CN108879866A - 变电站通信设备延长供电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站通信设备延长供电装置，48V电池辅助系统电源从主回路正负极出口处引入，所述的对外接口包括有主回路正负极端子、干接点报警端子及通信接口，锂电池组模块的正负极主回路端子接在‑48V通信电源馈电母排上，干接点报警端子接入监控装置开关量采集模块，通信接口接入监控装置通信口。本装置即可全新投入使用，也可对现有的站点进行简单的改装。在不改变现有供电方式的情况下，一旦在线检测48V母线侧电压出现电压下降或中断，装置将自动投入供电，延长通信设备工作时间。装置保障异常情况下通信设备传输电网实时运行信息不中断，具备全面推广的条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种供电装置，特别是一种变电站通信设备延长供电装置。
背景技术
目前变电站一体化电源项目中，通信电源采用DC-DC模块，将220VDC转化为48VDC，供通信设备使用。备用电源使用直流电源系统的电池组，通信电源备用时间由直流电源电池组备用时间决定。直流电源系统供电备用时间一般为2小时，当直流电源备用时间结束后，通信电源设备的备用时间同时结束。而通信电源备用时间要求至少六个小时以上。因此现有的备用电源无法满足通信电源的备用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种可为通信电源提供充足的备用时间的变电站通信设备延长供电装置。
一种变电站通信设备延长供电装置，包括有锂电池组模块、48V电池辅助系统及对外接口;
所述的48V电池辅助系统，48V电池辅助系统电源从主回路正负极出口处引入，采集48V电源母线电压及后备锂电源参数，控制各功能元件工作；
所述的对外接口包括有主回路正负极端子、干接点报警端子及通信接口，
锂电池组模块的正负极主回路端子，接在-48V通信电源馈电母排上，干接点报警端子接入监控装置开关量采集模块，通信接口接入监控装置通信口。
本发明中的48V电池辅助系统，采集48V电源母线电压，蓄电池电压、数量、温度、电流信息并上送，管理蓄电池的充放电过程，控制蓄电池内部主动均衡和被动均衡，并负责系统的过流、过压、欠压、过充电等保护特性。48V电源检测系统电源从主回路正负极出口处引入，正常运行不消耗电池电量，DC-DC电源消失后使用电池电源自持运行。其中的对外接口，设置主回路正负极和必要的干接点报警端子，通信接口。简化现场接线流程，减少现场工作难度，节省时间。装置内部电源由内部接入，不留电源外接口。
本发明中的48V电池辅助系统包括,包括有母线监视模块、自动均衡系统、数据采集传输单元及主站数据处理服务器，所述的母线监视模块上具有在线监测模块及充放电接口，在线监测模块与充放电接口连接于-48V通信电源馈电母排上，母线监测模块将信息传输给数据采集传输单元、数据采集传输单元与自动均衡系统相连接，自动均衡系统连接对外接口，锂电池组模块分别与母线监视模块、自动均衡系统及数据采集传输单元相连，数据采集单元经监控网络与主站数据处理服务器相连。
所述的母线监视模块，负责实时监测48V母线电压变化，在变电站内蓄电池供应电压低至通信设备要求的42V前将触发装置启动，切断直流输入，开启放电模式，通过48V母线为通信负载提供稳定供电输出。
所述的自动均衡系统，负责实时抽取装置电池组状态等数据，动态分析电池组性能，在充电和放电的情况下，尤其是多套设备组合使用的条件下自动分配负荷，优化电池组使用效率，延长使用寿命。
所述的数据采集传输单元，完整采集装置各部分的参数，监控电压、电流、温度、短路等保护功能运转情况，发送给主站。尤其在装置工作状态出现异常时，将发出相应的告警和蜂鸣音，同时将告警信息传输回主服务器。在紧急告警情况下，负责立即切断装置电源。
所述的主站数据处理服务器，接收各个变电站内装置工作情况的传送信息，对装置工作状态存在隐患的薄弱站点给出相应的提醒。
工作关系：日常状态下：母线监视模块处于实时在线监测状态，锂电池组保持腐充状态，数据采集传输单元时刻检测电池组状态，采集电压、电流、温度等数据，一方面发送给自动均衡系统，进行综合分析，优化负荷分配，检测是否有单体电池故障灯，另一方面定期于主站服务器握手，完成数据更新；一旦母线监视模块监测到母线电压低于42V预设值，就判定为失电，此时装置进入工作状态：首先，调动锂电池组模块通过接口投入运行，通过母线向负载供电，保证电源供应不中断。同时，数据采集模块将“失电”消息通过监控信道传输给主站，发出告警。自动均衡系统定时分析当前设备状态，通过数据采集传输单元传输给主站，使运维人员掌握现在动态。直到母线监视模块监测到电压恢复，装置退出工作状态。
所述的锂电池组模块采用100AH的放电容量的锂电池，根据电压的不同，选择一组或多组并联供电。
综上所述的，本发明相比现有技术如下优点：
本发明的变电站通信设备延长供电装置，可全新投入使用，也可对现有的站点进行简单的改装。在不改变现有供电方式的情况下，一旦在线检测48V母线侧电压出现电压下降或中断，装置将自动投入供电，延长通信设备工作时间；检测母线电压恢复正常后，装置退出供电，转入充电状态以备下一轮循环工作。同时，供电异常情况将传送给主站，发出告警，帮助运维人员及时掌握现场动态。装置保障异常情况下通信设备传输电网实时运行信息不中断，并在220/110千伏通信站分别验证该技术的可行性，具备全面推广的条件。
附图说明
图1是后备锂电源系统拓扑及接口设置示意图。
图2是后备锂电源两组并联电源系统拓扑及接口设置示意图。
图3是后备锂电源与通信电源系统连接示意图。
图4是后备锂电源系统拓扑及接口设置示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
实施例1
一种变电站通信设备延长供电装置，包括有锂电池组模块、48V电池辅助系统及对外接口;
所述的48V电池辅助系统，48V电池辅助系统电源从主回路正负极出口处引入，采集48V电源母线电压及后备锂电源参数，控制各功能元件工作；
所述的对外接口包括有主回路正负极端子、干接点报警端子及通信接口，
锂电池组模块的正负极主回路端子，接在-48V通信电源馈电母排上，干接点报警端子接入监控装置开关量采集模块，通信接口接入监控装置通信口。所述的锂电池组模块采用100AH的放电容量的锂电池一组。
本发明的变电站通信设备延长供电装置的安装方式：后备锂电源的安装方式可以选择两种方式：机架式安装和壁挂式安装。如果需要安装在屏体面板上，可以选择机架式安装。如果面板空间不足，可以选择壁挂式安装，安装在屏体侧壁，或者加装横梁安装。
其接线方式为：后备锂电源的正负极主回路端子，接在-48V通信电源馈电母排上。报警干接点端子接入监控装置开关量采集模块。485通信接口接入监控装置通信口。
图1中1FL1：电流采集元件。采集后备锂电源的充电及放电电流。
1FU1：回路保护元件及断路报警信号接点。后备锂电源充放电回路出现故障短路电流时切断回路并发出报警信号。
1JC1：接触器。后备锂电源控制充放电回路通断的接触器。负责控制电池放电及充电过程。
1D1：二极管。作为后备锂电源充放电回路中接触器断开时的放电备用回路。
48V电池辅助系统。检测48V母线电压及后备锂电源参数。控制各功能元件工作。
48V电池辅助系统包括,（1）母线监视模块，负责实时监测48V母线电压变化，在变电站内蓄电池供应电压低至通信设备要求的42V前将触发装置启动，切断直流输入，开启放电模式，通过48V母线为通信负载提供稳定供电输出。（2）自动均衡系统。负责实时抽取装置电池组状态等数据，动态分析电池组性能，在充电和放电的情况下，尤其是多套设备组合使用的条件下自动分配负荷，优化电池组使用效率，延长使用寿命。（3）数据采集传输单元。完整采集装置各部分的参数，监控电压、电流、温度、短路等保护功能运转情况，发送给主站。尤其在装置工作状态出现异常时，将发出相应的告警和蜂鸣音，同时将告警信息传输回主服务器。在紧急告警情况下，负责立即切断装置电源。（4）主站数据处理服务器。接收各个变电站内装置工作情况的传送信息，对装置工作状态存在隐患的薄弱站点给出相应的提醒。
工作关系：日常状态下：母线监视模块处于实时在线监测状态，锂电池组保持腐充状态，数据采集传输单元时刻检测电池组状态，采集电压、电流、温度等数据，一方面发送给自动均衡系统，进行综合分析，优化负荷分配，检测是否有单体电池故障灯，另一方面定期于主站服务器握手，完成数据更新；一旦母线监视模块监测到母线电压低于42V预设值，就判定为失电，此时装置进入进入工作状态：首先，调动锂电池组模块通过接口投入运行，通过母线向负载供电，保证电源供应不中断。同时，数据采集模块将“失电”消息通过监控信道传输给主站，发出告警。自动均衡系统定时分析当前设备状态，通过数据采集传输单元传输给主站，使运维人员掌握现在动态。直到母线监视模块监测到电压恢复，装置退出工作状态。
本发明的变电站通信设备延长供电装置，
1、在第一次上电运行，BMS检测蓄电池状态并反馈给通信电源监控装置，对蓄电池进行初充电。接通蓄电池主回路，以0.2C的充电倍率进行充电，BMS系统实时监控蓄电池状态，控制各电池单体充电进程。蓄电池充满后切断电池主回路，进入正常备用运行状态。
2、正常运行时，系统处于备用状态，电池主回路断开，不能进行充电。蓄电池通过二极管连接到系统中，负载需要大电流或者直流闪断失电时，蓄电池可以通过二极管无间断供电，避免母线失压。
3、正常运行时，通过BMS蓄电池管理系统监控电池状况，根据锂离子电池运行容量衰减系数，综合计算剩余容量，蓄电池容量下降到90%时，接通蓄电池主回路，重复1过程。
4、直流停电时，蓄电池通过二极管向通信电源系统供电，支撑负载用电和母线电压。BMS蓄电池管理系统实时监控蓄电池状态，计算蓄电池放电电量，跟据需要终止电池放电过程并反馈信息。
5、直流恢复供电，通信电源监控装置下发充电命令，重复1过程。
本实施例未述部分与现有技术相同。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，只是其中的锂电池为两组。
Claims (7)
1.一种变电站通信设备延长供电装置，其特征在于：包括有锂电池组模块、48V电池辅助系统及对外接口;
所述的48V电池辅助系统，48V电池辅助系统电源从主回路正负极出口处引入，采集48V电源母线电压及后备锂电源参数，控制各功能元件工作；
所述的对外接口包括有主回路正负极端子、干接点报警端子及通信接口，
锂电池组模块的正负极主回路端子，接在-48V通信电源馈电母排上，干接点报警端子接入监控装置开关量采集模块，通信接口接入监控装置通信口。
2.根据权利要求1所述的一种变电站通信设备延长供电装置，其特征在于：所述的的48V电池辅助系统包括,包括有母线监视模块、自动均衡系统、数据采集传输单元及主站数据处理服务器，所述的母线监视模块上具有在线监测模块及充放电接口，在线监测模块与充放电接口连接于-48V通信电源馈电母排上，母线监测模块将信息传输给数据采集传输单元、数据采集传输单元与自动均衡系统相连接，自动均衡系统连接对外接口，锂电池组模块分别与母线监视模块、自动均衡系统及数据采集传输单元相连，数据采集单元经监控网络与主站数据处理服务器相连。
3.根据权利要求2所述的一种变电站通信设备延长供电装置，其特征在于：所述的母线监视模块，负责实时监测48V母线电压变化，在变电站内蓄电池供应电压低至通信设备要求的42V前将触发装置启动，切断直流输入，开启放电模式，通过48V母线为通信负载提供稳定供电输出。
4.根据权利要求2所述的一种变电站通信设备延长供电装置，其特征在于：所述的自动均衡系统，负责实时抽取装置电池组状态等数据，动态分析电池组性能，在充电和放电的情况下，尤其是多套设备组合使用的条件下自动分配负荷，优化电池组使用效率，延长使用寿命。
5.根据权利要求2所述的一种变电站通信设备延长供电装置，其特征在于：所述的数据采集传输单元，完整采集装置各部分的参数，监控电压、电流、温度、短路等保护功能运转情况，发送给主站，在装置工作状态出现异常时，将发出相应的告警和蜂鸣音，同时将告警信息传输回主服务器，在紧急告警情况下，负责立即切断装置电源。
6.根据权利要求2所述的一种变电站通信设备延长供电装置，其特征在于：所述的主站数据处理服务器，接收各个变电站内装置工作情况的传送信息，对装置工作状态存在隐患的薄弱站点给出相应的提醒。
7.根据权利要求1所述的一种变电站通信设备延长供电装置，其特征在于：所述的锂电池组模块采用100AH的放电容量的锂电池。
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