CN203660548U - 一种具有紧急备用电源的变电站直流电源系统 - Google Patents

一种具有紧急备用电源的变电站直流电源系统 Download PDF

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杨达亮
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Abstract

本实用新型公开了一种具有紧急备用电源的变电站直流电源系统，设有交流母线和直流母线；交流母线通过一个交流电源转换开关与交流进线电源相连接；交流母线和直流母线通过若干条并联的充电模块线路相连接；直流母线还连接有蓄电池组；在直流母线与蓄电池组之间的连接线路上串联有一个直流电源转换开关，且所述的蓄电池组并联设置两组，分别为常用蓄电池组和紧急备用蓄电池组；在蓄电池组与直流电源转换开关的连接线路上还设有一个直流电源检测装置。该直流电源系统结构简单、安全可靠、运行稳定；在变电站直流电源故障时能提供可靠的紧急备用电源，保证变电站安全稳定运行。

Description

一种具有紧急备用电源的变电站直流电源系统
技术领域
本实用新型涉及了一种变电站内使用的直流电源系统，尤其涉及了一种具有紧急备用电源的变电站直流电源系统。
背景技术
直流电源系统是变电站的一个重要组成部分，它为变电站内的断路器、继电保护装置、自动控制装置、UPS和事故照明等设备提供直流电源，对变电站的正常运行和故障切除具有非常重要的作用。虽然目前的变电站直流系统大多具有双电双充,双电三充等方案，但是都没有考虑直流系统遭受严重破坏，例如雷电过电压使交流系统部分出现故障，同时使蓄电池组破坏，直流系统电源消失出现的严重后果。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，为了避免直流电源系统出现故障，直流母线电压消失造成变电站内设备失去直流电源，特别是断路器无法跳闸造成的严重后果，提供了一种具有紧急备用电源的变电站直流电源系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种具有紧急备用电源的变电站直流电源系统，设有交流母线和直流母线；所述交流母线通过一个交流电源转换开关与交流进线电源相连接；所述交流母线和直流母线通过若干条并联的充电模块线路相连接，每一条充电模块线路均依次串联着充电模块和直流接触器；所述的直流母线还连接有蓄电池组；其特征在于：所述的直流母线与蓄电池组之间的连接线路上串联有一个直流电源转换开关，且所述的蓄电池组并联设置两组，分别为常用蓄电池组和紧急备用蓄电池组；在蓄电池组与直流电源转换开关的连接线路上还设有一个直流电源检测装置，所述的直流电源检测装置的两个检测线端分别连接在常用蓄电池组、紧急备用蓄电池组与直流电源转换开关之间的连接线路上，所述的直流电源检测装置的控制线端与直流电源转换开关相连。
本实用新型设有紧急备用蓄电池，并且通过直流电源检测装置和直流电源转换开关来控制蓄电池组接入/退出直流母线；能够在变电站直流电源发生严重故障时提供紧急备用电源，即变电站直流电源系统中交流系统部分出现故障的同时直流蓄电池组系统部分又出现故障，该直流电源系统中的紧急备用蓄电池组为变电站设备提供紧急备用电源，特别是为断路器提供跳闸电源，以保证电网安全稳定运行。
作为本实用新型的进一步优化改进，在交流进线电源与交流电源转换开关的连接线路上还设有一个交流电源检测装置，所述交流电源检测装置的检测线端连接在交流进线电源与交流电源转换开关之间的连接线路上，所述交流电源检测装置的控制线端与交流电源转换开关相连接。
作为本实用新型的进一步优化改进，所述的充电模块线路还设有电压监测装置，所述的电压监测装置的监测线端连接在充电模块与直流接触器之间的线路上，控制线端与直流接触器相连接。
作为本实用新型的进一步优化改进，所述的电压监测、直流接触器、直流电源检测装置、直流电源转换开关、电池巡检装置所需要的电源来自与直流母线相连接的UPS电源装置。
本实用新型的直流母线还分别连接着合闸母线、降压装置、绝缘监测装置、控制母线、UPS电源等需要提供直流电源的变电站内部负载。
本实用新型的工作原理，为了便于说明，将交流进线电源设为两个，蓄电池组亦为两组：
交流进线电源共2回，分别为交流I进线电源和交流II进线电源，进入交流电源检测装置和交流电源转换开关。交流电源检测装置自动判断2回进线的电源情况，并将相应信号送至交流电源转换开关，交流电源转换开关自动选择其中1回进线电源。若交流I进线和交流II进线电源正常或只有交流I进线电源正常，则交流电源转换开关自动选择交流I进线电源；若只有交流II进线电源正常，则交流电源转换开关切换至交流II进线电源。这样交流母线I上的2路交流电源实现互为备用，提高直流电源系统的可靠性。
充电模块将交流电源整流成为直流电源，充电模块等于或多于2个模块，可提高直流系统的可靠性。
蓄电池组共2组，分别为第1组蓄电池和第2组蓄电池，接入直流电源检测装置和直流电源转换开关。正常情况下，只有一组蓄电池经过直流电源转换开关接入直流电源母线。直流电源检测装置检测直流母线和两组蓄电池组的电压情况，并将相应信号送至直流电源转换开关。若直流电源母线电压正常且两组蓄电池组均正常，则直流电源转换开关自动选择蓄电池组1；若直流电源母线电压正常而有1蓄电池组不正常，则直流电源转换开关自动选择正常的那组蓄电池组；若直流电源母线的电压出现过压、欠压、失电而两组蓄电池组均正常，则直流电源转换开关自动选择蓄电池组1；若直流电源母线电源电压出现过压、欠压、失电而两组蓄电池组中只有1组正常，则直流转换开关自动选择正常的那组蓄电池组。若直流电源母线电压正常，两组蓄电池组中任一蓄电池组出现电池欠压，则切换至该组进行充电，充电完毕自动在接入该组蓄电池。这样直流电源母线上的两组蓄电池组总有一组退出运行，不接入直流电源系统，而作为特殊情况下的紧急备用电源，实现了两组蓄电池组互为备用。直流电源检测装置检测到直流母线电压消失，则说明2回交流电源和1组直流蓄电池出现故障，直流电源转换开关投入紧急备用蓄电池组，保证直流母线电压恢复。由于紧急备用蓄电池组在直流电源系统正常运行时不接入直流母线，不受电网系统运行的任何影响，保证了紧急备用蓄电池组的安全性，大大提高直流电源系统的可靠性。
交流电源检测装置的作用是检测交流进线电源的电压是否正常，即是否存在过电压、欠电压、缺相和失电，并将相应的信号送至交流电源转换开关。
交流电源转换开关的作用是实现不同交流电源的自动切换。
直流电源检测装置的作用是检测直流母线和2组蓄电池组的电压是否正常，即是否存在过电压、欠电压和失电，并将相应的信号送至直流电源转换开关。
直流电源转换开关的作用是实现两组蓄电池组的自动无缝切换。
UPS电源的作用是给电压监测、直流接触器、直流电源检测装置、直流电源转换开关、电池巡检装置等元件提供稳定的电源，避免交流电源或直流母线电压消失时，这些电子控制元件无法工作。
与现有技术相比较，本实用新型具备的有益效果：
本实用新型结构简单、安全可靠、运行稳定。在变电站直流电源故障时能提供可靠的紧急备用电源，特别是变电站交流电源系统出现故障的同时直流系统又出现故障，通过直流电源转换开关切换至紧急备用蓄电池组，从而为变电站设备提供紧急备用电源，特别是为断路器提供跳闸电源，保证变电站安全稳定运行。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的结构框图。
附图标记：1-交流I进线电源，2-交流II进线电源，3-交流电源检测装置，4-交流电源转换开关，5-交流母线，6-第一充电模块、7-第N充电模块，8-第一电压监测装置，9-第一直流接触器，10-第N电压监测，11-第N直流接触器,12-常用蓄电池组，13-紧急备用蓄电池组，14-直流电源检测装置，15-直流电源转换开关，16-直流母线，17-第一合闸母线、18-第N合闸母线，19-降压装置，20-绝缘监测装置，21-第一控制母线，22-第N控制母线，23-UPS电源。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1：
如图1所示，一种具有紧急备用电源的变电站直流电源系统，设有交流母线5和直流母线16；所述交流母线5通过一个交流电源转换开关4与交流进线电源相连接；所述交流母线5和直流母线16通过若干条并联的充电模块线路相连接，每一条充电模块线路均依次串联着充电模块和直流接触器；所述的直流母线16还连接有蓄电池组；所述的直流母线16与蓄电池组之间的连接线路上串联有一个直流电源转换开关15，且所述的蓄电池组并联设置两组，分别为常用蓄电池组12和紧急备用蓄电池组13；在蓄电池组与直流电源转换开关15的连接线路上还设有一个直流电源检测装置14，所述的直流电源检测装置14的两个检测线端分别连接在常用蓄电池组12、紧急备用蓄电池组13与直流电源转换开关15之间的连接线路上，所述的直流电源检测装置14的控制线端与直流电源转换开关15相连。在交流进线电源与交流电源转换开关4的连接线路上还设有一个交流电源检测装置3，所述交流电源检测装置3的检测线端连接在交流进线电源与交流电源转换开关4之间的连接线路上，所述交流电源检测装置3的控制线端与交流电源转换开关4相连接。所述的充电模块线路还设有电压监测装置，所述的电压监测装置的监测线端连接在充电模块与直流接触器之间的线路上，控制线端与直流接触器相连接。
直流母线还分别连接着若干条合闸母线、降压装置19、绝缘监测装置20、若干条控制母线、UPS电源23等需要提供直流电源的变电站内部负载。
实施例2：
一种具有紧急备用电源的变电站直流电源系统，设有交流母线5和直流母线16；所述交流母线5通过一个交流电源转换开关4与交流进线电源相连接；所述交流母线5和直流母线16通过若干条并联的充电模块线路相连接，每一条充电模块线路均依次串联着充电模块和直流接触器；所述的直流母线16还连接有蓄电池组；所述的直流母线16与蓄电池组之间的连接线路上串联有一个直流电源转换开关15，且所述的蓄电池组并联设置两组，分别为常用蓄电池组12和紧急备用蓄电池组13；在蓄电池组与直流电源转换开关15的连接线路上还设有一个直流电源检测装置14，所述的直流电源检测装置14的两个检测线端分别连接在常用蓄电池组12、紧急备用蓄电池组13与直流电源转换开关15之间的连接线路上，所述的直流电源检测装置14的控制线端与直流电源转换开关15相连。

Claims (3)

1. 一种具有紧急备用电源的变电站直流电源系统，设有交流母线和直流母线；所述交流母线通过一个交流电源转换开关与交流进线电源相连接；所述交流母线和直流母线通过若干条并联的充电模块线路相连接，每一条充电模块线路均依次串联着充电模块和直流接触器；所述的直流母线还连接有蓄电池组；其特征在于：所述的直流母线与蓄电池组之间的连接线路上串联有一个直流电源转换开关，且所述的蓄电池组并联设置两组，分别为常用蓄电池组和紧急备用蓄电池组；在蓄电池组与直流电源转换开关的连接线路上还设有一个直流电源检测装置，所述的直流电源检测装置的两个检测线端分别连接在常用蓄电池组、紧急备用蓄电池组与直流电源转换开关之间的连接线路上，所述的直流电源检测装置的控制线端与直流电源转换开关相连。
2. 根据权利要求1所述的具有紧急备用电源的变电站直流电源系统，其特征在于：在交流进线电源与交流电源转换开关的连接线路上还设有一个交流电源检测装置，所述交流电源检测装置的检测线端连接在交流进线电源与交流电源转换开关之间的连接线路上，所述交流电源检测装置的控制线端与交流电源转换开关相连接。
3.根据权利要求1或2所述的具有紧急备用电源的变电站直流电源系统，其特征在于：所述的充电模块线路还设有电压监测装置，所述的电压监测装置的监测线端连接在充电模块与直流接触器之间的线路上，控制线端与直流接触器相连接。
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