變電站一體化電源通信用電裝置制造方法
【專利摘要】一種變電站一體化電源通信用電裝置，包括通信設(shè)備供電母線、供電裝置、直流變換電源裝置和二極管，二極管包括第一二極管和第二二極管，所述第一二極管正極與所述供電裝置正極連接，負(fù)極接入所述通信設(shè)備供電母線，所述第二二極管負(fù)極與所述供電裝置負(fù)極連接，正極接入所述通信設(shè)備用電母線。上述變電站一體化電源通信結(jié)構(gòu)，當(dāng)某個(gè)通信設(shè)備發(fā)生短路或過(guò)載時(shí)，直流變換電源裝置輸出電壓急劇下降，供電裝置電壓高于直流變換電源裝置輸出電壓，則供電裝置放電，使通信設(shè)備母線上的電壓穩(wěn)持，并為故障回路的空氣開(kāi)關(guān)提供瞬斷脫扣電流，分?jǐn)喙收匣芈?，避免故障范圍擴(kuò)大，影響其他通信設(shè)備正常運(yùn)行，提高了變電站通信用電的安全性與可靠性。
【專利說(shuō)明】變電站一體化電源通信用電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及變電站設(shè)備配置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種變電站一體化電源通 信用電裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 通信是電網(wǎng)的神經(jīng)，關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行和有效管理。目前，變電站采用的 一體化電源系統(tǒng)是以變電站直流電源為核心，將直流電源和通信用直流變換電源組合為一 體，為通信負(fù)載提供電源。
[0003] 變電站一體化電源中通過(guò)轉(zhuǎn)換設(shè)備將110V/220V直流轉(zhuǎn)換為-48V直流，為所有通 信負(fù)載提供電源。當(dāng)某個(gè)通信設(shè)備回路發(fā)生短路或過(guò)載時(shí)，通信設(shè)備供電母線無(wú)法提供足 夠的沖擊電流實(shí)現(xiàn)故障回路的及時(shí)切斷，空氣開(kāi)關(guān)無(wú)法及時(shí)跳開(kāi)，導(dǎo)致通信設(shè)備供電母線 的電壓下降，與通信設(shè)備供電母線連接的其他設(shè)備負(fù)載重啟，影響其他通信設(shè)備工作，擴(kuò)大 了故障范圍。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 基于此，有必要針對(duì)通信設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，通信設(shè)備供電母線電壓下降，無(wú)法提供 足夠沖擊電流實(shí)現(xiàn)故障回路的及時(shí)切斷的問(wèn)題，提供一種變電站一體化電源通信用電裝 置。
[0005] -種變電站一體化電源通信用電裝置，包括通信設(shè)備供電母線，還包括：
[0006] 為故障回路提供瞬時(shí)脫扣電流，以跳開(kāi)空氣開(kāi)關(guān)的供電裝置；
[0007] 與所述通信設(shè)備供電母線連接，并對(duì)變電站一體化電源整流屏輸出電壓降壓的直 流變換電源裝置；
[0008] 二極管，包括第一二極管和第二二極管，所述第一二極管正極與所述供電裝置正 極連接，負(fù)極接入所述通信設(shè)備供電母線，所述第二二極管負(fù)極與所述供電裝置負(fù)極連接， 正極接入所述通信設(shè)備用電母線。
[0009] 在其中一實(shí)施例中，所述直流變換電源裝置包括DC/DC轉(zhuǎn)換器。
[0010] 在其中一實(shí)施例中，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器包括EMI濾波器、逆變器、輸出隔離器和整 流濾波電路，所述EMI濾波器、逆變器、輸出隔離器和整流濾波電路依次連接，所述EMI濾 波器與所述變電站一體化電源整流屏連接，所述整流濾波電路與所述通信設(shè)備供電母線連 接。
[0011] 在其中一實(shí)施例中，所述供電裝置包括變電站一體化電源蓄電池組中的串聯(lián)的24 節(jié)蓄電池，每節(jié)蓄電池電壓為2V，所述串聯(lián)的24節(jié)蓄電池的第一節(jié)蓄電池的正極與所述第 一二極管正極連接，所述串聯(lián)的24節(jié)蓄電池的最后一節(jié)蓄電池的負(fù)極與所述第二二極管 負(fù)極連接。
[0012] 在其中一實(shí)施例中，還包括通信設(shè)備，所述通信設(shè)備采用不接地供電方式，并與所 述通信設(shè)備用電母線連接。
[0013] 在其中一實(shí)施例中，還包括分別對(duì)所述供電裝置與所述直流變換電源裝置的電氣 參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并將監(jiān)控信息傳送至監(jiān)控終端的監(jiān)控裝置，所述監(jiān)控裝置分別與所述供電 裝置和所述直流變換電源裝置連接。
[0014] 在其中一實(shí)施例中，所述監(jiān)控裝置包括供電裝置在線監(jiān)測(cè)單元、直流變換電源裝 置在線監(jiān)測(cè)單元和智能監(jiān)測(cè)處理單元，所述供電裝置在線監(jiān)測(cè)單元與所述供電裝置連接， 所述直流變換電源裝置在線監(jiān)測(cè)單元與所述直流變換電源裝置連接，所述供電裝置在線監(jiān) 測(cè)單元和所述直流變換電源裝置在線監(jiān)測(cè)單元分別將監(jiān)測(cè)信息傳送至所述智能監(jiān)測(cè)處理 單元。
[0015] 上述變電站一體化電源通信用電裝置，當(dāng)某個(gè)通信設(shè)備發(fā)生短路或過(guò)載時(shí)，直流 變換電源裝置輸出電壓急劇下降，供電裝置電壓高于直流變換電源裝置輸出電壓，則供電 裝置放電，使通信設(shè)備母線上的電壓穩(wěn)持，并為故障回路的空氣開(kāi)關(guān)提供瞬斷脫扣電流，分 斷故障回路，避免故障范圍擴(kuò)大，影響其他通信設(shè)備正常運(yùn)行，提高了變電站通信用電的安 全性與可靠性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為一實(shí)施方式的變電站一體化電源通信用電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為一實(shí)施方式的變電站一體化電源通信用電裝置的DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意 圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描 述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳的實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式 來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本實(shí)用新型 的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0019] 需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱為"固定于"另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上 或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是"連接"另一個(gè)元件，它可以是直接連接 到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)"垂直的"、"水平的"、"左"、 "右，，以及類似的表述只是為了說(shuō)明的目的。
[0020] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為 了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語(yǔ)"及/或"包 括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0021] 請(qǐng)參閱圖1，一種變電站一體化電源通信用電裝置，包括供電裝置110、直流變換 電源裝置120、二極管130和通信設(shè)備供電母線140。
[0022] 二極管130包括第一二極管132和第二二極管134,第一二極管132正極與供電裝 置110正極連接，負(fù)極接入通信設(shè)備供電母線140,第二二極管134負(fù)極與供電裝置110負(fù) 極連接，正極接入通信設(shè)備供電母線140。通信設(shè)備150分別接入通信設(shè)備供電母線140， 與第一二極管132、供電裝置110和第二二極管134形成供電回路。
[0023] 可以理解，第一二極管132和第二二極管134采用與供電裝置110輸出電流相匹 配的電流過(guò)流量的二極管，以保證供電裝置110輸出電流可通過(guò)第一二極管132和第二二 極管134,跳開(kāi)空氣開(kāi)關(guān)（圖未示）的供電裝置110。
[0024] 通信設(shè)備150與通信設(shè)備供電母線140連接，通信設(shè)備150與通信設(shè)備供電母線 140之間設(shè)有空氣開(kāi)關(guān)，當(dāng)某個(gè)通信設(shè)備150發(fā)生短路或過(guò)載時(shí)，空氣開(kāi)關(guān)跳開(kāi)對(duì)通信設(shè)備 150以及供電回路進(jìn)行保護(hù)。
[0025] 需要理解，空氣開(kāi)關(guān)是一種只有短路或嚴(yán)重過(guò)載現(xiàn)象，空氣開(kāi)關(guān)形成回路就會(huì)跳 閘的一種開(kāi)關(guān)，空氣開(kāi)關(guān)跳閘有兩個(gè)必要條件：電流和持續(xù)時(shí)間。脫扣電流的大小不同，則 空氣開(kāi)關(guān)跳閘所需要的持續(xù)時(shí)間也不同。一般地，空氣開(kāi)關(guān)在3?5倍額定電流時(shí)間持續(xù) 20ms?40ms時(shí)間則可以跳閘。
[0026] 具體到本實(shí)施例中，在通信設(shè)備150正常工作情況下，供電裝置110電壓低于直流 變換電源裝置120輸出電壓，由直流變換電源裝置120為通信設(shè)備150提供電源。當(dāng)某個(gè) 通信設(shè)備150發(fā)生短路或過(guò)載時(shí)，直流變換電源裝置120輸出電壓急劇下降，供電裝置110 電壓高于直流變換電源裝置120輸出電壓，則供電裝置110放電，使通信設(shè)備供電母線140 上的電壓穩(wěn)持，并提供瞬斷脫扣電流，跳開(kāi)空氣開(kāi)關(guān)，避免故障范圍擴(kuò)大。在通信設(shè)備150 故障解除后，直流變換電源裝置120輸出電壓恢復(fù)，高于供電裝置110電壓，則供電裝置110 停止放電，由直流變換電源裝置120繼續(xù)為通信設(shè)備150提供電源。
[0027] 上述變電站一體化電源通信結(jié)構(gòu)，當(dāng)某個(gè)通信設(shè)備150發(fā)生短路或過(guò)載時(shí)，直流 變換電源裝置120輸出電壓急劇下降，供電裝置110電壓高于直流變換電源裝置120輸出 電壓，則供電裝置110放電，使通信設(shè)備供電母線140上的電壓穩(wěn)持，并為故障回路的空氣 開(kāi)關(guān)提供瞬斷脫扣電流，分?jǐn)喙收匣芈?，避免故障范圍擴(kuò)大影響其他通信設(shè)備正常運(yùn)行，提 高了變電站通信用電的安全性與可靠性。
[0028] 此外，第一二極管132與第二二極管134具有單向?qū)щ娞匦?，也就是電流只可以?二極管的正極向負(fù)極的方向流過(guò)，直流變換電源裝置120不會(huì)對(duì)供電裝置110充電，進(jìn)一步 提高了變電站一體化電源通信用電裝置的安全性與可靠性。
[0029] 在其中一實(shí)施例中，直流變換電源裝置120包括直流斬波（Direct Current/ Direct Current，DC/DC)轉(zhuǎn)換器。DC/DC轉(zhuǎn)換器可對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。在變電站一體化 電源中，由整流屏160將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，在本實(shí)施例中，是將380V交流輸入轉(zhuǎn)換為 110V/220V的直流輸出。
[0030] 根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，需要將高壓轉(zhuǎn)換為低壓，為通信設(shè)備150供電，故而 DC/DC轉(zhuǎn)換器可實(shí)現(xiàn)此功能，進(jìn)而保證變電站通信設(shè)備的正常運(yùn)行，不用設(shè)置蓄電池等其他 供電方式，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，節(jié)約了運(yùn)行成本。
[0031] 在其中一實(shí)施例中，DC/DC轉(zhuǎn)換器包括電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI)濾波器122、逆變器124、輸出隔離器126和整流濾波電路128, EMI濾 波器122、逆變器124、輸出隔離器126和整流濾波電路128依次連接，EMI濾波器122與變 電站一體化電源整流屏160連接，整流濾波電路128與通信設(shè)備供電母線140連接。如此， 可將高壓轉(zhuǎn)換為低壓，為通信設(shè)備150供電，保證通信設(shè)備150的正常運(yùn)行。
[0032] 請(qǐng)參閱圖1，在其中一實(shí)施例中，供電裝置110包括變電站一體化電源蓄電池組中 的串聯(lián)的24節(jié)蓄電池，所述串聯(lián)的24節(jié)蓄電池的第一節(jié)蓄電池122的正極與所述第一二 極管132正極連接，所述串聯(lián)的24節(jié)蓄電池的最后一節(jié)蓄電池124的負(fù)極與所述第二二極 管134負(fù)極連接。
[0033] 變電站一體化電源（220V/110V)包括蓄電池組和整流屏160,整流屏160將交流電 轉(zhuǎn)換為直流電，為站用設(shè)備提供電源，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，蓄電池組為站用設(shè)備提供電源。
[0034] 一般地，變電站通信電源為直流48V，因此，選取變電站一體化電源蓄電池中串聯(lián) 的24節(jié)蓄電池，每節(jié)2V，組成標(biāo)稱電壓為48V的蓄電池組。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，蓄電池 的數(shù)量與電壓大小可根據(jù)通信設(shè)備電源的規(guī)格而定。在第一節(jié)蓄電池122和最后一節(jié)蓄電 池124引出導(dǎo)線與二極管130連接。第一節(jié)蓄電池122的正極與第一二極管132正極連接， 最后一節(jié)蓄電池124的負(fù)極與第二二極管134負(fù)極連接。
[0035] 變電站一體化電源的蓄電池組，由直流充電機(jī)屏進(jìn)行充電，然后由變電站一體化 電源整流屏160配電輸出，如果直流變換電源裝置120輸出電壓對(duì)變電站一體化電源蓄電 池組進(jìn)行充電，降低了系統(tǒng)的可靠性和安全性，且增大了系統(tǒng)損耗。
[0036] 如此，選取變電站一體化電源蓄電池中串聯(lián)的24節(jié)蓄電池提供通信電源，可將變 電站一體化電源中的蓄電池組充分利用，不用單獨(dú)設(shè)置供電裝置，例如蓄電池組，為通信設(shè) 備150故障回路提供瞬時(shí)脫扣電流，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減少了制造成本和運(yùn)行成本。
[0037] 此外，不僅為發(fā)生通信設(shè)備150故障時(shí)的故障回路提供瞬時(shí)脫扣電流，也避免了 直流變換電源裝置120輸出電壓為變電站一體化蓄電池組進(jìn)行充電，提高了變電站一體化 電源系統(tǒng)的可靠性與安全性。
[0038] 在其中一實(shí)施例中，變電站一體化電源通信用電裝置還包括通信設(shè)備150，通信設(shè) 備150采用不接地供電方式，并與通信設(shè)備供電母線140連接。如此，在與變電站一體化電 源共享蓄電池組的同時(shí)，不增加變電站一體化電源系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提高了變電站一體化 電源通信用電裝置的可靠性。需要說(shuō)明的是，不接地供電方式是指正負(fù)極都不接地，電壓懸 浮的供電方式。
[0039] 在其中一實(shí)施例中，變電站一體化電源通信用電裝置還包括分別對(duì)供電裝置110 與所述直流變換電源裝置120的電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并將監(jiān)控信息傳送至監(jiān)控終端的監(jiān)控 裝置（圖未示），所述監(jiān)控裝置分別與所述供電裝置110和所述直流變換電源裝置120連 接。
[0040] 監(jiān)控裝置可實(shí)時(shí)監(jiān)控供電裝置110的電壓、電流等信息，并將監(jiān)控信息進(jìn)行處理 后發(fā)送至監(jiān)控終端；監(jiān)控裝置還監(jiān)控直流變換電源裝置120的輸入電壓、輸入電流、輸出電 壓、輸出電流、負(fù)荷狀態(tài)、功率因素等電氣參數(shù)，并將監(jiān)控信息發(fā)送至監(jiān)控終端。此外，監(jiān)控 終端還可發(fā)出監(jiān)控告警，以便監(jiān)控人員得知是否發(fā)生故障，并采取措施。
[0041] 例如，監(jiān)控裝置監(jiān)測(cè)到供電裝置110開(kāi)始放電，則將監(jiān)控信息發(fā)送至監(jiān)控終端，監(jiān) 控終端發(fā)出監(jiān)控警報(bào)，提示故障處理，以便監(jiān)控人員采取措施。
[0042] 在其中一實(shí)施例中，監(jiān)控裝置包括供電裝置在線監(jiān)測(cè)單元、直流變換電源裝置在 線監(jiān)測(cè)單元和智能監(jiān)測(cè)處理單元，所述供電裝置在線監(jiān)測(cè)單元與所述供電裝置110連接， 所述直流變換電源裝置在線監(jiān)測(cè)單元與所述直流變換電源裝置120連接，所述供電裝置在 線監(jiān)測(cè)單元和所述直流變換電源裝置監(jiān)測(cè)單元分別將監(jiān)測(cè)信息傳送至智能監(jiān)測(cè)處理單元。
[0043] 供電裝置在線監(jiān)測(cè)單元對(duì)供電裝置110的電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，直流變換電源裝置 在線監(jiān)測(cè)單元對(duì)直流變換電源裝置120的電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并將監(jiān)測(cè)信息傳送至智能監(jiān) 測(cè)處理單元進(jìn)行集中處理和分析，然后發(fā)送至監(jiān)測(cè)終端，發(fā)出監(jiān)控警報(bào)，提示故障處理。如 此，提高了變電站一體化電源的可靠性和智能化水平。
[0044] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)， 但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬 于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種變電站一體化電源通信用電裝置，包括通信設(shè)備供電母線，其特征在于，還包 括： 為故障回路提供瞬時(shí)脫扣電流，以跳開(kāi)空氣開(kāi)關(guān)的供電裝置； 與所述通信設(shè)備供電母線連接，并對(duì)變電站一體化電源整流屏輸出電壓降壓的直流變 換電源裝置； 二極管，包括第一二極管和第二二極管，所述第一二極管正極與所述供電裝置正極連 接，負(fù)極接入所述通信設(shè)備供電母線，所述第二二極管負(fù)極與所述供電裝置負(fù)極連接，正極 接入所述通信設(shè)備用電母線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站一體化電源通信用電裝置，其特征在于，所述直流變 換電源裝置包括DC/DC轉(zhuǎn)換器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變電站一體化電源通信用電裝置，其特征在于，所述DC/DC轉(zhuǎn) 換器包括EMI濾波器、逆變器、輸出隔離器和整流濾波電路，所述EMI濾波器、逆變器、輸出 隔離器和整流濾波電路依次連接，所述EMI濾波器與所述變電站一體化電源整流屏連接， 所述整流濾波電路與所述通信設(shè)備供電母線連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站一體化電源通信用電裝置，其特征在于，所述供電裝 置包括變電站一體化電源蓄電池組中的串聯(lián)的24節(jié)蓄電池，每節(jié)蓄電池電壓為2V，所述串 聯(lián)的24節(jié)蓄電池的第一節(jié)蓄電池的正極與所述第一二極管正極連接，所述串聯(lián)的24節(jié)蓄 電池的最后一節(jié)蓄電池的負(fù)極與所述第二二極管負(fù)極連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變電站一體化電源通信用電裝置，其特征在于，還包括通信 設(shè)備，所述通信設(shè)備采用不接地供電方式，并與所述通信設(shè)備用電母線連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站一體化電源通信用電裝置，其特征在于，還包括分別 對(duì)所述供電裝置與所述直流變換電源裝置的電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并將監(jiān)控信息傳送至監(jiān)控 終端的監(jiān)控裝置，所述監(jiān)控裝置分別與所述供電裝置和所述直流變換電源裝置連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的變電站一體化電源通信用電裝置，其特征在于，所述監(jiān)控裝 置包括供電裝置在線監(jiān)測(cè)單元、直流變換電源裝置在線監(jiān)測(cè)單元和智能監(jiān)測(cè)處理單元，所 述供電裝置在線監(jiān)測(cè)單元與所述供電裝置連接，所述直流變換電源裝置在線監(jiān)測(cè)單元與所 述直流變換電源裝置連接，所述供電裝置在線監(jiān)測(cè)單元和所述直流變換電源裝置在線監(jiān)測(cè) 單元分別將監(jiān)測(cè)信息傳送至所述智能監(jiān)測(cè)處理單元。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK203871888SQ201420222075
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】李昭樺, 張斌, 利韶聰, 陳輝煌, 魏暢, 陳寶仁, 黃盛
申請(qǐng)人:中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院