部，與該SSTS26相對設置。
[0029]本實用新型實施例中的SSTS26為電源二選一自動切換系統，正常工作狀態(tài)下，在主電源處于正常的電壓范圍內，負載一直連接于主電源。在主電源發(fā)生故障時，負載自動切換到備用電源，主電源恢復正常后，負載又自動切換到主電源。SSTS26采用先斷后通(Breakbefore Make)的切換方式，可以實現不同輸入電源之間的不間斷切換，為單電源負載提供雙母線供電，如:非并聯UPS系統的n+1冗余、不同容量UPS系統的N+1冗余、不同型號UPS系統的n+1冗余、不同市電的冗余、市電與發(fā)電機的冗余。
[0030]SSTS26主要由智能控制板，高速可控硅，斷路器構成。其標準切換時間為彡8ms,不會造成IT類負載斷電。既對負載可靠供電，同時又能保證SSTS26在不同相切換時的安全性。SSTS26的基本應用包括電力工業(yè)的自動化系統，石化工業(yè)的電源系統，計算機和遠程通訊中心，大樓的自動化和安全系統，以及其他對電源中斷敏感的設備。
[0031]常見電源故障包括電源故障和配電系統故障，其中，電源故障包括主要供電系統崩潰，UPS輸出故障，配電系統故障，誤操作；電源干擾包括某一負載故障干擾其他用戶，某一負載短路弓I起供電系統短路保護。
[0032]SSTS26交流輸入電源采用雙路供電，兩路交流輸入電源進入SSTS26，SSTS26自動選擇或人工選擇一路電源作為主選輸出。主選交流電源出現故障或質量下降超過預定值時，SSTS26在最短時間內(典型值5毫秒)切換到備用交流電源供電，保證市電輸出的不間斷。為關鍵負載提供安全的供電環(huán)境，保障負載得到完備的保護，高速且無間斷的轉換，排除所有電源無法預見的故障。
[0033]SSTS26的轉換模式包括手動轉換和自動轉換，其中，自動轉換包括電壓檢測轉換、系統轉換和外部觸發(fā)轉換。
[0034]實現同步切換功能時，當雙輸入電源的相位差小于±15°時，可實現Oms切換；實現不同步切換功能時，當雙輸入電源的相位差大于±15°時，其切換為4ms-20ms。此時能保證絕大部分敏感負載的正常運行。
[0035]作為一種優(yōu)選的實施方式，備用電源可以選用電源車自身的發(fā)電系統，該發(fā)電系統包括:發(fā)電機，該發(fā)電機的控制柜和電源柜為一體柜設計，該控制柜和該電源柜設置在該后艙24內部。
[0036]如圖3所示，該發(fā)電機的機組油箱36及機組38設置在該前艙22內部。
[0037]本實施例中，為便于工作人員對設備進行維護，前艙22的側面設置有艙門32。
[0038]優(yōu)選地,該前艙22與該后艙24之間設置有隔板,用于將該前艙22和該后艙24隔離為兩個獨立空間。
[0039]為了保證相關設備的正常運行，該前艙12內還設置有空調和/或排風系統，這樣可以保證相關設備工作在溫度相對穩(wěn)定的工作環(huán)境下。
[0040]本實施例中，為便于工作人員對設備進行維護，在后艙24的后部設置艙門34。
[0041]如圖3所示，用于連接主用電源和備用電源的電源接口 310設置在前艙22 —側或車廂裙板處。
[0042]在本實施例的一個優(yōu)選實施過程中，為了緩解底盤長期負載，該電源車還設置了用于在該電源車處于靜止狀態(tài)時，支撐該艙體的電動液壓支撐腿組件，設置于底盤上。
[0043]下面結合優(yōu)選實施例進行說明，以下優(yōu)選實施例結合了上述實施例及其優(yōu)選實施方式。
[0044]本實用新型中的電源車，是在現有800kW電源車后部電纜絞盤空間基礎上提出的。先將現有SOOkW電源車方艙后部的電纜絞盤拆除，不再裝載使用。因在保電工作時，電源車可通用其它輔助車中的電纜；為給SSTS26主機騰出空間，拆除現有車內油箱，換裝同等容量的立式油箱；并在油箱后部加裝隔板，使其后艙24成為獨立、密封艙室；將發(fā)電機的控制柜和電源柜改造合并為一體柜，放置在后部艙體右前方，并排后部放置SSTS26的配電柜28 ;后艙24左側放置容量為1500A的SSTS26。圖3是本實用新型的電源車的具體結構框圖，該電源車的具體結構如圖3所示。
[0045]為符合SSTS26工作環(huán)境條件，將在后艙24隔板上加裝空調；為方便保電工作使用，電源車的輸入、輸出電纜接線方式全部換裝為快速連接器，與現在電力公司所用連接器為同一品牌；快速連接器共計60套，分別安置于方艙下部左右兩側裙板方箱內，一側為輸入接頭，一側為輸出接頭；車內連接電纜全部采用機車專用軟纜，保證電源車的使用性能。
[0046]改裝后的電源車，將不會影響其原有性能及用途。但將增加整體車輛使用功能，SSTS26既可以與原有發(fā)電機配合使用，也可作為單獨的固態(tài)切換開關裝置使用。
[0047]通過本實用新型中的電源車，提升不中斷供電及應急保障的能力，在不中斷供電和大容量供電兩方面，滿足通訊系統、信息處理系統、自動控制系統、以及航空、航天、氣象、金融等許多部門越來越高的要求。
[0048]艙內配電柜28與SSTS26主機之間選用機車專用軟纜連接，軟纜上部整體鋪設工作臺面，既可以保護電纜，也有安全防護作用，同時達到了艙內整體、美觀。電纜選用電力公司常用的機車專用軟纜，電纜截面積為150毫米。單根最小載流量為523A(接觸)，為滿足1500A容量的要求，每相輸入、輸出電源用3根電纜。應急保障現場根據用戶用電容量需求可方便地使用不同數量的輸入電纜，同時輸出電纜敷設至不同的用戶端配電柜28。
[0049]本實用新型中的電源車是兩路輸入、一路輸出，為方便工作時輸入、輸出電纜連接，采用快速連接器，以便于現有應急保電設備配套使用。根據SSTS26輸入輸出電流技術要求，同時參照快速連接器的電流技術指標，共需選用60套座式快速連接器及45套直連式快速連接器。座式快速連接器分為SSTS26輸入、輸出兩部分別布置安裝在方艙前部左右下面的方箱內，分別為SSTS26兩路輸入30套、SSTS26輸出15套、發(fā)電機輸出15套。其中，快速連接器通過專用軟纜與設備艙內部的配電柜28連接。
[0050]SSTS26主機選用索克曼LTM系列的1500A/4P(4極)產品為例進行說明，其主要參數包括:
[0051]A、輸入/輸出:380V/400V/415V3相+中線+地線
[0052]B、輸入范圍:±20%
[0053]C、頻率范圍:45至55HZ
[0054]D、過載能力:110%? I小時；125%為30分鐘;150%為2分鐘;200%為10秒。
[0055]E、機柜式尺寸:包含斷路器、維護旁路和保險
[0056]F、寬(W)* 深(D)* 高(H) (mm) =2000*810*1925
[0057]G、重量:1140KG
[0058]H、顯示:IXD液晶顯示(LTM目前只有英文界面)
[0059]1、通訊監(jiān)控及報警模式:具有R232，485接口，語音報警功能。
[0060]圖4是根據本實用新型的SSTS電源車的原理圖，如圖4所示，SSTS26與市電I和市電2連接，在市電I和市電2之間進行切換，作為一種優(yōu)選的實施方式，也可以在市電與電源車自身的備用電源之間完成切換，輸出端與用電用戶相連，確保為用電用戶不間斷供電。根據保電現場供電情況確認發(fā)電機短接跳線連接與否，從而避免發(fā)電機噪音污染。
[0061]本實用新型中改裝后的SSTS電源車，可以將原發(fā)電機的輸出作為SSTS裝置的一路輸入，另外一路輸入市電；也可以作為單獨的SSTS開關切換裝置使用，即SSTS電源車可用兩路獨立電源(市電或電源車)作為輸入，輸出接入電力用戶。通過控制SSTS裝置，兩路獨立電源可在毫秒級的時間內完成切換，從而實現用戶的不中斷供電。而同現有UPS電源車相比，SSTS電源車可滿足大容量重要用戶的需求。改裝后發(fā)電機與SSTS電源同在一車，可實現一車多用。
[0062]下面通過實驗的方式驗證本實用新型所達到的技術效果。
[0063]針對以下負荷類型進行實驗:阻性模擬負載，感性模擬負載，金屬鹵化燈(1000W)，鈉燈(1000W)，鈉燈(400W) O
[0064]SSTS電源車的兩路輸入分別市電和電源車，在兩路電源不同相位差的情況下進行切換。記錄試驗波形及負載工作情況。
[0065]從市電切換到電源車時，如果兩路電源相位相差較小(約為0° )，切換過程中，100ff金屬鹵化物燈、1000W鈉燈持續(xù)運行，未觀察到閃爍現象。400W鈉燈閃爍，未滅。兩電源相位相差約45°，切換過程中，1000W金屬鹵化物燈、1000W鈉燈、400W鈉均觀察到閃爍現象，未滅。兩電源相位相差約180°，切換過程中，1000W金屬鹵化物燈、1000W鈉燈觀察到閃爍現象，未滅。400W鈉熄滅。
[0066]實驗結果:從電源車切換到市電:切換前將電源車相位調整到與市電相同，然后切換，切換過程中1000W金屬鹵化物燈、1000W鈉燈、400W鈉均觀察到閃爍現象，未滅。
[0067]從實驗數據還可以得出以下結論:未配置同期裝置的電源車供電頻率不穩(wěn)定，相位存在時時移動情況；切換過程發(fā)生時刻，若電源車發(fā)電與市電電源相位差很小，則能保證SSTS切換時間小于等于5ms的切換性能；切換一定次數后，敏感負荷的敏感程度增強。
[0068]綜上所述，本實用新型實施例實現了以下有益效果:利用SSTS將兩路電源及其相關的負載進行完全分離，確保冗余供電，確保負載得到高質量和高可靠性的電力供應，確保同一供電系統上的負載不會產生相互干擾，將負載分離開來避免相互干擾或故障的擴散，在手動操作時防止誤操作，對UPS系統實現真正的在線維護，運用現有的資源提高負載供電的冗余性。因此，SSTS改善了給敏感負載系統供電的可用性、可維護性和可增容性，同時便于操作和運行。
[0069]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種電源車，至少包括底盤，所述底盤上設置有艙體，其特征在于， 所述艙體包括:相互隔離的前艙和后艙，其中，所述前艙為靠近車頭的艙體，所述后艙為靠近車尾的艙體: 在為施工工程進行供電的主用電源與備用電源之間進行切換的固態(tài)切換開關SSTS，設置于所述后艙中，用于連接所述主用電源和所述備用電源。
2.根據權利要求1所述的電源車，其特征在于，還包括: 所述SSTS的配電柜，設置于所述后艙內部，與所述SSTS相對設置。
3.根據權利要求1所述的電源車，其特征在于，所述備用電源包括:發(fā)電機，所述發(fā)電機的控制柜和電源柜為一體柜設計，所述控制柜和所述電源柜設置在所述后艙內部。
4.根據權利要求3所述的電源車，其特征在于，所述發(fā)電機的機組油箱及機組設置在所述前艙內部。
5.根據權利要求4所述的電源車，其特征在于，所述前艙的側面設置有艙門。
6.根據權利要求1所述的電源車，其特征在于，所述前艙與所述后艙之間設置有隔板，用于將所述前艙和所述后艙隔離為兩個獨立空間。
7.根據權利要求6所述的電源車，其特征在于，所述后艙內部還設置有空調，設置于所述隔板上。
8.根據權利要求7所述的電源車，其特征在于，在所述后艙的后部設置艙門。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的電源車，其特征在于，用于連接所述主用電源和所述備用電源的電源接口設置在所述前艙一側或車廂裙板處。
10.根據權利要求1至8中任一項所述的電源車，其特征在于，還包括:用于在所述電源車處于靜止狀態(tài)時，支撐所述艙體的電動液壓支撐腿組件。
【文檔編號】B60P3/00GK203995880SQ201420403559
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權日:2014年7月21日
【發(fā)明者】錢葉牛, 竺懋渝, 張艷妍, 趙勁松, 孫健, 王語潔, 杜晨紅 申請人:國家電網公司, 國網北京市電力公司