CN201868939U - 一种直流系统充电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种直流系统充电装置,交流输入空开、充电机组、直流输入空开、分流器、馈线空开和蓄电池充电空开构成供电主回路,将交流电源转换成直流电供蓄电池组充电、为直流负载供电;交流电压监测报警装置、过欠压报警装置、绝缘报警装置、故障信号输出端子排以及直流输入空开、馈线空开、蓄电池充电空开的故障跳闸信号构成报警信号回路,异常状态时将告警通知远方。本实用新型所述的充电装置,小型化、多模块化,可灵活配置,满足现场使用环境及施工场地要求;产品综合考虑直流系统特点,可根据不同施工现场要求,灵活调节充电机容量,并配置合理的报警系统,在满足现场使用条件的同时,提高了直流系统改造的安全可靠性。

Description

一种直流系统充电装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及充电装置,具体说是一种直流系统充电装置。用于电力系统发电 厂、变电站直流系统更换改造的直流系统充电装置,也可充当电力系统发电厂、变电站直流 系统应急充电装置。
背景技术
[0002] 变电站直流系统是变电站非常重要的一种二次设备。它的主要任务就是给继电保 护、开关的分、合闸及控制提供直流操作电源,它的正常运行与否,关系到继电保护及开关 能否正确切除故障,会影响全站乃至上级变电站的正常运行。但随着变电站直流系统运行 年限较长,设备老化严重,缺陷较多,会严重影响变电站直流供电的可靠性,因此必须对老 旧直流系统进行改造。变电站直流系统不停电更换改造工作中,由于市场上缺乏理想的专 用设备,造成充当临时直流电源系统的设备不适应现场使用要求。
[0003] 直流系统原屏位带电更换过程中,临时充电系统担任运行任务,故要求其设备具 有很高的可靠性与灵敏度。目前市场上没有专门针对直流系统原屏位带电更换而设计的专 业设备,造成临时充电系统难以满足现场的使用要求。主要存在问题如下:
[0004] 1、采用整套直流系统作临时充电系统,因本身就是一套完整的直流系统,其可靠 性、灵敏度等均可满足现场使用要求,但因施工场地等因素限制,很难合理组屏使用,由于 组屏的放置位置不理想,造成改造过程中馈线电缆无法接入等。
[0005] 2、采用临时充电机、馈线板等,组装临时充电系统,因其设备小,组装灵活,一般能 满足现场的场地使用要求,但由于其结构简单,相关的监测、报警等功能薄弱,不太适应在 直流系统带电更换的复杂施工环境下,担任临时充电系统的重要任务。
实用新型内容
[0006] 针对现有技术中存在的缺陷,本实用新型的目的在于提供一种直流系统充电装 置,主要面向电力系统发电厂、变电站直流系统不停电更换改造而开发设计,可充当直流系 统改造中的临时直流电源系统,也可充当电力系统发电厂、变电站直流系统应急设备。
[0007] 为达到以上目的,本实用新型采取的技术方案是:
[0008] 一种直流系统充电装置,包括一体化的充电模块、报警模块和控制模块,其特征在 于:
[0009] 所述充电模块包括:充电机组5 ;
[0010] 所述报警模块包括:交流输入空开1、防雷器2、交流电压测量熔丝3、交流电压监 测报警装置4、直流输入空开6、分流器7、电流表8、直流电压测量熔丝9、电压表10、过欠压 报警装置11、绝缘报警装置12 ;
[0011] 所述控制模块包括:馈线空开13和蓄电池充电空开14 ;
[0012] 交流输入空开1的输入端接三相工频交流电源控制其输入、输出,
[0013] 交流输入空开1的输出端接防雷器2,[0014] 交流输入空开1的输出端同时接充电机组5输入端将交流电转换成直流电源,充 电机组5输出端接直流输入空开6控制直流输入、输出,
[0015] 交流输入空开1的输出端还同时接交流电压测量熔丝3输入端,交流电压测量熔 丝3输出端接交流电压监测报警装置4的交流电压采集端,监测交流电压的工作情况,
[0016] 直流输入空开6输出端接分流器7输入端,将采集的电流信号输送到电流表8,
[0017] 分流器7输出端接馈线空开13供直流负载16使用,同时接蓄电池充电空开14供 蓄电池17充电,同时接直流电压测量熔丝9输入端,
[0018] 直流电压测量熔丝9输出端接电压表10监测直流电压,同时接过欠压报警装置11 的直流电压采集端,同时接绝缘报警装置12的直流电压采集端。
[0019] 在上述技术方案的基础上,交流电压监测报警装置4为在交流输入电压波动范围 超-10%〜15%时发出报警发信;且在交流输入电压不对称度超5%时发出报警发信的交 流电压监测报警装置。
[0020] 在上述技术方案的基础上,充电机组5包括两台并联高频充电机,并列运行。
[0021] 在上述技术方案的基础上,欠压报警装置11为在直流电压波动范围超-10%〜 10%时发出报警发信的欠压报警装置;
[0022] 绝缘报警装置12为在对地电阻小于2¾欧姆时发出报警发信的绝缘报警装置,或 为在对地电阻小于7K欧姆时发出报警发信的绝缘报警装置。
[0023] 在上述技术方案的基础上,馈线空开13共10路馈线空开,分别选用6路20A直流 专用B级空开,以及选用4路40A直流专用B级空开,每路空开均自带故障跳闸发信触点;
[0024] 蓄电池充电空开14选用2路63A直流专用B级空开,每路空开自带故障跳闸发信 触点。
[0025] 在上述技术方案的基础上,所述报警模块还包括故障信号输出端子排15,
[0026] 交流电压监测报警装置4在检测到异常时经故障信号输出端子排15将报警发信 送至远方检测设备18,
[0027] 直流输入空开6的故障跳闸信号输出端接故障信号输出端子排15,
[0028] 馈线空开13的故障跳闸信号输出端接故障信号输出端子排15,
[0029] 蓄电池充电空开14的故障跳闸信号输出端接故障信号输出端子排15,
[0030] 直流电压异常时过欠压报警装置11经故障信号输出端子排15将报警发信送至远 方检测设备18,
[0031] 直流回路绝缘异常时绝缘报警装置12经故障信号输出端子排15将报警发信送至 远方检测设备18。
[0032] 本实用新型所述的直流系统充电装置,小型化、多模块化,可灵活配置,满足现场 使用环境及施工场地要求;产品综合考虑直流系统特点,可根据不同施工现场要求,灵活调 节充电机容量,并配置合理的报警系统,在满足现场使用条件的同时,提高了直流系统改造 的安全可靠性。
附图说明
[0033] 本实用新型有如下附图:
[0034] 图1直流系统充电装置的结构示意图,[0035] 图2直流系统充电装置的原理图。 具体实施方式
[0036] 以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0037] 如图1所示,本实用新型所述的直流系统充电装置,包括一体化的充电模块、报警 模块和控制模块,
[0038] 所述充电模块包括:充电机组5 ;
[0039] 所述报警模块包括:交流输入空开1、防雷器2、交流电压测量熔丝3、交流电压监 测报警装置4、直流输入空开6、分流器7、电流表8、直流电压测量熔丝9、电压表10、过欠压 报警装置11、绝缘报警装置12、故障信号输出端子排15 ;
[0040] 所述控制模块包括:馈线空开13和蓄电池充电空开14 ;
[0041] 交流输入空开1的输入端接三相工频交流电源控制其输入、输出,
[0042] 交流输入空开1的输出端接防雷器2以在雷击过电压时保护装备不受雷击过电压 冲击而损坏,
[0043] 交流输入空开1的输出端同时接充电机组5输入端将交流电转换成直流电源,充 电机组5输出端接直流输入空开6控制直流输入、输出,
[0044] 交流输入空开1的输出端还同时接交流电压测量熔丝3输入端,交流电压测量熔 丝3输出端接交流电压监测报警装置4的交流电压采集端,交流电压监测报警装置4监测 交流电压的工作情况,异常时经故障信号输出端子排15将报警发信送至远方检测设备18,
[0045] 直流输入空开6输出端接分流器7输入端,将采集的电流信号输送到电流表8,监 测直流回路的总输出电流,直流输入空开6的故障跳闸信号输出端接故障信号输出端子排 15,
[0046] 分流器7输出端接馈线空开13供直流负载16使用,同时接蓄电池充电空开14供 蓄电池17充电,同时接直流电压测量熔丝9输入端,
[0047] 馈线空开13的故障跳闸信号输出端接故障信号输出端子排15,
[0048] 蓄电池充电空开14的故障跳闸信号输出端接故障信号输出端子排15,
[0049] 直流电压测量熔丝9输出端接电压表10监测直流电压,同时接过欠压报警装置11 的直流电压采集端,直流电压异常时经故障信号输出端子排15将报警发信送至远方检测 设备18,同时接绝缘报警装置12的直流电压采集端,直流回路绝缘异常时经故障信号输出 端子排15将报警发信送至远方检测设备18,
[0050] 远方监测设备18供远方人员监控,异常状态时发信提示。
[0051] 本实用新型中,交流输入空开1、充电机组5、直流输入空开6、分流器7、馈线空开 13、蓄电池充电空开14,构成供电主回路,将三相工频交流电源转换成直流电源供蓄电池组 充电,同时对直流负载供电,当三相工频交流电源因故停电时,将由蓄电池输出直流电源对 直流负载供电。
[0052] 交流电压监测报警装置4、过欠压报警装置11、绝缘报警装置12、直流输入空开6 的故障跳闸信号、馈线空开13的故障跳闸信号、蓄电池充电空开14的故障跳闸信号、故障 信号输出端子排15构成报警信号回路,异常状态时发信告警并通知远方。
[0053] 在上述技术方案的基础上,交流电压监测报警装置4为在交流输入电压波动范围超-10%〜15%时发出报警发信;且在交流输入电压不对称度超5%时发出报警发信的交 流电压监测报警装置。
[0054] 在上述技术方案的基础上,充电机组5包括两台并联高频充电机,并列运行,充电 机组5满足以下技术参数:
[0055] 直流输出额定电压:220V或IlOV ;
[0056] 直流输出额定电流:40A ;
[0057] 功率因数彡0. 92 ;
[0058]效率彡 94% ;
[0059] 稳流精度<0.5%负载电流;
[0060] 纹波系数彡0.05%;
[0061] 稳压精度<0.5%;
[0062] 220V系列的浮充输出直流电压198〜260V ;
[0063] 220V系列的均充输出直流电压220〜;
[0064] IlOV系列的浮充输出直流电压99〜130V ;
[0065] IlOV系列的均充输出直流电压110〜143V。
[0066] 在上述技术方案的基础上,欠压报警装置11为在直流电压波动范围超-10%〜 10%时发出报警发信的欠压报警装置;
[0067] 220V系列的绝缘报警装置12为在对地电阻小于2¾欧姆时发出报警发信的绝缘
报警装置,
[0068] IlOV系列的绝缘报警装置12为在对地电阻小于7K欧姆时发出报警发信的绝缘报
目衣且。
[0069] 在上述技术方案的基础上,馈线空开13共10路馈线空开,分别选用6路20A直流 专用B级空开,以及选用4路40A直流专用B级空开,每路空开均自带故障跳闸发信触点;
[0070] 蓄电池充电空开14选用2路63A直流专用B级空开,每路空开自带故障跳闸发信 触点。
[0071] 本实用新型具体实施例的原理图如图2所示,图2中111为充电设备,112为 HTDLA-I型直流系统综合报警装置,113为HTDLA-I型直流系统综合控制箱,
[0072] 供电主回路:
[0073] 工频三相交流电源经40A交流专用空开输至充电设备,由两台高频充电模块并联 组成的充电设备,将输入的交流电转换为合格的直流电,经63A直流专用空开输至HTDLA-I 型直流系统综合报警装置,再输至HTDLA-I型直流系统综合控制箱母线,HTDLA-I型直流系 统综合控制箱设两回63A直流专用空开,供外接蓄电池专用,4回40A、6回20A直流专用空 开,供负载使用。
[0074] 辅助回路:
[0075] 1、设交流电压监测报警回路、防雷回路,交流电压异常时发信报警,过电压保护。
[0076] 2、设直流电压、电流监测回路,监测直流电压、电流情况。
[0077] 3、设直流过、欠压报警回路,直流电压异常时发信报警。
[0078] 4、设绝缘报警回路,监测直流绝缘情况,异常时发信报警。
[0079] 5、设馈线故障报警回路,馈线跳闸时,发信报警。[0080] 6、设蓄电池空开跳闸报警回路,蓄电池专用空开跳闸时,发信报警。
[0081] 7、设充电机直流输出空开跳闸报警回路,充电机直流输出空开跳闸时,发信报警。
[0082] 图2所示具体实施例的主要技术参数及特点如下:
[0083] 1、充电设备:
[0084] 单只充电模块设计额定电流20A,正常情况下,一组充电设备配置两只充电模块, 额定电流40A,一组充电设备最大可扩展至三只充电模块,额定电流60A。
[0085] 2、HTDLA-I型直流系统综合报警装置:
[0086] 直流空开:满足直流电压220V、110V等级要求。
[0087] 电压表:满足直流电压220V、110V等级要求。
[0088] 电流表:满足直流电流60A,电压220V、110V等级要求。
[0089] 直流欠压继电器:满足直流电压220V、110V等级参数整定要求。
[0090] 直流过压继电器:满足直流电压220V、110V等级参数整定要求。
[0091] 直流绝缘报警装置:满足直流电压220V、110V等级要求。
[0092] 3、HTDLA-I型直流系统综合控制箱:
[0093] 单只控制箱,提供20A馈线回路6回,40A馈线回路4回,60A蓄电池专用回路2回。 在需要的情况下,多个控制箱可以并列扩展使用,扩展情况下所有馈线回路最大输出工作 总电流不得大于60A。
[0094] 4、充电设备采用高性能的艾默生自冷充电模块,提高了可靠性和稳定性。回路空 开均采用进口专用空开,系统设计直流电压、电流监测;交流输入异常、直流电压异常、充电 机故障、绝缘异常、馈线跳闸、电池故障等告警信号,能更好的便于掌控现场安全稳定。产品 小型化、多模块化,可简单灵活配置,能更好的解决施工现场的场地限制因数。可根据不同 的系统参数,可灵活调节、扩展模块数量,大大提高了设备的使用范围。
[0095] 通过参数设计,在必要的情况下,可以使装置在直流220V、110V两个不同电压等 级系统中调换使用,以达到应急、互备及灵活应用的效果。

Claims (6)

1. 一种直流系统充电装置,包括一体化的充电模块、报警模块和控制模块,其特征在于:所述充电模块包括:充电机组(5);所述报警模块包括:交流输入空开(1)、防雷器O)、交流电压测量熔丝(3)、交流电压 监测报警装置⑷、直流输入空开(6)、分流器(7)、电流表⑶、直流电压测量熔丝(9)、电压 表(10)、过欠压报警装置(11)、绝缘报警装置(12);所述控制模块包括:馈线空开(13)和蓄电池充电空开(14); 交流输入空开(1)的输入端接三相工频交流电源控制其输入、输出, 交流输入空开(1)的输出端接防雷器0),交流输入空开(1)的输出端同时接充电机组(¾输入端将交流电转换成直流电源,充 电机组(5)输出端接直流输入空开(6)控制直流输入、输出,交流输入空开(1)的输出端还同时接交流电压测量熔丝C3)输入端,交流电压测量熔 丝(3)输出端接交流电压监测报警装置(4)的交流电压采集端,监测交流电压的工作情况, 直流输入空开(6)输出端接分流器(7)输入端,将采集的电流信号输送到电流表(8), 分流器(7)输出端接馈线空开(13)供直流负载(16)使用,同时接蓄电池充电空开 (14)供蓄电池(17)充电,同时接直流电压测量熔丝(9)输入端,直流电压测量熔丝(9)输出端接电压表(10)监测直流电压,同时接过欠压报警装置 (11)的直流电压采集端,同时接绝缘报警装置(1¾的直流电压采集端。
2.如权利要求1所述的直流系统充电装置,其特征在于:交流电压监测报警装置(4) 为在交流输入电压波动范围超-10%〜15%时发出报警发信;且在交流输入电压不对称度 超5%时发出报警发信的交流电压监测报警装置。
3.如权利要求1所述的直流系统充电装置,其特征在于:充电机组(5)包括两台并联 高频充电机,并列运行。
4.如权利要求1所述的直流系统充电装置,其特征在于:欠压报警装置(11)为在直流 电压波动范围超-10%〜10%时发出报警发信的欠压报警装置;绝缘报警装置(1¾为在对地电阻小于2¾欧姆时发出报警发信的绝缘报警装置,或为 在对地电阻小于7K欧姆时发出报警发信的绝缘报警装置。
5.如权利要求1所述的直流系统充电装置,其特征在于:馈线空开(13)共10路馈线 空开,分别选用6路20A直流专用B级空开,以及选用4路40A直流专用B级空开,每路空 开均自带故障跳闸发信触点;蓄电池充电空开(14)选用2路63A直流专用B级空开,每路空开自带故障跳闸发信触点ο
6.如权利要求1或2或3或4或5所述的直流系统充电装置,其特征在于:所述报警 模块还包括故障信号输出端子排(15),交流电压监测报警装置(4)在检测到异常时经故障信号输出端子排(1¾将报警发信 送至远方检测设备(18),直流输入空开(6)的故障跳闸信号输出端接故障信号输出端子排(15), 馈线空开(13)的故障跳闸信号输出端接故障信号输出端子排(15),蓄电池充电空开 (14)的故障跳闸信号输出端接故障信号输出端子排(15),直流电压异常时过欠压报警装置(11)经故障信号输出端子排(1¾将报警发信送至远 方检测设备(18),直流回路绝缘异常时绝缘报警装置(1¾经故障信号输出端子排(巧)将报警发信送至 远方检测设备(18)。
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