CN110277779A - 一种用于临时替代直流屏的供电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直流电源技术领域，具体涉及一种用于临时替代直流屏的供电装置,包括柜体、输入模块、降压硅链、合闸母线、控制母线、地线、若干个馈电开关和若干个接地保护装置，输入模块包括交流输入模块和直流输入模块，交流输入模块包括整流稳压单元，整流稳压单元输入端与市电连接，整流稳压单元输出端正极以及直流输入模块输出端正极均与合闸母线连接，整流稳压单元输出端负极以及直流输入模块输出端负极均与地线连接，合闸母线与降压硅链阳极连接，控制母线与降压硅链阴极连接，接地保护装置输入端正极与控制母线连接，接地保护装置输入端负极与地线连接，馈电开关的两路输入端分别与接地保护装置的输出端正极以及负极连接。

Description

一种用于临时替代直流屏的供电装置

技术领域

本发明涉及直流电源技术领域，具体涉及一种用于临时替代直流屏的供电装置。

背景技术

直流屏是变电站内的直流供电装置，对于变电站的安全稳定运行起到至关重要的作用。站内的继电保护、自动装置、信号装置、事故照明等电气设备，都采用直流供电，因而直流屏供电的稳定，直接关系到变电站的安全平稳运行。随着新建变电站及老站直流改造工程的日益增多，部分变电所直流系统运行年限过长，充电模块严重老化，面临更换配件甚至整体更换的问题。目前在直流电源屏旧屏改造时，需要提前向调度部门申请直流电源退出运行，将导致变电所设备失去直流电源，继电保护、电动操作机构等装置停止工作，影响电网安全稳定运行。故无特殊情况，调度一般不允许直流停电，即使同意停电，停电时间也很短。导致直流屏的检修以及改造工作难以开展。因而，急需研制直流电源屏就地不停电更换的技术方案。

如中国专利CN201490760U，公开日2010年5月26日，一种移动式变电站直流供电屏，包括一个充电屏和一个馈线屏，所述的充电屏上设有交流电源输入端以及高频电源整流模块，所述的馈线屏上设有直流负荷出线开关。采用该技术方案，在变电站直流供电屏设备老化需进行更换、改造时，或者直流设备故障停运时，作为临时替代装置。但其供电电源不稳定，容易造成变电站内保护装置工作不稳定甚至产生误动作。且其仅采用交流输入供电，供电稳定性不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前缺乏供电稳定可靠的直流屏临时替代装置的技术问题。提出了一种电压稳定的供电更可靠的用于临时替代直流屏的供电装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种用于临时替代直流屏的供电装置，包括柜体、输入模块、降压硅链、合闸母线、控制母线、地线、若干个馈电开关和若干个接地保护装置，所述输入模块包括交流输入模块和直流输入模块，所述交流输入模块、直流输入模块、合闸母线、控制母线和地线均安装在柜体内，直流输入模块的输入端与蓄电池连接，交流输入模块包括整流稳压单元，整流稳压单元输入端与市电连接，整流稳压单元输出端正极以及直流输入模块输出端正极均与合闸母线连接，整流稳压单元输出端负极以及直流输入模块输出端负极均与地线连接，合闸母线与降压硅链阳极连接，控制母线与降压硅链阴极连接，接地保护装置输入端正极与控制母线连接，接地保护装置输入端负极与地线连接，若干个馈电开关均为双路开关，馈电开关的两路输入端分别与接地保护装置的输出端正极以及负极连接。降压硅链能够为控制母线提供稳定的供电电压，使负载的工作更稳定可靠。接地保护装置能够避免馈电支路在发生接地故障时引起供电不稳，导致其他支路产生故障。

作为优选，所述接地保护装置包括第一电极、第二电极、触头、弹簧、滑杆、滑座、螺钉、电阻R1和电容C1，所述滑座固定安装在柜体内，滑座上加工有用于与滑杆滑动连接的滑孔，滑杆与触头第二端固定连接，弹簧安装在触头与滑座之间，弹簧第一端与触头固定连接，弹簧第二端与滑座固定连接，弹簧为电导体，弹簧第一端与电阻R1第二端导电连接，弹簧第二端与电容C1第一端导电连接，电容C1第二端与地线连接，电阻R1第一端与控制母线连接，电阻R1第二端与第一电极连接，第一电极和第二电极之间留有间隙，所述触头第一端与第一电极以及第二电极均抵接，滑杆中部加工有盲孔，螺钉活动安装在滑座上，当弹簧收缩时所述触头与第一电极以及第二电极脱离接触，螺钉卡入所述盲孔内，第二电极作为接地保护装置的输出端正极，电容C1第二端作为接地保护装置的输出端负极，接地保护装置的输出端的正极以及负极分别与馈电开关的两个输入端连接。

本优选方案的工作方法为：当馈电开关断开时，电容C1两端的电压等于控制母线的对地电压，当闭合馈电开关且负载未发生短路时，电阻R1两端的分压较低，电容C1两端的电压基本等于控制母线的对地电压，此时电容C1仅发生少量的放电，放电电流亦较小；当负载发生短路故障，即发生接地故障时，负载两端的分压急剧下降，导致电容C1快速放电，快速放电的电流经过弹簧时，引起弹簧收缩，带动触头移动，使触头与第一电极以及第二电极脱离接触，滑杆中部的盲孔被螺钉卡住，从而切断馈电支路的供电，即切除了故障支路。排除支路故障后，人工将螺钉部分拉出，滑杆复位后恢复螺钉位置即可再次使用。

作为优选，所述触头第一端具有锥面，所述第一电极和第二电极均加工有与所述锥面匹配的凹陷。锥面具有更大的接触面积，降低接触电阻。通过锥面具有对心作用，能够避免平面接触时，由于倾斜导致实际接触部分为线状接触。

作为优选，所述螺钉位于滑杆的上方。在重力作用下，螺钉趋于向滑杆靠近，能够更可靠的卡住滑杆。

作为优选，所述弹簧螺距大于线径的1.2倍且小于弹簧线径的2倍。较小的螺距能够更充分的利用电流产生的磁场，加快弹簧收缩速度，即加快故障支路的切除速度。

作为优选，所述滑座中部加工有缺口，所述滑杆穿越所述缺口。便于滑座的加工，降低装置成本。

作为优选，还包括电压表V1、电压表V2和电流表A，电流表A串联接入地线中，电流表A位于馈电开关与输入模块之间，检测地线中的总电流，电压表V1输入端分别与合闸母线和地线连接，检测合闸母线的对地电压，电压表V2输入端分别与控制母线和地线连接，检测控制母线的对地电压。方便操作人员实时查看直流屏的工作状态，保证操作人员的安全。

作为优选，还包括若干个馈电指示灯，馈电指示灯与馈电开关的输出端并联。方便操作人员实时查看直流屏馈电支路的工作状态。

作为优选，还包括交流输入开关、直流输入开关、交流输入指示灯和直流输入指示灯，交流输入开关的输入端分别与整流稳压单元输出端正极以及负极连接，直流输入开关的输入端分别与蓄电池的正极以及负极连接，交流输入指示灯与交流输入开关输入端并联，直流输入指示灯与直流输入开关的输入端并联。方便操作人员实时查看直流屏输入电源的状态，避免带电操作，保证操作人员的安全。

本发明的实质性效果是：通过降压硅链为控制母线提供稳定的供电电压，通过交流输入模块和直流输入模块分别接入市电和蓄电池，提供更可靠的供电，通过接地保护装置避免馈电支路短路时引起其他支路故障，提高供电系统的安全性和稳定性。

附图说明

图1为实施例一柜体正面示意图。

图2为实施例一电路原理图。

图3为实施例一接地保护装置结构示意图。

图4为实施例一接地保护装置正常工作状态结构示意图。

其中：1、柜体，2、馈电开关，3、交流输入指示灯，4、交流输入开关，5、馈电指示灯，6、直流输入指示灯，7、直流输入开关，8、合闸母线，9、整流稳压单元，10、降压硅链，11、控制母线，12、接地保护装置，13、地线，14、第一电极，15、第二电极，16、触头，17、滑座，18、滑杆，19、螺钉，20、弹簧，21、盲孔。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例一：

一种用于临时替代直流屏的供电装置，如图1所示，本实施例包括柜体1、输入模块、降压硅链10、合闸母线8、控制母线11、地线13、若干个馈电开关2和若干个接地保护装置12，输入模块包括交流输入模块和直流输入模块，交流输入模块和直流输入模块安装在柜体1底部，合闸母线8、控制母线11和地线13均安装在柜体1内。电流表A、电压表V1和电压表V2安装在柜体1上方，方便操作人员查看。柜体1中部设置有三排馈电支路，每个馈电支路均安装有一个馈电开关2和馈电指示灯5，馈电指示灯5与馈电开关2的输出端并联。

如图2所示，电流表A串联接入地线13中，电流表A位于馈电开关2与输入模块之间，检测地线13中的总电流，电压表V1输入端分别与合闸母线8和地线13连接，检测合闸母线8的对地电压，电压表V2输入端分别与控制母线11和地线13连接，检测控制母线11的对地电压。直流输入模块包括直流输入开关7和直流输入指示灯6，直流输入开关7的输入端分别与蓄电池的正极以及负极连接，直流输入指示灯6与直流输入开关7的输出端并联。交流输入开关4的输入端分别与整流稳压单元9输出端正极以及负极连接，交流输入指示灯3与交流输入开关4输出端并联，直流输入指示灯6以及交流输入指示灯3为白炽灯、节能灯或双向LED灯。交流输入模块包括整流稳压单元9，整流稳压单元9输入端与市电连接，整流稳压单元9输出端正极以及直流输入模块输出端正极均与合闸母线8连接，整流稳压单元9输出端负极以及直流输入模块输出端负极均与地线13连接，合闸母线8与降压硅链10阳极连接，控制母线11与降压硅链10阴极连接，降压硅链10采用现有技术中的降压硅链10，在此不做详细说明，降压硅链10具有降压稳压功能，能够提供更稳定的供电电压。接地保护装置12输入端正极与控制母线11连接，接地保护装置12输入端负极与地线13连接，若干个馈电开关2均为双路开关，馈电开关2的两路输入端分别与接地保护装置12的输出端正极以及负极连接。

如图3所示，接地保护装置12包括第一电极14、第二电极15、触头16、弹簧20、滑杆18、滑座17、螺钉19、电阻R1和电容C1，滑座17固定安装在柜体1内，滑座17上加工有用于与滑杆18滑动连接的滑孔，滑座17中部加工有缺口，滑杆18穿越缺口。滑杆18与触头16第二端固定连接，弹簧20安装在触头16与滑座17之间，弹簧20第一端与触头16固定连接，弹簧20第二端与滑座17固定连接，弹簧20为电导体，弹簧20第一端与电阻R1第二端导电连接，弹簧20第二端与电容C1第一端导电连接，电容C1第二端与地线13连接，电阻R1第一端与控制母线11连接，电阻R1第二端与第一电极14连接，第一电极14和第二电极15之间留有间隙，触头16第一端与第一电极14以及第二电极15均抵接，触头16第一端具有锥面，第一电极14和第二电极15均加工有与锥面匹配的凹陷，滑杆18中部加工有盲孔21，螺钉19活动安装在滑座17上，当弹簧20收缩时触头16与第一电极14以及第二电极15脱离接触，螺钉19卡入盲孔21内，第二电极15作为接地保护装置12的输出端正极，电容C1第二端作为接地保护装置12的输出端负极，接地保护装置12的输出端的正极以及负极分别与馈电开关2的两个输入端连接。

本优选方案的工作方法为：如图4所示，当馈电开关2断开时，电容C1两端的电压等于控制母线11的对地电压，当闭合馈电开关2且负载未发生短路时，电阻R1两端的分压较低，电容C1两端的电压基本等于控制母线11的对地电压，此时电容C1仅发生少量的放电，放电电流亦较小；当负载发生短路故障，即发生接地故障时，负载两端的分压急剧下降，导致电容C1快速放电，快速放电的电流经过弹簧20时，引起弹簧20收缩，带动触头16移动，使触头16与第一电极14以及第二电极15脱离接触，滑杆18中部的盲孔21被螺钉19卡住，从而切断馈电支路的供电，即切除了故障支路。排除支路故障后，人工将螺钉19部分拉出，滑杆18复位后恢复螺钉19位置即可再次使用。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1.一种用于临时替代直流屏的供电装置，其特征在于，

包括柜体、输入模块、降压硅链、合闸母线、控制母线、地线、若干个馈电开关和若干个接地保护装置，所述输入模块包括交流输入模块和直流输入模块，所述交流输入模块、直流输入模块、合闸母线、控制母线和地线均安装在柜体内，直流输入模块的输入端与蓄电池连接，交流输入模块包括整流稳压单元，整流稳压单元输入端与市电连接，整流稳压单元输出端正极以及直流输入模块输出端正极均与合闸母线连接，整流稳压单元输出端负极以及直流输入模块输出端负极均与地线连接，合闸母线与降压硅链阳极连接，控制母线与降压硅链阴极连接，接地保护装置输入端正极与控制母线连接，接地保护装置输入端负极与地线连接，若干个馈电开关的两路输入端均分别与接地保护装置的输出端正极以及负极连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于临时替代直流屏的供电装置，其特征在于，

所述接地保护装置包括第一电极、第二电极、触头、弹簧、滑杆、滑座、螺钉、电阻R1和电容C1，所述滑座固定安装在柜体内，滑座上加工有用于与滑杆滑动连接的滑孔，滑杆与触头第二端固定连接，弹簧安装在触头与滑座之间，弹簧第一端与触头固定连接，弹簧第二端与滑座固定连接，弹簧为电导体，弹簧第一端与电阻R1第二端导电连接，弹簧第二端与电容C1第一端导电连接，电容C1第二端与地线连接，电阻R1第一端与控制母线连接，电阻R1第二端与第一电极连接，第一电极和第二电极之间留有间隙，所述触头第一端与第一电极以及第二电极均抵接，滑杆中部加工有盲孔，螺钉活动安装在滑座上，当弹簧收缩时所述触头与第一电极以及第二电极脱离接触，螺钉卡入所述盲孔内，第二电极作为接地保护装置的输出端正极，电容C1第二端作为接地保护装置的输出端负极，接地保护装置的输出端的正极以及负极分别与馈电开关的两个输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于临时替代直流屏的供电装置，其特征在于，

所述触头第一端具有锥面，所述第一电极和第二电极均加工有与所述锥面匹配的凹陷。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于临时替代直流屏的供电装置，其特征在于，

所述螺钉位于滑杆的上方。

5.根据权利要求2或3所述的一种用于临时替代直流屏的供电装置，其特征在于，

所述弹簧螺距大于线径的1.2倍且小于弹簧线径的2倍。

6.根据权利要求2或3所述的一种用于临时替代直流屏的供电装置，其特征在于，

所述滑座中部加工有缺口，所述滑杆穿越所述缺口。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种用于临时替代直流屏的供电装置，其特征在于，

还包括电压表V1、电压表V2和电流表A，电流表A串联接入地线中，电流表A位于馈电开关与输入模块之间，检测地线中的总电流，电压表V1输入端分别与合闸母线和地线连接，检测合闸母线的对地电压，电压表V2输入端分别与控制母线和地线连接，检测控制母线的对地电压。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种用于临时替代直流屏的供电装置，其特征在于，

还包括若干个馈电指示灯，馈电指示灯与馈电开关的输出端并联。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种用于临时替代直流屏的供电装置，其特征在于，

还包括交流输入开关、直流输入开关、交流输入指示灯和直流输入指示灯，交流输入开关的输入端分别与整流稳压单元输出端正极以及负极连接，直流输入开关的输入端分别与蓄电池的正极以及负极连接，交流输入指示灯与交流输入开关输入端并联，直流输入指示灯与直流输入开关的输入端并联。