CN103457340A

CN103457340A - 直流电源屏柜

Info

Publication number: CN103457340A
Application number: CN2013104197245A
Authority: CN
Inventors: 郭原; 赵弘
Original assignee: ANHUI ZHONGANHENGYU ELECTRIC TRANSMISSION Co Ltd
Current assignee: Anhui Zhongan chuangcheng Intelligent Manufacturing Co.,Ltd.
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-09-13
Also published as: CN103457340B

Abstract

本发明涉及电力应用技术领域，特别涉及一种直流电源屏柜，包括交流配电模块、电池模块，市电依次经过交流配电模块的输入单元、整流单元、调压单元为负载供电，电池模块包括电池组、电池组控制单元，所述的整流单元通过开关与电池组相连，智能控制模块接收各单元的信号，智能控制模块输出信号控制整流单元与电池组的通断、调压单元或电池组与负载的通断。电池模块与交流配电模块整合在一起，并通过智能控制模块对两者进行控制，使得电池组充、放电都是自动完成；并且当市电无输入时，自动切断交流配电模块与负载的连接并让电池组的输出端与负载相连，实现不间断供电。

Description

直流电源屏柜

技术领域

本发明涉及电力应用技术领域，特别涉及一种直流电源屏柜。

背景技术

直流电源屏柜也称直流屏，是直流电源操作系统的简称，通用名为智能免维护直流电源屏。简单地说，直流屏就是提供稳定直流电源的设备。现有的直流电源屏柜如图1所示，其包括交配电模块A和电池模块B，交配电模块A和电池模块B都有各自的保护单元，图中并没有示出。市电依次经过交流配电模块A中的交流输入单元、整流单元、调压单元后给负载供电；电池模块B包括电池组、电池组控制单元，电池组控制单元保证电池组安全充、放电。在有380V交流输入时，交流配电模块A将380V交流输入转换成220V直流输出至负载；在无380V交流输入时，即市电和备用电出现故障无输入时，操作人员断开交流配置模块A与负载的连接，并将电池模块B的输出与负载相连，此时，由电池组为负载提供稳定的220V直流电源。因此，直流电源屏柜也可以说是一种工业专用应急电源。

现有的直流电源屏柜存在如下不足：1、交流配电模块A与电池模块B由不同的供应商提供，两个模块独立设计不存在数据共享，其监控单元、保护单元都是独立的，不利于自动化一体控制；2、交流配电模块A和电池模块B之间的切换都由人工进行操作，需要人员现场实时监控；3、人工进行交流配电模块A、电池模块B的切换时，存在一定的延时，无法实现不间断供电；4、电池模块B的充、放电均由操作人员根据电池组的状态进行来进行控制，也需要人员参与，自动化程度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流电源屏柜，将交流配电模块和电池模块一体化设计，自动实现电池模块的充、放电。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种直流电源屏柜，包括交流配电模块、电池模块，市电依次经过交流配电模块的输入单元、整流单元、调压单元为负载供电，电池模块包括电池组、电池组控制单元，所述的整流单元通过开关与电池组相连，智能控制模块接收输入单元的输出电压信号、整流单元的工作信号、调压单元的输出电压信号、电池组的充电电流信号、电池组控制单元的工作信号，所述的智能控制模块输出信号控制整流单元与电池组的通断，智能控制模块还输出信号控制调压单元或电池组与负载的通断。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：电池模块与交流配电模块整合在一起，并通过智能控制模块对两者进行控制，使得电池组充、放电都是自动完成；并且当市电无输入时，自动切断交流配电模块与负载的连接并让电池组的输出端与负载相连，实现不间断供电。

附图说明

图1是现有技术原理框图；

图2是本发明的原理框图；

图3是智能控制模块的电路图；

图4是输入单元电路图；

图5是接触器KMA11的操作回路电路图；

图6是接触器KMA12的操作回路电路图；

图7是闪光回路电路图；

图8是绝缘回路电路图；

图9是母线电压控制器KA的电路图；

图10是整流单元电路图；

图11是调压单元电路图；

图12电池模块电路图；

图13是微机电池检测仪DJ电路图；

图14是负载电路图；

图15是避雷器电路图。

具体实施方式

下面结合图2至图15，对本发明做进一步详细叙述。

参阅图2，一种直流电源屏柜，包括交流配电模块10、电池模块20，市电依次经过交流配电模块10的输入单元11、整流单元12、调压单元13为负载40供电，电池模块20包括电池组21、电池组控制单元22，所述的整流单元12通过开关与电池组21相连，智能控制模块30接收输入单元11的输出电压信号、整流单元12的工作信号、调压单元13的输出电压信号、电池组21的充电电流信号、电池组控制单元22的工作信号，所述的智能控制模块30输出信号控制整流单元12与电池组21的通断，智能控制模块30还输出信号控制调压单元13或电池组21与负载40的通断。

自动充放电的过程简述如下：智能控制模块30检测到电池组21的电量信息，当电池组21电量不满且市电有输入时，智能控制模块30输出控制信号使得整流单元12与电池组21相连通，市电输入通过整流单元12对电池组21进行充电；电池组21电量充满时，智能控制模块30输出控制信号断开整流单元12与电池组21的连接，不再进行充电。

自动切换市电供电和电池组供电的过程简述如下：在有市电输入的情况下，交流配电模块10中的调压单元13与负载40相连通，电池组21与负载40是断开的；智能控制模块30监测输入单元11的输出电压，一旦市电出现故障无法供电，智能控制模块30立刻断开调压单元13与负载40的连接，并将电池组21与负载40相连通。在本申请的实施例中，调压单元13与负载40的连接、电池组21与负载40的连接关系可参见图11、12、14。

参阅图3，所述的智能控制模块30为监控模块PSM，可选用PSM-E10，监控模块PSM的交流电压采样端口与输入单元11的L31、L32、L33、N端口相连，监控模块PSM的直流电压采样端口与调压单元13、电池模块20的输出端L+1、L+2、L-端口相连，监控模块PSM监测负载电流、电池电流，监控模块PSM还包括温度传感器用于监测电池组21温度。这里，智能控制模块30监测整个系统的工作状态，并及时对各种情况作出响应，实现了一体化自动控制。

参阅图4，作为本发明的优选方案，所述的输入单元11采用双路电源输入，第一路输入端为L11、L12、L13、接地线N，第二路输入端为L21、L22、L23、接地线N，其中L11、L12、L13和L21、L22、L23分别接母线三相输送线，第一路经过微断开关、接触器KMA11后输出，第二路经过微断开关、接触器KMA12后输出，所述的第一、二路共用一个输出端L31、L32、L33，图5、图6分别是接触器KMA11、KMA12的操作回路电路图。双路电源输入可以保证在一路输入出现故障时，自动切换至另一路输入，保证用电的可靠性。同样，故障的检测以及双路电源输入之间的切换都是通过智能控制模块30来自动实现的。

参阅图10，市电输入的为380V交流电压，需要将其整流为220V直流电压。所述的整流单元12包括两块的整流模块AD，整流模块AD的U1、V1、W1引脚分别连接输入单元11的输出端L31、L32、L33，两块整流模块AD的引脚D+、D-、J+、J-彼此相连，引脚D+、D-输出信号至智能控制模块30，两块整流模块AD的引脚W+相连后经过熔断器作为整流单元12的输出端正极，引脚W-相连后作为整流单元12的输出端负极。这里的AD是两块220V/10A的电力整流模块，可直接在市场上进行采购。

参阅图11，所述的调压单元13包括调压模块VC31、直流电流表PA31和直流电压表PV31，调压模块VC31的引脚1、3分别与整流单元12的输出端W+、W-相连，调压模块VC31的引脚2、3分别作为调压单元13的输出端正极L+2、负极L-，所述的直流电流表PA31和直流电压表PV31设置在调压模块VC31的输出端用于检测调压模块VC31的输出电流、电压。由于市电有波动，整流单元12输出的电压也会有所波动，调压单元13用于输出稳定的220V直流电压给负载。

参阅图12、图13，所述的电池组控制单元22为并联在电池组21两端的微机电池检测仪DJ，微机电池检测仪DJ的引脚A、B输出信号至智能控制模块30，所述的电池组21两端设置有熔断器FU1、FU2以及分别并联在熔断器FU1、FU2两端的报警熔断器FU33’，整流单元12的输出端W+、W-分别通过开关QF31与熔断器FU1、FU2相连，整流单元12的输出端W+、W-同时也作为电池模块20的输出端L+1、L-与负载相连。电池组21与电池组控制单元22一般都设置在一起，电池组控制单元22本身就对电池组21起到保护作用，再将电池组21的电量信息反馈给智能控制模块30。

所述的输入单元11还包括闪光回路、绝缘回路以及避雷器，闪光回路和绝缘回路中设置有母线电压控制器KA。闪光回路、绝缘回路以及避雷器为常用设置，用于保护整个电力系统，这里不做赘述。其中，闪光回路的电路图如图7所示，绝缘回路的电路图如图8所示，母线电压控制器KA的电路图如图9所示，避雷器电路图如图15所示。

Claims

1.一种直流电源屏柜，包括交流配电模块（10）、电池模块（20），市电依次经过交流配电模块（10）的输入单元（11）、整流单元（12）、调压单元（13）为负载（40）供电，电池模块（20）包括电池组（21）、电池组控制单元（22），其特征在于：所述的整流单元（12）通过开关与电池组（21）相连，智能控制模块（30）接收输入单元（11）的输出电压信号、整流单元（12）的工作信号、调压单元（13）的输出电压信号、电池组（21）的充电电流信号、电池组控制单元（22）的工作信号，所述的智能控制模块（30）输出信号控制整流单元（12）与电池组（21）的通断，智能控制模块（30）还输出信号控制调压单元（13）或电池组（21）与负载（40）的通断。

2.如权利要求1所述的直流电源屏柜，其特征在于：所述的输入单元（11）采用双路电源输入，第一路输入端为L11、L12、L13、接地线N，第二路输入端为L21、L22、L23、接地线N，其中L11、L12、L13和L21、L22、L23分别接母线三相输送线，第一路经过微断开关、接触器KMA11后输出，第二路经过微断开关、接触器KMA12后输出，所述的第一、二路共用一个输出端L31、L32、L33。

3.如权利要求2所述的直流电源屏柜，其特征在于：所述的整流单元（12）包括两块的整流模块AD，整流模块AD的U1、V1、W1引脚分别连接输入单元（11）的输出端L31、L32、L33，两块整流模块AD的引脚D+、D-、J+、J-彼此相连，引脚D+、D-输出信号至智能控制模块（30），两块整流模块AD的引脚W+相连后经过熔断器作为整流单元（12）的输出端正极，引脚W-相连后作为整流单元（12）的输出端负极。

4.如权利要求3所述的直流电源屏柜，其特征在于：所述的调压单元（13）包括调压模块VC31、直流电流表PA31和直流电压表PV31，调压模块VC31的引脚1、3分别与整流单元（12）的输出端W+、W-相连，调压模块VC31的引脚2、3分别作为调压单元（13）的输出端正极L+2、负极L-，所述的直流电流表PA31和直流电压表PV31设置在调压模块VC31的输出端用于检测调压模块VC31的输出电流、电压。

5.如权利要求3所述的直流电源屏柜，其特征在于：所述的电池组控制单元（22）为并联在电池组（21）两端的微机电池检测仪DJ，微机电池检测仪DJ的引脚A、B输出信号至智能控制模块30，所述的电池组（21）两端设置有熔断器FU1、FU2以及分别并联在熔断器FU1、FU2两端的报警熔断器FU33’，整流单元（12）的输出端W+、W-分别通过开关QF31与熔断器FU1、FU2相连，整流单元（12）的输出端W+、W-同时也作为电池模块（20）的输出端L+1、L-与负载相连。

6.如权利要求4或5所述的直流电源屏柜，其特征在于：所述的智能控制模块（30）为监控模块PSM，监控模块PSM的交流电压采样端口与输入单元（11）的L31、L32、L33、N端口相连，监控模块PSM的直流电压采样端口与调压单元（13）、电池模块（20）的输出端L+1、L+2、L-端口相连，监控模块PSM监测负载电流、电池电流，监控模块PSM还包括温度传感器用于监测电池组（21）温度。

7.如权利要求6所述的直流电源屏柜，其特征在于：所述的输入单元（11）还包括闪光回路、绝缘回路以及避雷器，闪光回路和绝缘回路中设置有母线电压控制器KA。