CN105161994A - 一种超级电容储能装置用开关柜 - Google Patents

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丁维
吴刚
吴家猛
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Abstract

本发明提出了一种超级电容储能装置用开关柜，柜体内部第一层设有一侧高压隔离开关，另一侧设有辅助电源开关柜综合控制盒、辅助供电输入接口，第一层侧板上靠近辅助电源开关柜综合控制盒一侧设有分线接口；第二层靠近高压隔离开关一侧设有熔断器，远离高压隔离开关一侧设有断路器、线路接触器、预充电接触器；第三层内设有功率导线，第三层侧壁上靠近分线接口一侧设有第二功率接口；第四层远离第二功率接口一侧设有避雷器，第四层靠近第二功率接口一侧设有空心电抗器。本发明有效保证系统与电网之间的正常工作时的有效连通和检修时安全分断，防止过压、过流等对电网和储能装置自身产生危害，以及防止大气雷击等自然现象对设备的损坏。

Description

一种超级电容储能装置用开关柜
技术领域
本发明涉及超级电容储能技术领域，尤其涉及一种超级电容储能装置用开关柜。
背景技术
地铁超级电容储能装置为安置于站台的地独立电气设备，用于回收再利用地铁制动能量，并有效的抑制由于起制动时电网瞬时大功率引起的电网电压波动。城市的地铁轨道交通通常站与站之间距离很短，在1km左右，牵引制动功率为短时变化很大的尖峰状，这要求储能装置具有较大的功率密度；长时间运行的列车需要频繁的启动和制动，平均间隔2min左右，因此储能设备也需要频繁的在储能和释能的状态间切换，必须适应每年10万-30万次的负载循环；同时，列车牵引/制动时间很短，通常在20s-30s之间，在短时间内迅速释放和吸收巨大的能量流动，储能装置需要具有快速的充放电能力。由于超级电容最符合上述所需要的条件，因此选用超级电容做储能设备最为合适。但超级电容的功率和列车制动牵引功率匹配才可以达到理想的能量再生。
对于超级电容储能装置，选择低电压(相对直流母线)工作模式比较理想。可以减少电容串联单体个数，降低超级电容组均压控制的难度和成本，并且更容易对超级电容组进行优化配置。配电部分电路的主要作用是保证系统与电网之间的正常工作时的有效连通和检修时安全分断断，防止过压、过流等对电网和储能装置自身产生危害，以及防止大气雷击等自然现象对设备的损坏。
发明内容
为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种超级电容储能装置用开关柜，安全性能高，能够有效防止过压、过流以及防止大气雷击等现象对设备的损坏。
本发明提出的一种超级电容储能装置用开关柜，包括柜体，柜体包括上盖板、底板、连接上盖板底板的三根可拆卸的侧板、对开式柜门，柜门上设有状态指示灯、门联锁开关，柜体远离柜门一侧的侧板上设有第一功率接口；柜体内部从上到下依次分为第一层、第二层、第三层、第四层，
第一层设有一侧高压隔离开关，另一侧设有辅助电源开关柜综合控制盒、辅助供电输入接口，第一层侧板上靠近辅助电源开关柜综合控制盒一侧设有分线接口；第二层靠近高压隔离开关一侧设有熔断器，远离高压隔离开关一侧设有断路器、线路接触器、预充电接触器；第三层内设有功率导线，第三层侧壁上靠近分线接口一侧设有第二功率接口；第四层远离第二功率接口一侧设有避雷器，第四层靠近第二功率接口一侧设有空心电抗器。
优选地，高压隔离开关选用型号为为SWS18.20的双刀型高压隔离开关，额定电压为DC1800V，额定电流为2000A。
优选地，熔断器选用型号为DTR-LZ3.17-250的熔断器，额定工作电压DC2000V，额定电流200A，最高分断能力为50.1kA。
优选地，断路器选用型号为UR.632TD的直流断路器，额定工作电压为1800V，额定绝缘电压为2300V。
优选地，线路接触器选用型号为BMS18.08A的线路接触器；预充电接触器选用型号为PCC18的预充电接触器。
优选地，避雷器选用型号为HE60MC20的避雷器。
优选地，第一层、第二层、第三层、第四层的高度比值为7：6：2：6。
优选地，开关柜柜体的宽度、高度、深度的比值为12：23:6。
优选地，每个侧板上设有两块加热板，功率为2*100W。
在本发明中，柜体包括上盖板、底板、连接上盖板底板的三根可拆卸的侧板、对开式柜门，柜门上设有状态指示灯、门联锁开关，柜体远离柜门一侧的侧板上设有第一功率接口；柜体内部从上到下依次分为第一层、第二层、第三层、第四层；第一层设有一侧高压隔离开关，另一侧设有辅助电源开关柜综合控制盒、辅助供电输入接口，第一层侧板上靠近辅助电源开关柜综合控制盒一侧设有分线接口；第二层靠近高压隔离开关一侧设有熔断器，远离高压隔离开关一侧设有断路器、线路接触器、预充电接触器；第三层内设有功率导线，第三层侧壁上靠近分线接口一侧设有第二功率接口；第四层远离第二功率接口一侧设有避雷器，第四层靠近第二功率接口一侧设有空心电抗器。本发明在柜门内装有安全门锁并对其进行监控，保证运行维护人员和设备的安全；结构紧凑；框架安装式寿命长；机械寿命长，能够安装在轻轨车辆上，保证车辆在无电区的平稳运行，有效保证系统与电网之间的正常工作时的有效连通和检修时安全分断断，防止过压、过流等对电网和储能装置自身产生危害，以及防止大气雷击等自然现象对设备的损坏。
附图说明
图1为本发明提出的一种超级电容储能装置用开关柜柜内布置示意图；
图2为本发明提出的一种超级电容储能装置用开关柜前视图；
图3为本发明提出的一种超级电容储能装置用开关柜侧视图。
具体实施方式
参照图1、图2、图3，本发明提出一种超级电容储能装置用开关柜，包括柜体1，柜体1的宽度、高度、深度的比值为12：23:6，在具体设计中，柜体宽为1200mm，高为2300mm，深为600mm。柜体1包括上盖板20、底板21、连接上盖板20与底板21的三根可拆卸的侧板22、对开式柜门18，柜门18上设有状态指示灯19、门联锁开关，柜体1远离柜门18一侧的侧板上设有第一功率接口23；柜体1内部从上到下依次分为第一层2、第二层3、第三层4、第四层5；第一层2、第二层3、第三层4、第四层5的高度比值为7：6：2：6。在具体设计中，第一层高度为700mm，第二层的高度为600mm，第三层的高度为200mm，第四层的高度为600mm。
第一层2设有一侧高压隔离开关6，另一侧设有辅助电源开关柜综合控制盒8、辅助供电输入接口7，第一层2侧板上靠近辅助电源开关柜综合控制盒8一侧设有分线接口9；第二层3靠近高压隔离开关6一侧设有熔断器10，远离高压隔离开关6一侧设有断路器11、线路接触器12、预充电接触器13；第三层4内设有功率导线14，第三层4侧壁上靠近分线接口9一侧设有第二功率接口15；第四层5远离第二功率接口15一侧设有避雷器17，第四层5靠近第二功率接口15一侧设有空心电抗器16。
高压隔离开关6选用型号为为SWS18.20的双刀型高压隔离开关，额定电压为DC1800V，额定电流为2000A。结构紧凑；框架安装式寿命长；机械寿命长；可见分/合位置；隔离开关装有主触头位置显示器，并可配备安全锁系统。
熔断器10选用型号为DTR-LZ3.17-250的熔断器，额定工作电压DC2000V，额定电流200A，最高分断能力为50.1kA。具备优异的高分断能力，强大的限流能力，短暂的熄弧时间和消除全部燃弧能量的可靠性，同时，在正常运行时期具备抵御过载电流20年不熔断的抗老化耐久力。
断路器11选用型号为UR.632TD的直流断路器，额定工作电压为1800V，额定绝缘电压为2300V；电磁合闸，降低保持功率；限制最大电弧电压；具有高可靠机械和电气寿命，设计符合IEC60077-1/3和IEC61373标准。
线路接触器12选用型号为BMS18.08A的线路接触器；预充电接触器13选用型号为PCC18的预充电接触器。
避雷器17选用型号为HE60MC20的避雷器。
每个侧板22上设有两块加热板，功率为2*100W，可以防止设备在高湿期内产生凝露，避免造成伤害。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超级储能电容装置用开关柜，其特征在于，包括柜体(1)，柜体(1)包括上盖板(20)、底板(21)、连接上盖板(20)与底板(21)的三根可拆卸的侧板(22)、对开式柜门(18)，柜门(18)上设有状态指示灯(19)、门联锁开关，柜体(1)远离柜门(18)一侧的侧板上设有第一功率接口(23)；柜体(1)内部从上到下依次分为第一层(2)、第二层(3)、第三层(4)、第四层(5)；
第一层(2)设有一侧高压隔离开关(6)，另一侧设有辅助电源开关柜综合控制盒(8)、辅助供电输入接口(7)，第一层(2)侧板上靠近辅助电源开关柜综合控制盒(8)一侧设有分线接口(9)；第二层(3)靠近高压隔离开关(6)一侧设有熔断器(10)，远离高压隔离开关(6)一侧设有断路器(11)、线路接触器(12)、预充电接触器(13)；第三层(4)内设有功率导线(14)，第三层(4)侧壁上靠近分线接口(9)一侧设有第二功率接口(15)；第四层(5)远离第二功率接口(15)一侧设有避雷器(17)，第四层(5)靠近第二功率接口(15)一侧设有空心电抗器(16)。
2.根据权利要求1所述的超级电容储能装置用开关柜，其特征在于，高压隔离开关(6)选用型号为为SWS18.20的双刀型高压隔离开关，额定电压为DC1800V，额定电流为2000A。
3.根据权利要求2所述的超级电容储能装置用开关柜，其特征在于，熔断器(10)选用型号为DTR-LZ3.17-250的熔断器，额定工作电压DC2000V，额定电流200A，最高分断能力为50.1kA。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的超级电容储能装置用开关柜，其特征在于，断路器(11)选用型号为UR.632TD的直流断路器，额定工作电压为1800V，额定绝缘电压为2300V。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的超级电容储能装置用开关柜，其特征在于，线路接触器(12)选用型号为BMS18.08A的线路接触器；预充电接触器(13)选用型号为PCC18的预充电接触器。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的超级电容储能装置用开关柜，其特征在于，避雷器(17)选用型号为HE60MC20的避雷器。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的超级电容储能装置用开关柜，其特征在于，第一层(2)、第二层(3)、第三层(4)、第四层(5)的高度比值为7：6：2：6。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的超级电容储能装置用开关柜，其特征在于，开关柜柜体(1)的宽度、高度、深度的比值为12：23:6。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的超级电容储能装置用开关柜，其特征在于，每个侧板(22)上设有两块加热板，功率为2*100W。
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