CN203951255U - 一种直流电源双电双充装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流电源双电双充装置，包括第一充电装置和第二充电装置及与之相连的联络开关，所述第一充电装置包括第一进线电源互投、第一充电模块组、第一切换回路、第一降压模块、第一保护隔离回路、第一电池组、第一主控制器、第一控母输出端、第一合母输出端、第一电池巡检器和第一放电回路。本实用新型采用直流塑壳断路器与高频开关电源模块、双刀双掷开关、电压自动调节装置相互配合，灵活的按用户现场需要选择供电、检修、维护功能；解决常规设备操作复杂、成本高问题；采用这种方式直流供电灵活、可靠，从而保证直流负载运行的安全、可靠，同时材料成本较常规方案低。

Description

一种直流电源双电双充装置

技术领域

本实用新型涉及一种充电装置，尤其涉及一种直流电源双电双充装置。

背景技术

直流电源系统是发电厂、变电站和较为重要的工矿企业保证安全运行的一个重要组成部分，其可靠与否，直接关系到电力系统和工矿企业的安全。直流系统的接线方式与用户的重要程度、经常负荷的大小以及可能停电时间的长短有密切的关系。在直流电源系统中，常规的直流屏通常采用单组电池、充电模块的单母线分段系统，而对重要用户均采用具备双组蓄电池、双组充电模块的直流系统，通常采用单母线分段运行方式，每段母线分别采用独立的蓄电池组供电，并在两段直流母线之间设联络开关或刀闸，正常运行时该联络开关或刀闸应处于断开位置。

典型的双母线双电双充方案采用两组双投三极隔离开关和两组三极隔离开关在每组装置输出母线处切换，操作复杂、成本高。需要有一种更简单、可靠、灵活的接线方案，适应故障、检修、更换电池等多种情况下的接线方案。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种直流电源双电双充装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本实用新型包括第一充电装置和第二充电装置及与之相连的联络开关，所述第一充电装置包括第一进线电源互投、第一充电模块组、第一切换回路、第一降压模块、第一保护隔离回路、第一电池组、第一主控制器、第一控母输出端、第一合母输出端、第一电池巡检器和第一放电回路，所述第一电源进线互投分别与所述第一主控制器和所述第一充电模块组连接，所述第一电源进线互投上设置有第一电源进线端和第二电源进线端，所述第一充电模块组分别与所述第一切换回路和所述第一主控制器连接，所述第一切换回路分别与所述第一降压模块、所述第一保护隔离回路和所述第一电池组连接，所述第一降压模块分别与所述第一控母输出端的第一端、所述第一主控制器、所述第一控母输出端的第二端、所述第一合母输出端的第一端、所述第一保护隔离回路、所述第一电池组和所述第一电池巡检器连接，所述第一电池巡检器与所述第一电池组连接，所述第一保护隔离回路与所述第一合母输出端连接，所述第一电池组与所述第一放电回路连接；所述第二充电装置包括第二进线电源互投、第二充电模块组、第二切换回路、第二降压模块、第二保护隔离回路、第二电池组、第二主控制器、第二控母输出端、第二合母输出端、第二电池巡检器和第二放电回路，所述第二电源进线互投分别与所述第二主控制器和所述第二充电模块组连接，所述第二电源进线互投上设置有第三电源进线端和第四电源进线端，所述第二充电模块组分别与所述第二切换回路和所述第二主控制器连接，所述第二切换回路分别与所述第二降压模块、所述第二保护隔离回路和所述第二电池组连接，所述第二降压模块分别与所述第二控母输出端的第一端、所述第二主控制器、所述第二控母输出端的第二端、所述第二合母输出端的第一端、所述第二保护隔离回路、所述第二电池组和所述第二电池巡检器连接，所述第二电池巡检器与所述第二电池组连接，所述第二保护隔离回路与所述第二合母输出端连接，所述第二电池组与所述第二放电回路连接，所述第一合母输出端和所述第二合母输出端分别通过所述联络开关连接。

进一步，所述联络开关为直流塑壳断路器，所述第一充电模块组和所述第二充电模块组为高频开关电源模块，所述第一降压模块和所述第二降压模块为电压自动调节装置。

进一步，所述第一切换回路和所述第二切换回路内均安装有双投隔离开关。

进一步，所述双投隔离开关为双刀双掷开关。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型采用直流塑壳断路器与高频开关电源模块、双刀双掷开关、电压自动调节装置相互配合，灵活的按用户现场需要选择供电、检修、维护功能；解决常规设备操作复杂、成本高问题；采用这种方式直流供电灵活、可靠，从而保证直流负载运行的安全、可靠，同时材料成本较常规方案低。

附图说明

图1是本实用新型所述一种直流电源双电双充装置的连接结构示意图；

图2是本实用新型所述一种直流电源双电双充装置的进线电源互投电路示意图；

图3是本实用新型所述一种直流电源双电双充装置的双电双充互为备功能连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示：本实用新型包括第一充电装置1和第二充电装置2及与之相连的联络开关33，第一充电装置1包括第一进线电源互投13、第一充电模块组14、第一切换回路15、第一降压模块16、第一保护隔离回路17、第一电池组18、第一主控制器3、第一控母输出端4、第一合母输出端5、第一电池巡检器6和第一放电回路7，第一电源进线互投13分别与第一主控制器3和第一充电模块组14连接，第一电源进线互投13上设置有第一电源进线端111和第二电源进线端112，第一充电模块组14分别与第一切换回路15和第一主控制器3连接，第一切换回路15分别与第一降压模块16、第一保护隔离回路17和第一电池组18连接，第一降压模块16分别与第一控母输出端4的第一端、第一主控制器3、第一控母输出端4的第二端、第一合母输出端5的第一端、第一保护隔离回路17、第一电池组18和第一电池巡检器6连接，第一电池巡检器6与第一电池组18连接，第一保护隔离回路17与第一合母输出端5连接，第一电池组18与第一放电回路7连接；第二充电装置2包括第二进线电源互投23、第二充电模块组24、第二切换回路25、第二降压模块26、第二保护隔离回路27、第二电池组28、第二主控制器41、第二控母输出端42、第二合母输出端43、第二电池巡检器44和第二放电回路45，第二电源进线互投23分别与第二主控制器41和第二充电模块组24连接，第二电源进线互投23上设置有第三电源进线端211和第四电源进线端212，第二充电模块组24分别与第二切换回路25和第二主控制器41连接，第二切换回路25分别与第二降压模块26、第二保护隔离回路27和第二电池组28连接，第二降压模块26分别与第二控母输出端42的第一端、第二主控制器41、第二控母输出端42的第二端、第二合母输出端43的第一端、第二保护隔离回路27、第二电池组28和第二电池巡检器44连接，第二电池巡检器44与第二电池组28连接，第二保护隔离回路27与第二合母输出端43连接，第二电池组28与第二放电回路45连接，第一合母输出端5和第二合母输出端43分别通过联络开关33连接，联络开关33为直流塑壳断路器，第一充电模块组14和第二充电模块24组为高频开关电源模块，第一降压模块16和第二降压模块26为电压自动调节装置。

如图2所示，第一进线电源互投回路13和第二进线电源互投回路14，第一充电装置1的进线电源为第一电源进线端111和第二电源进线端112，第二充电装置2的进线电源为第三电源进线端211和第四电源进线端212。第一电源进线端111和第二电源进线端112分别通过第一进线开关QF1和第二进线开关QF2后分别经第一主接触器KM1和第二主接触器KM2后给主交流总开关KZ，第一接触器KM1和第二接触器KM2分别通过串联第一交流监控单元PM1和第二交流监控单元PM2的进线投切控制点进行控制，可采用自动、第一强制电源投入和第二强制电源投入三种灵活的选择方式工作。

第一充电模块组14和第二充电模块组24，选用先进的直流电源配套用高频开关电源模块作为充电模块。高频开关电源技术，是根据国内电力系统的要求来开发、生产的高频开关电源模块。单个模块既可单机工作完成各种基本功能，又可和N个模块并联后组合工作。模块组通过一个模拟量接口与微机连接，使整个系统可实现四遥功能。模块还能通过开关量切换均、浮充电压，满足蓄电池组的充电和浮充电要求。模块本身为长期连续工作制，具有稳压、稳流及限流性能，具有自动和手动浮充电、均衡充电和稳流、限流充电等功能。还具备输出过流、过压保护、短路保护、过温保护等完善的保护功能，保证模块或模块组独立运行和微机监控下系统的安全、稳定。

如图3所示，第一充电装置1和第二充电装置2的第一充电模块组14和第二充电模块组24与第一电池组18和第二电池组28之间分别设置两极双投开关S，见附图3双电双充互为备功能连接示意图。双刀双掷开关S其实是两个单刀双掷开关并列而成，其接线方式与每个单刀双掷完全一样，其两个刀通过一个绝缘塑料相连，然后共用一个手柄。双刀双掷开关投切位置不同，将有不同的作用。原理见附图3，图上所示双刀双掷开关位置为正常情况下工作位置，即第一充电模块组14和第二充电模块组24正常工作，第一电池组18和第二电池组28在充电位置，控母合母正常输出。此时如将第一负荷隔离开关GL1和第二负荷隔离开关GL2分断，输出负载由第一充电模块组14或第二充电模块组24供电给控母合母正常输出，能保证输出正常，同时可以进行第一电池组18和第二电池组28及相关巡检单元、监视等回路的检修、维护。将双刀双掷开关打到另一位置时，第一电池组18和第二电池组28在充电位置，控母合母正常输出，此时如将联络断路器33合闸、第一负荷隔离开关GL1和第二负荷隔离开关GL2分断，输出负载可由第一充电装置1和第二充电装置2合母输出经第一降压模块16或第二降压模块26输出至控母，能保证合闸母线、控制母线输出正常。同时可进行单套装置的进线电源与隔离开关之间所有元器件检修、维护，而不会影响输出负载的工作。

第一降压模块16和第二降压模块26选择电压自动调节装置作为降压模块，用于手动或自动调节直流电源控制母线的电压。使输出电压处于：额定电压±0.5倍的″硅链每组最大压降″范围内。采用手动、自动两种工作方式，工作在“自动”状态时，控制器检测母线电压，并与设定值比较，当母线电压高于(低于)设定值的上限(下限)时，控制器发出信号，驱动执行继电器，通过执行继电器的分断或闭合，改变稳压硅链的降压值，确保母线电压值在规定的范围内。

第一保护隔离回路17和第二保护隔离回路27，电池组输出采用快速熔断器保护，增加负荷隔离开关以保证回路切换的灵活性。第一充电装置1与第二充电装置装置2之间联络开关，采用直流断路器，保证回路的可靠切换。

第一充电装置1与第二充电装置2均设独立的监控系统，第一主控制器和第二主控制器选择触摸屏操作，汉字菜单显示，监控采用模块化积木式结构，多CPU分布式控制，内部通过RS485总线连接，配置电池巡检和绝缘选线，主监控提供RS232/RS485接口，内置RTU、CDT、MODBUS三种通讯协议，可与电站自动化系统连接。单套装置的监控主要配置如下：两路交流电压输入、接触器状态检测、电源切换接入交流监控单元，母线电压输入、电池及控母电流、输入电流传感器电源接入直流监控单元，开关状态接入开关量监控单元，馈出各支路传感器信号接入绝缘监控单元，单节电池信号及整组电池电压信号接入电池巡检单元，配用的温度传感器用于监测电池体表温度或电池安装环境温度，提供的温度测量信号接入电池巡检单元。以上各单元通过RS485串行接口将检测的信息传送给主监控，作为主监控管理电源系统和处理故障告警的依据。系统中的各监控单元受主监控的管理和控制，通过通讯线将各监控单元采集的信息送给主监控统一管理。主监控显示直流系统各种信息，用户也可触摸显示屏查询信息及操作，系统信息还可以接入到远程监控系统。

此双电双充的设计方案，采用高频开关电源技术、模块化设计、N+1热备份，电压输入范围宽，电网适应性强，充电模块可带电插拔，维护方便快捷，有可靠的防雷及电气绝缘防护措施，确保系统和人身安全，采用大屏幕触摸屏，点阵液晶显示，CCFL背光，实现全汉化实时显示及操作。可通过点击触摸屏进行系统参数查询、设置，人机界面友好，操作简单方便，监控系统可自动完成对电池电压、充放电电流及温度补偿的精确管理，确保电池工作在最佳状态，延长电池使用寿命，采用以微处理器为核心的集散式监控系统，模块化设计，实施对电源系统全方位的监测、控制及电源系统的“四遥”，实现无人值守。实时监测蓄电池端电压、充放电电流，精确控制蓄电池的均充和浮充，具有电池过欠压告警、电池过温告警及过充保护等功能，系统具有对蓄电池温度补偿的管理功能。实现双组电池双组充电装置独立充电管理、互为备用、检修及维护方案灵活可靠功能。

采用直流塑壳断路器33与高频开关电源模块、双刀双掷开关S、电压自动调节装置相互配合，灵活的按用户现场需要选择供电、检修、维护功能；经过多次试验，应用于多个用户，特别是220kV或66kV变电站直流电源供电中，解决常规设备操作复杂、成本高问题；采用这种方式直流供电灵活、可靠，从而保证直流负载运行的安全、可靠，同时材料成本较常规方案低。

本领域技术人员不脱离本实用新型的实质和精神，可以有多种变形方案实现本实用新型，以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。

Claims (4)

1.一种直流电源双电双充装置，其特征在于：包括第一充电装置和第二充电装置及与之相连的联络开关，所述第一充电装置包括第一进线电源互投、第一充电模块组、第一切换回路、第一降压模块、第一保护隔离回路、第一电池组、第一主控制器、第一控母输出端、第一合母输出端、第一电池巡检器和第一放电回路，所述第一电源进线互投分别与所述第一主控制器和所述第一充电模块组连接，所述第一电源进线互投上设置有第一电源进线端和第二电源进线端，所述第一充电模块组分别与所述第一切换回路和所述第一主控制器连接，所述第一切换回路分别与所述第一降压模块、所述第一保护隔离回路和所述第一电池组连接，所述第一降压模块分别与所述第一控母输出端的第一端、所述第一主控制器、所述第一控母输出端的第二端、所述第一合母输出端的第一端、所述第一保护隔离回路、所述第一电池组和所述第一电池巡检器连接，所述第一电池巡检器与所述第一电池组连接，所述第一保护隔离回路与所述第一合母输出端连接，所述第一电池组与所述第一放电回路连接；所述第二充电装置包括第二进线电源互投、第二充电模块组、第二切换回路、第二降压模块、第二保护隔离回路、第二电池组、第二主控制器、第二控母输出端、第二合母输出端、第二电池巡检器和第二放电回路，所述第二电源进线互投分别与所述第二主控制器和所述第二充电模块组连接，所述第二电源进线互投上设置有第三电源进线端和第四电源进线端，所述第二充电模块组分别与所述第二切换回路和所述第二主控制器连接，所述第二切换回路分别与所述第二降压模块、所述第二保护隔离回路和所述第二电池组连接，所述第二降压模块分别与所述第二控母输出端的第一端、所述第二主控制器、所述第二控母输出端的第二端、所述第二合母输出端的第一端、所述第二保护隔离回路、所述第二电池组和所述第二电池巡检器连接，所述第二电池巡检器与所述第二电池组连接，所述第二保护隔离回路与所述第二合母输出端连接，所述第二电池组与所述第二放电回路连接，所述第一合母输出端和所述第二合母输出端分别通过所述联络开关连接。

2.根据权利要求1所述的一种直流电源双电双充装置，其特征在于：所述联络开关为直流塑壳断路器，所述第一充电模块组和所述第二充电模块组为高频开关电源模块，所述第一降压模块和所述第二降压模块为电压自动调节装置。

3.根据权利要求1所述的一种直流电源双电双充装置，其特征在于：所述第一切换回路和所述第二切换回路内均安装有双投隔离开关。

4.根据权利要求3所述的一种直流电源双电双充装置，其特征在于：所述双投隔离开关为双刀双掷开关。