移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源，包括采用快速連接裝置連接在一起的直流一體化主柜、蓄電池柜和逆變電源柜；蓄電池柜包括并排布設(shè)的第一蓄電池柜、第二蓄電池柜、第三蓄電池柜和第四蓄電池柜；直流一體化主柜包括高頻開關(guān)電源模塊和監(jiān)控單元；監(jiān)控單元包括交流監(jiān)控單元、直流監(jiān)控單元、開關(guān)量監(jiān)控單元和絕緣監(jiān)控單元；直流一體化主柜的下部設(shè)置有連接至逆變電源柜的交流插座和直流插座；直流一體化主柜的底部的電池組正極輸入端子與第一蓄電池柜電池組正極輸出端子連接，直流一體化主柜的電池組負極輸入端子與第四蓄電池柜的電池組輸出端子連接；逆變電源柜的下部設(shè)置有逆變電源柜交流輸入插座與逆變電源柜輸入插座。
【專利說明】
移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及電力領(lǐng)域，具體設(shè)及移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，為提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量，使電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行，并實 現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化，從而對電力控制系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備一控制電源的要求也越來越高。變 電站內(nèi)的繼電保護自動裝置、信號裝置、事故照明和電氣設(shè)備的遠距離操作，一般采取直流 電源，所W直流電源的輸出質(zhì)量及可靠性直接關(guān)系到變電站的安全運行和平穩(wěn)供電。因此 定期維護直流電源是保證安全運行的必要手段。
[0003] 常規(guī)一體化電源存在難題老舊變電站更換交直流電源系統(tǒng)無備用屏位;交直流系 統(tǒng)故障時無備用交直流一體化電源。變電站內(nèi)交直流一體化電源系統(tǒng)在使用過程中會出現(xiàn) 交流電源消失、短時間無法恢復(fù)、蓄電池組過度放電W及交直流系統(tǒng)更換時無備用電源等 的問題；目前市場上還沒有使用裡電池且輕便可移動的快速應(yīng)急搶修一體化電源裝置，為 了滿足變電站在交直流一體化電源系統(tǒng)故障的情況下，能快速取代原交直流一體化電源系 統(tǒng)，保證變電站用電系統(tǒng)仍能穩(wěn)定運行，避免因直流系統(tǒng)故障發(fā)生事故，特設(shè)計研發(fā)了移動 式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源系統(tǒng)。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處而提供移動式模塊化應(yīng) 急搶修交直流一體化電源。
[0005] 本實用新型的目的通過W下技術(shù)方案實現(xiàn):提供了移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流 一體化電源，其特征在于:包括采用快速連接裝置連接在一起的直流一體化主柜、蓄電池柜 和逆變電源柜;所述一體化電源與交直流母線排通過快速連接裝置連接;所述蓄電池柜采 用具有充電保護、過放電保護、過電流保護并可監(jiān)測溫度的鐵裡蓄電池，其包括并排布設(shè)的 第一蓄電池柜、第二蓄電池柜、第=蓄電池柜和第四蓄電池柜，位于所述第一蓄電池柜的底 部的第一蓄電池電池組負極并柜端子與位于所述第二蓄電池柜底部的第二蓄電池柜電池 組正極并柜端子連接，所述第二蓄電池柜的第二蓄電池柜電池組負極并柜端子與所述第= 蓄電池柜的第=蓄電池柜電池組正極并柜端子連接，所述第=蓄電池柜的第=蓄電池柜負 極并柜端子與所述第四蓄電池柜的第四蓄電池柜電池組正極并柜端子連接;所述直流一體 化主柜包括高頻開關(guān)電源模塊和監(jiān)控單元;所述監(jiān)控單元包括交流監(jiān)控單元、直流監(jiān)控單 元、開關(guān)量監(jiān)控單元和絕緣監(jiān)控單元;所述監(jiān)控單元記錄具備RS485、RJ45通訊接口，可實現(xiàn) 與電站自動化系統(tǒng)連接;所述監(jiān)控單元記錄提供=相交流輸入;所述直流一體化主柜的下 部設(shè)置有連接至所述逆變電源柜的至逆變器交流插座和至逆變器直流插座;所述直流一體 化主柜的底部的電池組正極輸入端子與所述第一蓄電池柜電池組正極輸出端子連接，直流 一體化主柜的電池組負極輸入端子與第四蓄電池柜電池組負極輸出端子連接;所述逆變電 源柜的下部設(shè)置有為變電站交流設(shè)備供電的逆變器直流輸入插座與逆變器交流輸入插座， 其中，為變電站交流設(shè)備供電的380V插座2個W及220V插座4個。
[0006] 優(yōu)選地，所述鐵裡蓄電池的電池容量為65AH/220V，IlOkV變電站直流設(shè)備負荷在6 ~7A，65AH電池容量可W帶負荷運行10小時左右，220kV變電站可增大電池容量。
[0007] 優(yōu)選地，所述逆變電源柜采用BSD系列的正弦波逆變電源，使用正弦波脈寬技術(shù)， 主電路采用德國西口子IGBT模塊，驅(qū)動保護為日本S菱厚膜電路。
[0008] 優(yōu)選地，所述快速連接裝置為快速插頭。
[0009] 優(yōu)選地，所述一體化電源的技術(shù)參數(shù)為：交流輸入電壓3相380V，直流輸出電壓 DC220V，直流輸出電流6 X 20A，通信輸出電壓DC48V、輸出電流20A，逆變輸出電壓AC380V/ 220V、輸出功率為化VA，穩(wěn)壓精度^ ±0.5%，穩(wěn)流精度^ ±1%，噪聲^ 45地，運行方式為單 母線運行。
[0010] 優(yōu)選地，變電站交流設(shè)備包括變電站監(jiān)控計算機電源、開關(guān)儲能電機等。
[0011] 優(yōu)選地，所述直流一體化主柜的長度為600mm、高度為1200mm;所述第一蓄電池柜、 第二蓄電池柜、第=蓄電池柜和第四蓄電池柜的高度相等。
[0012] 優(yōu)選地，所述第一蓄電池柜、第二蓄電池柜、第=蓄電池柜和第四蓄電池柜的高度 為800mm。
[0013] 本實用新型的有益效果：
[0014] (1)本實用新型的實施例所提供的移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源，采 用模塊化設(shè)計，模塊組裝簡單，體積小，重量輕，便于移動，具備交流電源380V/220V、直流電 源220V、通信用直流48V的輸出功能。該電源裝置可滿足變電站在交直流一體化電源系統(tǒng)故 障的情況下（如:所用電交流電源消失，短時間無法恢復(fù)，蓄電池組過度放電），快速取代原 交直流一體化電源系統(tǒng)，保證變電站所用電系統(tǒng)仍能穩(wěn)定運行，避免因直流系統(tǒng)故障發(fā)生 停電事件。
[0015] (2)本實用新型的實施例所提供的移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源，鐵 裡蓄電池在相同容量規(guī)格下，體積小，重量輕，使用快速充電裝置，鐵裡蓄電池能在一個小 時內(nèi)充滿80%的電量，充電速度快，滿足了應(yīng)急搶修的實效性;此外，使用電池管理系統(tǒng)對 鐵裡蓄電池進行充電放電管理和檢測結(jié)果表明，新能源的使用符合國家發(fā)展低碳經(jīng)濟的要 求，同時，法和國家電網(wǎng)對資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的要求和新技術(shù)、新產(chǎn)品、新材料的精神 要求。
[0016] (3)本實用新型的實施例所提供的移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源，能 滿足變電站常規(guī)交直流一體化電源結(jié)構(gòu)的不同需求，一體化電源的適用范圍廣，安裝方便 快捷，滿足應(yīng)急搶修要求，還保證了連接的牢固可靠性，安全性能符合國家要求。
【附圖說明】
[0017] 利用附圖對實用新型作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本實用新型的任 何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)W下附圖 獲得其它的附圖。
[0018] 圖1是本實用新型的正視圖。
[0019] 圖2是本實用新型的后視圖。
[0020] 其中：1-直流一體化主柜，2-逆變電源柜，3-第一蓄電池柜，4-第二蓄電池柜，5-第 =蓄電池柜，6-第四蓄電池柜，7-電池組正極輸入端子，8-電池組負極輸入端子，9-交流電 源輸入插座，10-至逆變器直流插座，11-至逆變器交流插座，12-逆變器直流輸入插座，13- 逆變器交流輸入插座，14-第一蓄電池柜電池組負極并柜端子，15-第一蓄電池柜電池組正 極輸出端子，16-第二蓄電池柜電池組負極并柜端子，17-第二蓄電池柜電池組正極并柜端 子，18-第S蓄電池柜負極并柜端子，19-第S蓄電池柜電池組正極并柜端子，20-第四蓄電 池柜電池組負極輸出端子，21 -第四蓄電池柜電池組正極并柜端子。
【具體實施方式】
[0021 ]結(jié)合W下實施例對本實用新型作進一步描述。
[0022] 如圖1、圖2所示的移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源，包括采用快速連接 裝置連接在一起的直流一體化主柜1、蓄電池柜和逆變電源柜2;所述一體化電源與交直流 母線排通過快速連接裝置連接;所述蓄電池柜采用具有充電保護、過放電保護、過電流保護 并可監(jiān)測溫度的鐵裡蓄電池，其包括并排布設(shè)的第一蓄電池柜3、第二蓄電池柜4、第=蓄電 池柜5和第四蓄電池柜6,位于所述第一蓄電池柜3的底部的第一蓄電池電池組負極并柜端 子14與位于所述第二蓄電池柜4底部的第二蓄電池柜電池組正極并柜端子17連接，所述第 二蓄電池柜4的第二蓄電池柜電池組負極并柜端子16與所述第=蓄電池柜5的第=蓄電池 柜正極并柜端子19連接，所述第=蓄電池柜5的第=蓄電池柜負極并柜端子18與所述第四 蓄電池柜6的第四蓄電池柜電池組正極并柜端子21連接;所述直流一體化主柜1包括高頻開 關(guān)電源模塊和監(jiān)控單元;所述監(jiān)控單元包括交流監(jiān)控單元、直流監(jiān)控單元、開關(guān)量監(jiān)控單元 和絕緣監(jiān)控單元;所述監(jiān)控單元采用彩色觸摸屏顯示，圖形化界面，直觀顯示系統(tǒng)模擬圖， 可實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)工作參數(shù)顯示、系統(tǒng)故障指示和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置;所述監(jiān)控單元記 錄歷史故障和運行記錄存儲條數(shù)和剩余存儲空間相關(guān);所述監(jiān)控單元記錄具有電池自動管 理功能;所述監(jiān)控單元記錄具有母線絕緣監(jiān)測功能，母線接地故障告警;所述監(jiān)控單元記錄 具有開關(guān)量輸入告警功能，各開關(guān)量輸入均可自定義;所述監(jiān)控單元記錄具備RS485、RJ45 通訊接口，可實現(xiàn)與電站自動化系統(tǒng)連接;所述監(jiān)控單元記錄提供=相交流輸入;所述直流 一體化主柜1的下部設(shè)置有連接至所述逆變電源柜2的至逆變器交流插座11和至逆變器直 流插座10;所述直流一體化主柜1的底部的電池組正極輸入端子7與所述第一蓄電池柜電池 組正極輸出端子15連接，直流一體化主柜1的電池組負極輸入端子8與所述第四蓄電池柜電 池組負極輸出端子21連接;所述逆變電源柜2的下部設(shè)置有逆變器直流輸入插座12與逆變 器交流輸入插座13,其中，為變電站交流設(shè)備供電的380V插座2個W及220V插座4個。
[0023] 優(yōu)選地，鐵裡蓄電池的電池容量為65AH/220V，IlOkV變電站直流設(shè)備負荷在6~ 7A，65AH電池容量可W帶負荷運行10小時左右，220kV變電站可增大電池容量;鐵裡蓄電池 的電池電路具有充電保護、過放電保護、過電流保護功能，并具備溫度監(jiān)測功能;逆變電源 柜2采用BSD系列的正弦波逆變電源，使用正弦波脈寬技術(shù)，主電路采用德國西口子IGBT模 塊，驅(qū)動保護為日本=菱厚膜電路，具有可靠性高、保護功能全、波形失真小、功率大的特 點;所述變電站的交流設(shè)備包括變電站監(jiān)控計算機電源、開關(guān)儲能電機等。
[0024] 優(yōu)選地，快速連接裝置為快速插頭;快速連接裝置的結(jié)構(gòu)具有重量輕、移動方便的 特點，其可根據(jù)實際情況進行調(diào)整，使其滿足安全可靠、模塊化安裝等要求;所述一體化電 源的技術(shù)參數(shù)為:交流輸入電壓3相380V，直流輸出電壓DC220V，直流輸出電流6 X 20A，通信 輸出電壓DC48V、輸出電流20A，逆變輸出電壓AC380V/220V、輸出功率為化VA，穩(wěn)壓精度< ± 0.5%，穩(wěn)流精度^ ± 1 %，噪聲^ 45地，運行方式為單母線運行。
[00巧]優(yōu)選地，直流一體化主柜1的長度為600mm、高度為1200mm，相比于高度為2260mm的 常規(guī)屏柜，不僅節(jié)約了造價成本，而且其移動性能更加便捷;第一蓄電池柜3、第二蓄電池柜 4、第S蓄電池柜5和第四蓄電池柜6的高度相等，在本實施例中，第一蓄電池柜3、第二蓄電 池柜4、第S蓄電池柜5和第四蓄電池柜6的高度為800mm。
[0026] 此外，對移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源進行的測試如下：
[0027] 使用的測試用設(shè)備如下表所示： 「m)Rl LOT29」 測巧萬法包巧h步驟：

[0030] (1)充電機模塊穩(wěn)壓:A、檢測儀器相調(diào)壓器、變阻器、萬用表、錯表;B、試驗方 法:在浮充狀態(tài)下，交流輸入電壓在額定值的-10 %至+15 %的范圍內(nèi)變化，輸出電流在額定 值0%至100%范圍內(nèi)變化，輸出在浮充電壓范圍內(nèi)任意數(shù)值上保持穩(wěn)定;穩(wěn)壓精度的計算 方法如了
[0031]
[0032] (2)充電機模塊穩(wěn)流:A、檢測儀器相調(diào)壓器、變阻器、萬用表、錯表;B、試驗方 法:在浮充狀態(tài)下，交流輸入電壓在額定值的-10%至+15%的范圍內(nèi)變化，輸出電壓在調(diào)節(jié) 范圍內(nèi)變化，輸出電流在額定值20%至100%范圍內(nèi)任意數(shù)值上保持穩(wěn)定，穩(wěn)壓精度的計算 方法如下：
[0033]
[0034] (3)充電機模塊波紋系數(shù)精度測試:A、檢測儀器相調(diào)壓器、變阻器、萬用表、錯 表;B、試驗方法:在浮充狀態(tài)下，交流輸入電壓在額定值的-10 %至+15 %的范圍內(nèi)變化，輸 出電流在額定值0 %至100 %范圍內(nèi)變化，輸出在浮充電壓范圍內(nèi)任意數(shù)值上，穩(wěn)壓精度的 計算方法如下：
[0035]
[0036] 電源裝置測試包括W下步驟：（1)組裝直流一體化主柜1與電池組相連測試系統(tǒng)； (2)單獨測試逆變電源柜2; (3)組裝直流一體化主柜1、逆變電源柜2與電池組相連測試系 統(tǒng)。設(shè)備運行的數(shù)據(jù)測試結(jié)果如下表所示：
[0037]
[003引（1)#1充電機測試：
[0039] 1)#1充電機穩(wěn)壓精度測試報告(額定電壓220V，穩(wěn)壓精度含±0.5%):
[0040]
[0043] 3)波紋系數(shù)精度測試報告(波紋系數(shù)精度^ ±0.5%)
[
[
[0044]
[0045] (2)#2充電機測試：
[0046] 1)#2充電機穩(wěn)壓精度測試報告(額定電壓220V，穩(wěn)壓精度含±0.5%):
[0047]
[0050] 3)波紋系數(shù)精度測試報告(波紋系數(shù)精度^ ±0.5%)
[C
[C
[0化1 ]
[0052] (3)蓄電池放電數(shù)據(jù)：
[0化3]
[0054]本發(fā)明所提供的一體化電源系統(tǒng)具有=種運行方式:①當變電站交流系統(tǒng)發(fā)生故 障時，采用逆變電源柜2獨立運行的方式;②當變電站直流系統(tǒng)發(fā)生故障時，采用直流一體 化主柜I與蓄電池柜組合的方式運行;③當變電站交直流系統(tǒng)均發(fā)生故障時，采用直流一體 化主柜1、蓄電池柜和逆變電源柜2組合的方式運行。
[0055] W上實施例僅用W說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對本實用新型保護范圍的限 審IJ，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解， 對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)和 范圍。
【主權(quán)項】
1. 移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源，其特征在于:包括采用快速連接裝置連 接在一起的直流一體化主柜（1)、蓄電池柜和逆變電源柜(2);所述一體化電源與交直流母 線排通過快速連接裝置連接;所述蓄電池柜采用具有充電保護、過放電保護、過電流保護并 可監(jiān)測溫度的鐵鋰蓄電池，其包括并排布設(shè)的第一蓄電池柜(3)、第二蓄電池柜(4)、第三蓄 電池柜(5)和第四蓄電池柜(6 )，位于所述第一蓄電池柜(3)的底部的第一蓄電池電池組負 極并柜端子（14)與位于所述第二蓄電池柜(4)底部的第二蓄電池柜電池組正極并柜端子 (17)連接，所述第二蓄電池柜(4)的第二蓄電池柜電池組負極并柜端子（16)與所述第三蓄 電池柜(5)的第三蓄電池柜電池組正極并柜端子（19)連接，所述第三蓄電池柜(5)的第三蓄 電池柜負極并柜端子（18)與所述第四蓄電池柜(6)的第四蓄電池柜電池組正極并柜端子 (21)連接;所述直流一體化主柜（1)包括高頻開關(guān)電源模塊和監(jiān)控單元;所述監(jiān)控單元包括 交流監(jiān)控單元、直流監(jiān)控單元、開關(guān)量監(jiān)控單元和絕緣監(jiān)控單元;所述監(jiān)控單元記錄具備 RS485、RJ45通訊接口，可實現(xiàn)與電站自動化系統(tǒng)連接;所述監(jiān)控單元記錄提供三相交流輸 入;所述直流一體化主柜（1)的下部設(shè)置有連接至所述逆變電源柜(2)的至逆變器交流插座 (11)和至逆變器直流插座（10);所述直流一體化主柜（1)的底部的電池組正極輸入端子(7) 與所述第一蓄電池柜電池組正極輸出端子（15)連接，直流一體化主柜（1)的電池組負極輸 入端子(8)與第四蓄電池柜電池組負極輸出端子(21)連接;所述逆變電源柜(2)的下部設(shè)置 有為變電站交流設(shè)備供電的逆變器直流輸入插座（12)與逆變器交流輸入插座（13 )，其中， 為變電站交流設(shè)備供電的380V插座2個以及220V插座4個。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源，其特征在于:所述 鐵鋰蓄電池的電池容量為65AH/220V，110kV變電站直流設(shè)備負荷在6~7A，65AH電池容量可 以帶負荷運行10小時左右，220kV變電站可增大電池容量。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源，其特征在于:所述 逆變電源柜(2)采用BSD系列的正弦波逆變電源，使用正弦波脈寬技術(shù)，主電路采用德國西 門子IGBT模塊，驅(qū)動保護為日本三菱厚膜電路。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源，其特征在于:所述 快速連接裝置為快速插頭。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源，其特征在于:所述 變電站的交流設(shè)備包括變電站監(jiān)控計算機電源、開關(guān)儲能電機等。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源，其特征在于:所述 一體化電源的技術(shù)參數(shù)為:交流輸入電壓3相380V，直流輸出電壓DC 220V，直流輸出電流6 X 20A，通信輸出電壓DC48V、輸出電流20A，逆變輸出電壓AC380V/220V、輸出功率為5kVA，穩(wěn) 壓精度< ±0.5%，穩(wěn)流精度< ±1%，噪聲<45dB，運行方式為單母線運行。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源，其特征在于:所述 直流一體化主柜（1)的長度為600mm、高度為1200mm;所述第一蓄電池柜(3 )、第二蓄電池柜 (4)、第三蓄電池柜(5)和第四蓄電池柜(6)的高度相等。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式模塊化應(yīng)急搶修交直流一體化電源，其特征在于:所述 第一蓄電池柜（3)、第二蓄電池柜（4)、第三蓄電池柜（5)和第四蓄電池柜（6)的高度為 800mm〇
【文檔編號】H02J7/00GK205583821SQ201620233507
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】汪雷, 宋毅, 袁則紅, 周宗學, 趙俊, 宋根華, 徐照民, 付陽, 董國威, 吳興龍, 李曉慶, 張炳清, 儲江龍, 楊云, 李志娟
【申請人】國網(wǎng)安徽省電力公司宣城供電公司, 國家電網(wǎng)公司