CN201726132U

CN201726132U - 直流双电源供电系统

Info

Publication number: CN201726132U
Application number: CN201020261225XU
Authority: CN
Inventors: 张建; 雷绍权; 郑安邦; 何青连
Original assignee: XUCHANG XUJI JINGRUI TECHNOLOGY Co Ltd; Xuji Group Co Ltd
Current assignee: XUCHANG XUJI JINGRUI TECHNOLOGY Co Ltd; Xuji Group Co Ltd
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2020-07-16

Abstract

本实用新型涉及直流双电源供电系统，包括两段直流母线，该两段直流母线出线端同极并接构成正、负极输出端，该两极输出端与直流母线之间分别串设有第一、二接触器，接触器的主触头分别串接在两直流母线上，线圈分别接在各自主触头所在的直流母线，第一、二接触器的常闭触头分别串入第二、一接触器的线圈控制回路，直流电源正输出端串接正向二极管，储能电容的正极端子接在二极管的阴极，储能电容的负极端子接在直流电源负极输出端；本实用新型通过接触器的自动切换给负载供电，能可靠避免直流网络形成无隔离环路，实现电气完全隔离；电路简单，无需对绝缘监测装置做特殊的支路配对处理，可靠性高。

Description

直流双电源供电系统

技术领域

本实用新型涉及直流双电流供电系统，属直流系统的应用领域。

背景技术

在换流站中，为了供给控制、信号、保护、自动装置和交流不停电电源装置等的用电，要求有可靠的直流电源。国内大多数换流站均采用直流110V和220V电压。为提高控制保护系统的可靠性和冗余性，直流系统的设计是两段母线运行，重要负载从两段直流母线上取电，在负载侧采用二极管隔离后同时向负载供电。

图1是一换流站工程的直流网络供电方式。图中L1、L2为两段直流母线，CT为直流互感器，V为二极管。图中直流母线L1、L2穿过各自的直流互感器CT，通过二极管V耦合后同时向负载供电。这样的接线方式虽然可以避免两段母线的蓄电池组直接并联形成环流，但由于杂散参数的存在，实际的二极管上有寄生电容和电阻，不能认为是理想二极管，也起不到任何电气隔离的作用。由于两段母线不能完全电气隔离，存在电气上的联系，整个直流馈电系统形成网络环流。直流馈电系统中每个直流互感器（CT）都能检测到漏电流，使直流绝缘监测装置无法进行正常的支路绝缘检测，绝缘监察装置就有可能误报信号。

上述现象表面上是造成直流系统的支路绝缘检测不能正常工作，出现误报信号，如果从直流网络的供电安全考虑，还存在一些其它隐患：直流网络的设计原则是两段直流母线独立运行，对于重要负载可以设置两路隔离的供电电源进行切换，以增加系统的安全性。但上图1的直流网络通过二极管把两段直流母线并联起来，实际上两段直流母线没有实现电气隔离，使得达不到设计的要求，并且当其中一段直流母线接地时，也会引起另一段直流母线接地，使直流供电网络复杂化，当发生接地故障时，无法快速查找接地的具体位置，另外，当发生负载短路故障时，会同时影响到两段直流母线的电压。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种直流双电源供电系统，以可靠避免直流网络形成无隔离环路供电情况，实现电气完全隔离。

为实现上述目的，本实用新型的直流双电源供电系统包括第一、第二段直流母线，两段直流母线出线端的正极、负极分别同极并接构成直流电源正、负极输出端，所述直流电源正、负极输出端与第一、二段直流母线之间分别串设有第一、二接触器，第一、二接触器的主触头分别串接在第一、二段直流母线上，第一、二接触器的线圈分别接在各自主触头所在的直流母线，第一、二接触器的常闭触头分别串入第二、一接触器的线圈控制回路，直流电源正输出端串接正向二极管，储能电容的正极端子接在所述二极管的阴极，所述储能电容的负极端子接在直流电源负极输出端。

本实用新型的直流双电源供电系统包括第一接触器、第二接触器、储能电容和二极管，其中第二接触器的常闭辅助触点串入第一接触器的线圈控制回路，第一接触器的常闭辅助触点串入第二接触器的线圈控制回路，实现了接触器的互锁，例如，当第一接触器线圈通电动作后，第一接触器的常闭辅助触点断开，同时也断开了第二接触器线圈控制回路，如果要使第二接触器通电吸合，必须先使第一接触器断电释放，其常闭辅助触点复位，此时第二接触器的线圈回路才得以接通。这就防止了第一、第二接触器同时吸合造成相间短路，第一接触器线圈控制电压取至自身所在第一段母线直流电源，第二接触器线圈控制电压取至自身所在第二段母线直流电源。当两路直流电源正常时，第一接触器和第二接触器之中只有一个能够得电工作，将其中一路直流电源投入，同时将另外一路直流电源切断。同一时刻只有一路电源运行，接触器的触点切断实现了电气完全隔离，可靠避免直流网络形成无隔离环路供电情况。储能电容用于补偿切换过充电源电压的跌落。二极管用于阻止储能电容的反向放电，当一路直流电源故障时，储能电容只向信号负载回路放电，电源故障侧接触器线圈控制电压瞬间跌落，实现电源的快速切换。本系统电路简单，无需对绝缘监测装置做特殊的支路配对处理，可靠性高；负载侧的短路故障只会影响其中一段母线，不会造成事故扩大。

附图说明

图1是现有换流站工程的直流网络供电方式；

图2是本实用新型的直流双电源供电系统实施例电路图。

具体实施方式

本实用新型的直流双电源供电系统实施例电路图如图2所示，该系统包括第一直流母线L1、第二段直流母线L2、第一接触器KM1、第二接触器KM2、储能电容即电解电容C和二极管V，两段直流母线出线端的正极、负极分别同极并接构成直流电源正、负极输出端向负载供电，直流电源正极输出端与第一段直流母线L1之间串设有第一接触器KM1，直流电源负极输出端与第二段直流母线L2之间串设有第二接触器KM2，第一接触器KM1的主触头串接在第一段直流母线L1上，第二接触器KM2的主触头串接在第二段直流母线L2上，第一、二接触器的线圈分别接在各自主触头所在的直流母线，第一接触器KM1的常闭触头串入第二接触器KM2的线圈控制回路，第二接触器KM2的常闭触头串入第一接触器KM1的线圈控制回路，直流电源正输出端串接正向二极管V，储能电容C的正极端子接在所述二极管V的阴极，所述储能电容C的负极端子接在直流电源负极输出端。

系统具体实现方式如下：

1 接触器自动切换

切换的产生是通过接触器互锁实现的。接触器互锁：KM2的常闭辅助触点串入KM1的线圈控制回路，KM1的常闭辅助触点串入KM2的线圈控制回路。当接触器KM1线圈通电动作后，KM1的常闭辅助触点断开，同时也断开了KM2线圈回路，如果要使KM2通电吸合，必须先使KM1断电释放，其常闭辅助触点复位，此时KM2的线圈回路才得以接通。这就防止了KM1、KM2同时吸合造成相间短路，这一线路环节称为互锁环节。KM1线圈控制电压取至自身所在L1直流电源，KM2线圈控制电压取至自身所在L2直流电源。当两路直流电源正常时，KM1和KM2之中只有一个能够得电工作，将其中一路直流电源投入，同时将另外一路直流电源切断。同一时刻只有一路电源运行，接触器的触点切断实现了电气完全隔离，可靠避免直流网络形成无隔离环路供电情况。

2 储能电容的作用

根据接触器直流控制回路特性，当直流控制电压跌至0.1-0.25Uc（Uc为额定控制电路电压）时，接触器线圈释放。当一路直流电源出现故障时，电压跌落至接触器线圈释放电压，工作接触器释放，备用接触器投入。根据接触器直流控制回路特性可知，这个切换过程大概为75ms。为了保证切换过程中电压的跌落不影响信号负载回路的正常工作，此时必须加装电容储能装置，以补偿切换过程电源电压的跌落。图2中所指的电解电容C就是这个电容储能装置。

电容器储存能量应保证信号负载回路的可靠动作，信号负载回路主要包括断路器线圈、继电器线圈、以及接触器线圈等。电解电容的电容量及电压选择参照以下计算公式：

电压选择：由于线圈回路对所加电压有要求，故电容器放电时，其端电压应大于线圈回路的的最低电压（电容器的端电压应大于直流电源的电压）。

电容量选择：已充电的电容器向电阻负载放电，其端电压Uc（V）依照下式规律放电

(1)

式中：U为电容器充电所达到的电压（V）；

R为负载电阻(

)；

C为电容器电容量(F)；

t为放电时间（s）。

转换公式可得到电容器电容量计算公式为：

(2)

式中负载电阻R可根据负载功率及直流电压值计算；放电时间t即为接触器的切换时间；电容器充电所达到的电压U即为直流电压值；Uc为接触器切换过程中直流电压的跌落值，Uc的值应大于信号负载回路的最低允许电压，否则会引起信号负载回路动作。

根据式（2）可以计算出为补偿切换过程电源电压的跌落所需电容器的电压及电容量值。

3 二极管的反向阻断

从接触器直流控制回路特性可知，当直流控制电压跌至0.1-0.25Uc（Uc为额定控制电路电压）时，接触器线圈才释放。当一路直流电源故障时，电容储能装置向信号负载回路放电，同时也维持了接触器线圈的控制电压，接触器线圈不能立即得到释放。只有当电容器放电完成，接触器才进行切换。这个过程持续时间很长，信号负载回路均已掉电，达不到保持系统稳定的目的。

为解决这个问题，此时就需要增加图2中所指的二极管V，阻止电容储能装置的反向放电。当一路直流电源故障时，电容储能装置只向信号负载回路放电，电源故障侧接触器线圈控制电压瞬间跌落，切换立即产生。

Claims

1.一种直流双电源供电系统，该系统包括第一、第二段直流母线，两段直流母线出线端的正极、负极分别同极并接构成直流电源正、负极输出端，其特征在于：所述直流电源正、负极输出端与第一、二段直流母线之间分别串设有第一、二接触器，第一、二接触器的主触头分别串接在第一、二段直流母线上，第一、二接触器的线圈分别接在各自主触头所在的直流母线，第一、二接触器的常闭触头分别串入第二、一接触器的线圈控制回路，直流电源正输出端串接正向二极管，储能电容的正极端子接在所述二极管的阴极，所述储能电容的负极端子接在直流电源负极输出端。