CN103928964B - 变电站一体化电源通信用电装置 - Google Patents

Abstract

一种变电站一体化电源通信用电装置，包括通信设备供电母线、供电装置、直流变换电源装置和二极管，二极管包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管正极与所述供电装置正极连接，负极接入所述通信设备供电母线，所述第二二极管负极与所述供电装置负极连接，正极接入所述通信设备用电母线。上述变电站一体化电源通信结构，当某个通信设备发生短路或过载时，直流变换电源装置输出电压急剧下降，供电装置电压高于直流变换电源装置输出电压，则供电装置放电，使通信设备母线上的电压稳持，并为故障回路的空气开关提供瞬断脱扣电流，分断故障回路，避免故障范围扩大，影响其他通信设备正常运行，提高了变电站通信用电的安全性与可靠性。

Description

变电站一体化电源通信用电装置

技术领域

本发明涉及变电站设备配置技术领域，特别是涉及一种变电站一体化电源通信用电装置。

背景技术

通信是电网的神经，关系到整个电网的安全运行和有效管理。目前，变电站采用的一体化电源系统是以变电站直流电源为核心，将直流电源和通信用直流变换电源组合为一体，为通信负载提供电源。

变电站一体化电源中通过转换设备将110V/220V直流转换为-48V直流，为所有通信负载提供电源。当某个通信设备回路发生短路或过载时，通信设备供电母线无法提供足够的冲击电流实现故障回路的及时切断，空气开关无法及时跳开，导致通信设备供电母线的电压下降，与通信设备供电母线连接的其他设备负载重启，影响其他通信设备工作，扩大了故障范围。

发明内容

基于此，有必要针对通信设备发生故障时，通信设备供电母线电压下降，无法提供足够冲击电流实现故障回路的及时切断的问题，提供一种变电站一体化电源通信用电装置。

一种变电站一体化电源通信用电装置，包括通信设备供电母线，还包括：

为故障回路提供瞬时脱扣电流，以跳开空气开关的供电装置；

与所述通信设备供电母线连接，并对变电站一体化电源整流屏输出电压降压的直流变换电源装置；

二极管，包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管正极与所述供电装置正极连接，负极接入所述通信设备供电母线，所述第二二极管负极与所述供电装置负极连接，正极接入所述通信设备用电母线。

在其中一实施例中，所述直流变换电源装置包括DC/DC转换器。

在其中一实施例中，所述DC/DC转换器包括EMI滤波器、逆变器、输出隔离器和整流滤波电路，所述EMI滤波器、逆变器、输出隔离器和整流滤波电路依次连接，所述EMI滤波器与所述变电站一体化电源整流屏连接，所述整流滤波电路与所述通信设备供电母线连接。

在其中一实施例中，所述供电装置包括变电站一体化电源蓄电池组中的串联的24节蓄电池，每节蓄电池电压为2V，所述串联的24节蓄电池的第一节蓄电池的正极与所述第一二极管正极连接，所述串联的24节蓄电池的最后一节蓄电池的负极与所述第二二极管负极连接。

在其中一实施例中，还包括通信设备，所述通信设备采用不接地供电方式，并与所述通信设备用电母线连接。

在其中一实施例中，还包括分别对所述供电装置与所述直流变换电源装置的电气参数进行监控，并将监控信息传送至监控终端的监控装置，所述监控装置分别与所述供电装置和所述直流变换电源装置连接。

在其中一实施例中，所述监控装置包括供电装置在线监测单元、直流变换电源装置在线监测单元和智能监测处理单元，所述供电装置在线监测单元与所述供电装置连接，所述直流变换电源装置在线监测单元与所述直流变换电源装置连接，所述供电装置在线监测单元和所述直流变换电源装置在线监测单元分别将监测信息传送至所述智能监测处理单元。

上述变电站一体化电源通信用电装置，当某个通信设备发生短路或过载时，直流变换电源装置输出电压急剧下降，供电装置电压高于直流变换电源装置输出电压，则供电装置放电，使通信设备母线上的电压稳持，并为故障回路的空气开关提供瞬断脱扣电流，分断故障回路，避免故障范围扩大，影响其他通信设备正常运行，提高了变电站通信用电的安全性与可靠性。

附图说明

图1为一实施方式的变电站一体化电源通信用电装置的结构示意图；

图2为一实施方式的变电站一体化电源通信用电装置的DC/DC转换器的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一种变电站一体化电源通信用电装置，包括供电装置110、直流变换电源装置120、二极管130和通信设备供电母线140。

二极管130包括第一二极管132和第二二极管134，第一二极管132正极与供电装置110正极连接，负极接入通信设备供电母线140，第二二极管134负极与供电装置110负极连接，正极接入通信设备供电母线140。通信设备150分别接入通信设备供电母线140，与第一二极管132、供电装置110和第二二极管134形成供电回路。

可以理解，第一二极管132和第二二极管134采用与供电装置110输出电流相匹配的电流过流量的二极管，以保证供电装置110输出电流可通过第一二极管132和第二二极管134，跳开空气开关(图未示)的供电装置110。

通信设备150与通信设备供电母线140连接，通信设备150与通信设备供电母线140之间设有空气开关，当某个通信设备150发生短路或过载时，空气开关跳开对通信设备150以及供电回路进行保护。

需要理解，空气开关是一种只有短路或严重过载现象，空气开关形成回路就会跳闸的一种开关，空气开关跳闸有两个必要条件：电流和持续时间。脱扣电流的大小不同，则空气开关跳闸所需要的持续时间也不同。一般地，空气开关在3～5倍额定电流时间持续20ms～40ms时间则可以跳闸。

具体到本实施例中，在通信设备150正常工作情况下，供电装置110电压低于直流变换电源装置120输出电压，由直流变换电源装置120为通信设备150提供电源。当某个通信设备150发生短路或过载时，直流变换电源装置120输出电压急剧下降，供电装置110电压高于直流变换电源装置120输出电压，则供电装置110放电，使通信设备供电母线140上的电压稳持，并提供瞬断脱扣电流，跳开空气开关，避免故障范围扩大。在通信设备150故障解除后，直流变换电源装置120输出电压恢复，高于供电装置110电压，则供电装置110停止放电，由直流变换电源装置120继续为通信设备150提供电源。

上述变电站一体化电源通信结构，当某个通信设备150发生短路或过载时，直流变换电源装置120输出电压急剧下降，供电装置110电压高于直流变换电源装置120输出电压，则供电装置110放电，使通信设备供电母线140上的电压稳持，并为故障回路的空气开关提供瞬断脱扣电流，分断故障回路，避免故障范围扩大影响其他通信设备正常运行，提高了变电站通信用电的安全性与可靠性。

此外，第一二极管132与第二二极管134具有单向导电特性，也就是电流只可以从二极管的正极向负极的方向流过，直流变换电源装置120不会对供电装置110充电，进一步提高了变电站一体化电源通信用电装置的安全性与可靠性。

在其中一实施例中，直流变换电源装置120包括直流斩波(DirectCurrent/DirectCurrent，DC/DC)转换器。DC/DC转换器可对输出电压进行调节。在变电站一体化电源中，由整流屏160将交流电转换为直流电，在本实施例中，是将380V交流输入转换为110V/220V的直流输出。

根据国际标准与国家标准，需要将高压转换为低压，为通信设备150供电，故而DC/DC转换器可实现此功能，进而保证变电站通信设备的正常运行，不用设置蓄电池等其他供电方式，简化了结构，节约了运行成本。

在其中一实施例中，DC/DC转换器包括电磁干扰(ElectromagneticInterference，EMI)滤波器122、逆变器124、输出隔离器126和整流滤波电路128，EMI滤波器122、逆变器124、输出隔离器126和整流滤波电路128依次连接，EMI滤波器122与变电站一体化电源整流屏160连接，整流滤波电路128与通信设备供电母线140连接。如此，可将高压转换为低压，为通信设备150供电，保证通信设备150的正常运行。

请参阅图1，在其中一实施例中，供电装置110包括变电站一体化电源蓄电池组中的串联的24节蓄电池，所述串联的24节蓄电池的第一节蓄电池122的正极与所述第一二极管132正极连接，所述串联的24节蓄电池的最后一节蓄电池124的负极与所述第二二极管134负极连接。

变电站一体化电源(220V/110V)包括蓄电池组和整流屏160，整流屏160将交流电转换为直流电，为站用设备提供电源，当发生故障时，蓄电池组为站用设备提供电源。

一般地，变电站通信电源为直流48V，因此，选取变电站一体化电源蓄电池中串联的24节蓄电池，每节2V，组成标称电压为48V的蓄电池组。当然，在其他实施例中，蓄电池的数量与电压大小可根据通信设备电源的规格而定。在第一节蓄电池122和最后一节蓄电池124引出导线与二极管130连接。第一节蓄电池122的正极与第一二极管132正极连接，最后一节蓄电池124的负极与第二二极管134负极连接。

变电站一体化电源的蓄电池组，由直流充电机屏进行充电，然后由变电站一体化电源整流屏160配电输出，如果直流变换电源装置120输出电压对变电站一体化电源蓄电池组进行充电，降低了系统的可靠性和安全性，且增大了系统损耗。

如此，选取变电站一体化电源蓄电池中串联的24节蓄电池提供通信电源，可将变电站一体化电源中的蓄电池组充分利用，不用单独设置供电装置，例如蓄电池组，为通信设备150故障回路提供瞬时脱扣电流，简化了结构，减少了制造成本和运行成本。

此外，不仅为发生通信设备150故障时的故障回路提供瞬时脱扣电流，也避免了直流变换电源装置120输出电压为变电站一体化蓄电池组进行充电，提高了变电站一体化电源系统的可靠性与安全性。

在其中一实施例中，变电站一体化电源通信用电装置还包括通信设备150，通信设备150采用不接地供电方式，并与通信设备供电母线140连接。如此，在与变电站一体化电源共享蓄电池组的同时，不增加变电站一体化电源系统的运行风险，提高了变电站一体化电源通信用电装置的可靠性。需要说明的是，不接地供电方式是指正负极都不接地，电压悬浮的供电方式。

在其中一实施例中，变电站一体化电源通信用电装置还包括分别对供电装置110与所述直流变换电源装置120的电气参数进行监控，并将监控信息传送至监控终端的监控装置(图未示)，所述监控装置分别与所述供电装置110和所述直流变换电源装置120连接。

监控装置可实时监控供电装置110的电压、电流等信息，并将监控信息进行处理后发送至监控终端；监控装置还监控直流变换电源装置120的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、负荷状态、功率因素等电气参数，并将监控信息发送至监控终端。此外，监控终端还可发出监控告警，以便监控人员得知是否发生故障，并采取措施。

例如，监控装置监测到供电装置110开始放电，则将监控信息发送至监控终端，监控终端发出监控警报，提示故障处理，以便监控人员采取措施。

在其中一实施例中，监控装置包括供电装置在线监测单元、直流变换电源装置在线监测单元和智能监测处理单元，所述供电装置在线监测单元与所述供电装置110连接，所述直流变换电源装置在线监测单元与所述直流变换电源装置120连接，所述供电装置在线监测单元和所述直流变换电源装置监测单元分别将监测信息传送至智能监测处理单元。

供电装置在线监测单元对供电装置110的电气参数进行监控，直流变换电源装置在线监测单元对直流变换电源装置120的电气参数进行监控，并将监测信息传送至智能监测处理单元进行集中处理和分析，然后发送至监测终端，发出监控警报，提示故障处理。如此，提高了变电站一体化电源的可靠性和智能化水平。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种变电站一体化电源通信用电装置，包括通信设备供电母线，其特征在于，还包括：

为故障回路提供瞬时脱扣电流，以跳开空气开关的供电装置；

与所述通信设备供电母线连接，并对变电站一体化电源整流屏输出电压降压的直流变换电源装置；

二极管，包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管正极与所述供电装置正极连接，负极接入所述通信设备供电母线，所述第二二极管负极与所述供电装置负极连接，正极接入所述通信设备用电母线；

其中，通信设备与所述通信设备供电母线之间设有所述空气开关，所述供电装置包括变电站一体化电源蓄电池组中的串联的24节蓄电池，每节蓄电池电压为2V，所述串联的24节蓄电池的第一节蓄电池的正极与所述第一二极管正极连接，所述串联的24节蓄电池的最后一节蓄电池的负极与所述第二二极管负极连接。

2.根据权利要求1所述的变电站一体化电源通信用电装置，其特征在于，所述直流变换电源装置包括DC/DC转换器。

3.根据权利要求2所述的变电站一体化电源通信用电装置，其特征在于，所述DC/DC转换器包括EMI滤波器、逆变器、输出隔离器和整流滤波电路，所述EMI滤波器、逆变器、输出隔离器和整流滤波电路依次连接，所述EMI滤波器与所述变电站一体化电源整流屏连接，所述整流滤波电路与所述通信设备供电母线连接。

4.根据权利要求1所述的变电站一体化电源通信用电装置，其特征在于，还包括通信设备，所述通信设备采用不接地供电方式，并与所述通信设备用电母线连接。

5.根据权利要求1所述的变电站一体化电源通信用电装置，其特征在于，还包括分别对所述供电装置与所述直流变换电源装置的电气参数进行监控，并将监控信息传送至监控终端的监控装置，所述监控装置分别与所述供电装置和所述直流变换电源装置连接。

6.根据权利要求5所述的变电站一体化电源通信用电装置，其特征在于，所述监控装置包括供电装置在线监测单元、直流变换电源装置在线监测单元和智能监测处理单元，所述供电装置在线监测单元与所述供电装置连接，所述直流变换电源装置在线监测单元与所述直流变换电源装置连接，所述供电装置在线监测单元和所述直流变换电源装置在线监测单元分别将监测信息传送至所述智能监测处理单元。