CN105490379B - 一种通信基站用高压直流柴油发电机组 - Google Patents

一种通信基站用高压直流柴油发电机组 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通信基站用高压直流柴油发电机组,包括发电机组、机组控制器和三相整流器,所述机组控制器连接所述发电机组，所述三相整流器连接所述发电机组的输出端，所述三相整流器与所述机组控制器之间连接有整流器监控器，所述三相整流器包括相互并联设置的A相整流器、B相整流器和C相整流器。其技术效果是：其不需经外部交流转直流，或者直流转交流的转换升压，即可将发电机组发出的690V以上的交流电转换为满足通信基站高压系统需要的高压直流电。

Description

一种通信基站用高压直流柴油发电机组
技术领域
本发明涉及通信基站领域的一种通信基站用高压直流柴油发电机组。
背景技术
通信电源是通信设备提供直流电能或交流电能的电源装置,是任何通信系统赖以正常运行的重要组成部分.通信质量的高低,不仅取决于通信设备的性能和质量,而且与通信电源系统供电的质量密切相关,通信电源是通信系统的重要基础设施,一旦通信电源系统发生故障而中断,就会使通信中断,甚至使整个通信基站陷于瘫痪,从而造成严重损失,因此通信电源在通信网络中处于极为重要的位置。为保障市电较长时间停电时通话通讯设备能够正常工作，通信基站必须配置油机发电机组，因柴油发电机组压缩比在效率高、经济性和排放性能都优于汽油发电机组，在通信基站中主要采用柴油发电机组。
近年来高压直流(HVDC)供电系统经过实验工程及实验结果已验证了其优越性和发展前景，是未来信息和电信技术设备供电系统的首选方案。由于其系统效率高，可靠性高，成本低，维护费用低，因此已在国内外通信基站供电系统中逐步推广应用。
高压直流供电系统是由多个并联冗余整流器和蓄电池组成的，正常情况下整流器将市电交流电源转换为240V、336V等直流电源，供给电信设备和给蓄电池充电。电信设备所需的其他等级的直流电源，由直流/直流变换器变化而来。当市电交流电源停电时，由蓄电池放电来为电信设备供电；当市电交流电源长期停电时，由备用发电机组来为电信设备供电和给蓄电池充电。
现有技术中作为高压直流供电系统用柴油发电机组，常采用输出电压为单相220V/50Hz或三相400V/50Hz交流发电机组，其输出需要外加交流/直流电源转换器才能变为高压直流供电系统所需的直流240V、直流336V等直流电源，接线复杂，无法一体化，且因交流电压相电压为交流220V因电压低存在转换效率低等缺点。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种通信基站用高压直流柴油发电机组,其不需经外部交流转直流，或者直流转交流的转换升压，即可将发电机组发出的690V以上的交流电转换为满足通信基站高压系统需要的高压直流电。
实现上述目的的一种技术方案是：一种通信基站用高压直流柴油发电机组,包括发电机组、机组控制器和三相整流器,所述机组控制器连接所述发电机组，所述三相整流器连接所述发电机组的输出端，所述三相整流器与所述机组控制器之间连接有整流器监控器，所述三相整流器包括相互并联设置的A相整流器、B相整流器和C相整流器。
进一步的，：所述发电机组与所述三相整流器之间，旁接有交流输出插座。
进一步的，所述机组控制器、所述三相整流器和所述整流器监控器均置于一个控制系统箱内。
再进一步的，所述通信基站用高压直流柴油发电机组还包括发电机组散热器和消音器，所述发电机组与所述消音器之间通过波纹管和发电机组侧排烟管连通，所述波纹管连通所述发电机组，所述发电机组侧排烟管连通所述消音器，所述消音器的顶部设有消音器侧排烟管。
更进一步的，所述通信基站用高压直流柴油发电机组，还包括一个箱体，所述箱体的底部设有底座油箱，沿着所述底座油箱的轴向，所述箱体分为控制系统安装间、发电机组安装间和消音器间，所述控制系统箱置于所述控制系统安装间内，所述发电机组散热器和所述发电机组置于所述发电机组安装间内，所述消音器置于所述消音器间内。
还要进一步的，所述消音器间的顶部设有顶部排气格栅。
还要进一步的，所述控制系统安装间的端面上安装有相互层叠设置的端面进风格栅和空气过滤网。
还要进一步的，所述发电机组安装间两侧的侧壁上安装有侧面进风格栅。
还要进一步的，所述消音器间与所述发电机组安装间之间设有分隔墙，所述分隔墙的墙面上开有与所述发电机组散热器尺寸相配的窗口，所述发电机组散热器紧贴于该分隔墙的墙面上。
进一步的，所述机组控制器上设有RS485接口。
采用了本发明一种通信基站用高压直流柴油发电机组的技术方案,包括发电机组、机组控制器和三相整流器,所述机组控制器连接所述发电机组，所述三相整流器连接所述发电机组的输出端，所述三相整流器与所述机组控制器之间连接有整流器监控器，所述三相整流器包括相互并联设置的A相整流器、B相整流器和C相整流器。其技术效果是：其不需经外部交流转直流，或者直流转交流的转换升压，即可将发电机组发出的690V以上的交流电转换为满足通信基站高压系统需要的高压直流电。
附图说明
图1为本发明的一种通信基站用高压直流柴油发电机组的内部结构示意图。
图2为本发明的一种通信基站用高压直流柴油发电机组的外部结构示意图。
图3为本发明的一种通信基站用高压直流柴油发电机组的电气原理示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：
本发明的一种通信基站用高压直流柴油发电机组包括一个箱体1，箱体1的底部为底座油箱11，底座油箱11的容量可满足二十小时以上发电所需柴油量。沿着底座油箱11的轴向，箱体1分为三部分：控制系统安装间12、发电机组安装间13和消音器间15。
底座油箱1的顶面上设有平行排列的控制系统箱2和发电机组散热器4。控制系统箱2和发电机组散热器4之间设有发电机组3。控制系统箱2位于控制系统安装间12内，发电机组散热器4和发电机组3位于发电机组安装间13内。控制系统箱2的旁边设有位于底座油箱1顶面上的进油口121、油位计122和加油口123。
油箱底座1的顶面上还设有位于消音器间15内的消音器5，即消音器5位于发电机组散热器4远离控制系统箱2的一侧。消音器间15与发电机组安装间13之间的分隔墙(图中未显示)的墙面上开有与发电机组散热器4尺寸相配的窗口。发电机组散热器4紧贴于消音器间15与发电机组安装间13之间的分隔墙的墙面上，发电机组3工作时其热风由该窗口进入消音器间15后，由位于消音器间15顶部的顶部排气格栅151散逸。消音器间15的底部留有排水开口(图中未显示)，雨水从顶部排气格栅151进入消音器间15后可排掉，不会进入发电机组安装间13。
发电机组3上连接有一个波纹管41，波纹管41与贯穿消音器间15与发电机组安装间13之间的分隔墙并连通消音器5的发电机组侧排烟管51连通，消音器5的顶部设有一根竖直设置的消音器侧排烟管52。发电机组3排烟所产生的废气从位于消音器间顶部的顶部排气格栅151排出。
控制系统箱2内设有机组控制器21，机组控制器21位于控制系统箱2的上部，机组控制器21与发电机组3信号连接。机组控制器21具有自动、手动、实验三种运行模式。可以对发电机组3的相电压、相电流、相频率、转速、功率、温度、压力等情况进行实时监控。对过速、油压低、水温高、过压、欠压、过频、欠频、过流、短路等故障能实时报警。可通过对发电机组3各相的输出电压及频率与设定值的比较进行自动调节，能自动维持发电机组3的准启动状态，能实现发电机组3的紧急启动、自动启动，能实现本发明的一种通信基站用高压直流柴油发电机组与市电的自动切换。
同时，机组控制器21通过RS485接口可实现与远程监控中心的通信，实现远程控制，既可满足对于通信基站用高压直流柴油发电机组自动测试、自动诊断、自动控制的要求，又可实现通信基站用高压直流柴油发电机组遥信、遥测和遥控的功能。
同时箱体1外部安装有连接机组控制器21的急停开关16，出现紧急情况时可实现停机。
控制系统箱2的下部装有三相整流器22，三相整流器22连接发电机组3的输出端，同时三相整流器22与机组控制器21之间连接有整流器监控器23。
三相整流器22分为A相整流器、B相整流器和C相整流器。A相整流器、B相整流器和C相整流器中任一相整流器均采用强制风冷，即利用排气风扇强制空气对流，因此在风道的设计上使所述排气风扇的散热片的叶片轴向与所述排气风扇的抽气方向一致。A相整流器、B相整流器和C相整流器中任一相整流器的主要发热元件均为大功率半导体及其散热器，功率变换变压器和大功率电阻，且上述发热元件的布局是按发热功率的大小，依次排列的，即发热功率越小的发热元件越要排在所述风道的上风处，发热功率越大的发热元件越靠近所述排气风扇。
控制系统安装间12的端面上安装有相互层叠设置的端面进风格栅17和空气过滤网18，冷却气流经过端面进风格栅17和空气过滤网18后，进入控制系统安装间12，冷却气流通过三相整流器22中任意一相整流器自带的排气风扇的驱动进入发电机组安装间13，发电机组3产生的热量在风力强劲的发电机组散热器4的风扇的驱动下，通过消音器间15及消音器间15顶部的顶部排气格栅151排出箱体1外。因为端面进风格栅17主要为冷却三相整流器22而引进新风，发电机组3的冷却空气主要是箱体1的发电机组安装间13两侧的侧壁上侧面进风格栅131处进风。侧面进风格栅131使进风量充足。由于空气充分通过各散热面，冷却效果满足本发明的一种通信基站用高压直流柴油发电机组的散热要求。同时风力强劲的发电机组散热器4上的风扇可作为相对较弱的三相整流器22的各排气风扇的冗余，可保障即便三相整流器22的各排气风扇出现故障的情况下，也可实现对三相整流器22的冷却。同时，发电机组安装间13的侧壁上还安装有检修门132。
三相整流器22中的各相整流器均采用软开关组成的高频开关器件进行整流，数字化双DSP芯片进行控制，并配备了有源功率校正器。三相整流器22采用分立式柜体设计，即三相整流器22中的各相整流器均分别置于控制系统箱2的一个独立的柜体中。三相整流器22具有高可靠性、维护便利、休眠节能等优点，全面满足中、小通信基站、无人值守通信基站的供电需求，为通信机房设备提供智能、绿色、环保、安全、高效的高压直流电源。三相整流器22具有良好的电磁兼容设计和可靠性设计，使交流输入电压适应范围、功率因数、功率密度、电磁兼容性、可靠性、转换效率等主要技术指标均非常良好。
三相整流器22具备了热插拔的功能,即在发电机组3和三相整流器22之间旁接有交流输出插座24，可以在线安装或更换三相整流器中的任意一相整流器。三相整流器22具有交流输入过压、交流输入欠压、直流输出过压、直流输出限流与短路保护和散热器过温保护等保护功能。
发电机组3发出的三相690V以上的交流电，由在三相整流器22的输入端设置的交流输入断路器控制，为各相整流器供电。三相整流器22把交流电整流稳压为稳定的240V或360V的高压直流电，三相整流器22中的各相整流器并联输出。
发电机组3对外输出时，发电机组3处于交流配电状态、三相整流器22的状态、以及三相整流器22中各相整流器的直流分路状态都由整流器监控器23检测或控制。整流器监控器23具有8组干节点告警输出接口，可以组合输出15种不同的系统故障告警。
本发明的一种通信基站用高压直流柴油发电机组，不需经外部交流转直流，或者直流转交流的转换升压，发电机组3发出的690V以上的交流电压，经过该通信基站用高压直流柴油发电机组内部电源转换后，能够直接输出满足通信基站高压系统需要的高压直流电，当市电交流电源长期停电时，可由该通信基站用高压直流柴油发电机组来为通信基站高压直流供电系统提供电力，实现给电信设备供电和给蓄电池充电，同时该通信基站用高压直流柴油发电机组具有多种自动化控制、远程通讯和控制功能。
当然，发电机组3除了可以是690V交流发电机组以外，还可以是永磁盘式发电机组，永磁盘式发电机组具有以下优点：磁极采用高效稀土永磁材料，无碳刷及导电滑环，结构紧凑简单，故障率低。无轴承，无摩擦功率损失，效率高；安装方式简单，体积小，重量轻，使得本发明的一种通信基站用高压直流柴油发电机组在中小通信基站中的适用性进一步提高。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种通信基站用高压直流柴油发电机组,包括发电机组和机组控制器,所述机组控制器连接所述发电机组，其特征在于：
它还包括三相整流器，所述三相整流器连接所述发电机组的输出端，所述机组控制器与所述三相整流器之间连接有整流器监控器，所述三相整流器包括相互并联设置的A相整流器、B相整流器和C相整流器，
所述发电机组与所述三相整流器之间，旁接有交流输出插座，
所述机组控制器、所述三相整流器和所述整流器监控器均置于一个控制系统箱内，
该通信基站用高压直流柴油发电机组还包括发电机组散热器和消音器，所述发电机组与所述消音器之间通过波纹管和发电机组侧排烟管连通，所述波纹管连通所述发电机组，所述发电机组侧排烟管连通所述消音器，所述消音器的顶部设有消音器侧排烟管，
该通信基站用高压直流柴油发电机组还包括一个箱体，所述箱体的底部设有底座油箱，沿着所述底座油箱的轴向，所述箱体分为控制系统安装间、发电机组安装间和消音器间，所述控制系统箱置于所述控制系统安装间内，所述发电机组散热器和所述发电机组置于所述发电机组安装间内，所述消音器置于所述消音器间内。
2.根据权利要求1所述的一种通信基站用高压直流柴油发电机组，其特征在于：所述消音器间的顶部设有顶部排气格栅。
3.根据权利要求1所述的一种通信基站用高压直流柴油发电机组，其特征在于：所述控制系统安装间的端面上安装有相互层叠设置的端面进风格栅和空气过滤网。
4.根据权利要求1所述的一种通信基站用高压直流柴油发电机组，其特征在于：所述发电机组安装间两侧的侧壁上安装有侧面进风格栅。
5.根据权利要求1所述的一种通信基站用高压直流柴油发电机组，其特征在于：所述消音器间与所述发电机组安装间之间设有分隔墙，所述分隔墙的墙面上开有与所述发电机组散热器尺寸相配的窗口，所述发电机组散热器紧贴于该分隔墙的墙面上。
6.根据权利要求1所述的一种通信基站用高压直流柴油发电机组，其特征在于：所述机组控制器上设有RS485接口。
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