CN203995881U - 一种电源车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源车，包括舱体，该舱体包括：相互隔离的前舱和后舱，其中，该前舱为靠近车头的舱体，该后舱为靠近车尾的舱体：在为施工工程进行供电的主用电源与该备用电源之间进行切换的固态切换开关SSTS，设置于该前舱中，用于连接该主用电源和该备用电源。采用本实用新型提供的上述技术方案，解决了相关技术中主备供电切换方案所需配套设备较为复杂，不能满足保电场所的大容量以及毫秒级切换要求的问题。

Description

一种电源车

技术领域

本实用新型涉及电力应急领域，具体而言，涉及一种电源车。

背景技术

应急电源车是将发电机组安装在汽车上，移动作业的新型特种车辆。主要特点是有较强的机动性、适应性，适用于抢险应急供电或偏远地区施工、作业供电。适合在人口稠密地区或对环境噪音有严格要求的场所使用。此类电站车移动性好、适应性强、供电迅速，在电力抢修、影视制作、市政工程施工、紧急救险中得到广泛使用。

随着社会的发展，用电设施及设备急剧增加，其对供电要求一再提高，一些重要场所已采用两路或多路供电。为了满足重要场所及重大政治活动高规格保电要求，保障重要负荷的高可靠性、高安全性供电，电力公司经常采用发电车为用户提供后备供电保障。发电车输出端通过ATS机构与用户端的市电并联，在市电因故中断后自动投切供电。

可是随着电子技术、计算机网络、信息处理技术的飞速发展，目前在通讯系统、信息处理系统、自动控制系统、以及航空、航天、气象、金融等许多部门普遍应用了计算机，尤其是供电系统及其调度自动化，在整个供电保障与调度生产中起着举足轻重的作用。但是，这些重要的电子设备(如计算机、通信设备)，对供电质量的要求越来越高：要求供电切换不中断。

目前具有两路供电的用户大部分采用ATS自动转换机构，实现供电的持续。发电车输出端通过ATS机构与用户端的市电并联，在市电因故中断后自动投切供电。

不间断电源(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply，简称为UPS)电源车系统可实现重要用户的不间断供电。UPS电源车一般包括储能、电力变换等装置。当市电因故障停电时，UPS电源车可自动投入使用，为用户提供不中断的电力保障。

ATS机构切换时间为秒极单位，两路电源的投切时间约为1至3秒。ATS自动转换机构切换时将造成供电短时间中断。现象为用户端设备如：服务器、电脑等设备停机，金属卤化灯熄灭等多种问题。若出现以上现象，将对重要单位及部门的生产、生活造成重大影响。

UPS电源车所需配套设备较为复杂、多样。而特种保障车基本为一体车结构，这一限制决定无法将大功率UPS主机装车改装。现有UPS电源车为300KVA至500KVA容量，其很难满足一些保电场所的大容量要求。

针对相关技术中主备供电切换方案所需配套设备较为复杂，不能满足保电场所的大容量以及毫秒级切换要求的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本实用新型提供了一种电源车，解决了相关技术中主备供电切换方案所需配套设备较为复杂，不能满足保电场所的大容量以及毫秒级切换要求的问题。

本实用新型中的电源车，包括舱体，所述舱体包括：相互隔离的前舱和后舱，其中，所述前舱为靠近车头的舱体，所述后舱为靠近车尾的舱体：

在为施工工程进行供电的主用电源与所述备用电源之间进行切换的固态切换开关(SolidState Transfer Switch，简称为SSTS)，设置于所述前舱中，用于连接所述主用电源和所述备用电源。

优选地，还包括：所述SSTS的配电系统，与所述SSTS相对设置，设置于所述前舱中。

优选地，所述配电系统上设置有至少3个空气断路器。

优选地，所述前舱内还设置有空调和/或排风系统。

优选地，所述前舱的侧面设置有舱门。

优选地，所述后舱内部还设置有电缆盘，所述SSTS经由所述电缆盘中的电缆与所述主用电源和所述备用电源连接。

优选地，所述后舱顶部设置有照明灯和应急灯。

优选地，在所述后舱的后部设置舱门。

优选地，还包括：用于在所述电源车处于静止状态时，支撑所述舱体的电动液压支撑腿组件。

优选地，用于连接所述主用电源和所述备用电源的电源接口设置在所述前舱一侧或车厢裙板处。

通过本实用新型，将SSTS固态切换开关装置应用到电源车上，SSTS用于连接主用电源和备用电源，通过SSTS完成主用电源与该备用电源之间的毫秒级切换，解决了相关技术中主备供电切换方案所需配套设备较为复杂，不能满足保电场所的大容量以及毫秒级切换要求的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电源车的结构框图一；

图2是本实用新型实施例的电源车的结构框图二；

图3是本实用新型实施例的电源车的具体结构框图一；

图4为本实用新型实施例的电源车的具体结构框图二；

图5为本实用新型实施例的电源车的具体结构框图三；

图6为本实用新型实施例的SSTS电源车的工作原理示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实施例中的电源车，图1为本实用新型的电源车的结构框图一，如图1所示，该电源车包括舱体1，该舱体1包括：相互隔离的前舱12和后舱14，其中，该前舱12为靠近车头的舱体，该后舱14为靠近车尾的舱体：在为施工工程进行供电的主用电源与该备用电源之间进行切换的SSTS16，设置于该前舱12中，用于连接该主用电源和该备用电源。在具体应用过程中：

本实施例中的SSTS16为电源二选一自动切换系统，正常工作状态下，在主用电源处于正常的电压范围内，负载一直连接于主用电源。在主电源发生故障时，负载自动切换到备用电源，主用电源恢复正常后，负载又自动切换到主电源。SSTS16采用先断后通(Break beforeMake)的切换方式，可以实现不同输入电源之间的不间断切换，为单电源负载提供双母线供电，如：非并联UPS系统的n+1冗余、不同容量UPS系统的n+1冗余、不同型号UPS系统的n+1冗余、不同市电的冗余、市电与发电机的冗余。

SSTS16主要由智能控制板，高速可控硅，断路器构成。其标准切换时间为≤8ms，不会造成IT类负载断电。既对负载可靠供电，同时又能保证SSTS在不同相切换时的安全性。SSTS16的基本应用包括电力工业的自动化系统，石化工业的电源系统，计算机和远程通讯中心，大楼的自动化和安全系统，以及其他对电源中断敏感的设备。

常见电源故障包括电源故障和配电系统故障，其中，电源故障包括主要供电系统崩溃，UPS输出故障，配电系统故障，误操作；电源干扰包括某一负载故障干扰其他用户，某一负载短路引起供电系统短路保护。

SSTS16的交流输入电源采用双路供电，两路交流输入电源进入SSTS16，SSTS16自动选择或人工选择一路电源作为主选输出。主选交流电源出现故障或质量下降超过预定值时，SSTS16在最短时间内(典型值5毫秒)切换到备用交流电源供电，保证市电输出的不间断。为关键负载提供安全的供电环境，保障负载得到完备的保护，高速且无间断的转换，排除所有电源无法预见的故障。

SSTS16的转换模式包括手动转换和自动转换，其中，自动转换包括电压检测转换、系统转换和外部触发转换。

实现同步切换功能时，当双输入电源的相位差小于±15°时，可实现0ms切换；实现不同步切换功能时，当双输入电源的相位差大于±15°时，其切换为4ms-20ms。此时能保证绝大部分敏感负载的正常运行。

在本实施例的一个优选实施方式中，如图2所示，该电源车还包括：SSTS16的配电系统18，与SSTS16相对设置，设置于前舱12中。

优选地，配电系统18上设置有至少3个空气断路器，用于保护SSTS装置，防止故障电流流过SSTS装置。(图中未示出)。

为了保证相关设备的正常运行，前舱12内还设置有空调和/或排风系统，这样可以保证相关设备工作在温度相对稳定的工作环境下。

本实施例中，为便于维护，如图3所示，前舱12的侧面设置有舱门32。

如图4所示，后舱内部还设置有电缆盘42，SSTS16经由电缆盘42中的电缆与主用电源和备用电源连接。

为便于工作人员进行操作或维护，后舱14顶部设置有照明灯和应急灯(图中未示出)。

为便于维护，如图5所示，在后舱14的后部设置舱门52。

在本实施例的一个优选实施过程中，为了缓解底盘长期负载，该电源车还设置了用于在该电源车处于静止状态时，支撑该舱体的电动液压支撑腿组件,设置于底盘上。

优选地，用于连接主用电源和备用电源的电源接口(图中未示出)设置在前舱12一侧或车厢裙板处。

下面结合优选实施例进行说明，以下优选实施例结合了上述实施例及其优选实施方式。

本实用新型实施例中的装有SSTS的电源车，该电源车实现了一种大容量不间断供电保障的新模式。首先，该电源车解决了传统两路或多路供电切换过程中有中断的问题。其次，同现有UPS一体电源车相比，该电源车可以满足更大容量重要用户的需求。最后，该电源车电站车移动性好、适应性强、供电迅速，可在电力抢修、影视制作、市政工程施工、紧急救险中得到广泛使用。

从路况条件、工作中使用方便、车辆日常维护保养等方面考虑，图5所示，本实用新型中的电源车选用五十铃货运车底盘，该底盘上配套安装一体式舱体，其具体为方舱，方舱通过一个密封隔断将其分为前舱12-设备舱，后舱14-电缆舱。下面对该电源车的结构进行详细说明。

设备舱前部为SSTS16的配电系统18，设计为整体配电柜形式，内置3只1600A的空气断路器(电动操作)，(配电柜尺寸：W*D*H:2400*800*1000(mm))；配电柜上部为应急抢修工器具箱。配电柜对面为SSTS16主机，两者相隔为1米，此空间用于设备操作与维护维修。SSTS16主机具备三面靠墙安装方式。设备舱安装两台顶置空调，单台制冷功率约为3.5KW，当SSTS16进行工作时，可以通过空调进行降温，以保证SSTS16的正常工作。考虑到特殊因素，前舱12内还加装有强排风系统：温控交流风机1台，当车厢内的温度过高时可通过强排以缓解车厢内的温度，使空气进行流动，降低车厢内的温度。设备舱一侧设有舱门，开启角度为180°，侧门处设置挂梯一套，便于人员上下车操作设备及取用应急工具。舱内顶部安装AC220V照明灯和DC24V应急灯。电源接口可根据设计要求安装在舱右侧或车厢裙板处，设置上翻门。

后舱14主要作为电缆仓，两边等距安装电缆盘42，45个；后舱14为电缆放置区，供工作人员收放电缆。电缆盘42采用DC24V电驱动。电缆舱顶部安装AC220V照明灯和DC24V应急灯。舱后部为双开后门，开启角度270°。后门下安装抽拉梯1套，方便人员进出。

舱内配电柜与SSTS16主机之间选用机车专用软缆连接，软缆上部整体铺设工作台面，既可以保护电缆，也有安全防护作用，同时达到了舱内整体、美观。电缆选用现今电力公司常用的机车专用软缆，电缆截面积为150毫米。单根最小载流量为523A(接触)，为满足1500A容量的要求每相输入、输出电源用3根电缆。应急保障现场根据用户用电容量需求可方便地使用不同数量的输入电缆，同时输出电缆敷设至不同的用户端配电柜。

本实用新型实施例中的电源车为两路输入、一路输出，为方便工作时输入、输出电缆连接，考虑采用电力公司通用的瑞士生产快速连接器，以便于现有应急保电设备配套使用。根据SSTS16主机输入输出电流技术要求，同时参照快速连接器的电流技术指标，共需选用45套座式快速连接器及45套直连式快速连接器。座式快速连接器分为SSTS16输入、输出两部分别布置安装在方舱前部左右下面的方箱内，分别为SSTS16两路输入30套、SSTS16输出15套。快速连接器通过专用软缆与设备舱内部的配电柜连接。

本实用新型实施例的车辆选用五十铃货运车底盘，上面配套安装一体式方舱。承载车发动机的排放必须符合国家环保排放标准要求，尾气排放量达到国Ⅳ以上标准。总体改装的车辆符合“应急电源车”相关国标要求。车头处安装工程抢险车专用黄色警示灯。同时为缓解底盘车长期负载，配备电动液压支撑腿系统，支承腿采用液压驱动，可集中控制及无线遥控。

图6为本实用新型实施例的SSTS电源车的工作原理示意图，如图6所示，SSTS16与市电1和市电2连接，在市电1和市电2之间进行切换，输出端与用电用户相连，确保为用电用户不间断供电。根据保电现场供电情况确认发电机短接跳线连接与否，从而避免发电机噪音污染。

本实用新型实施例的SSTS电源车可用两路独立电源(市电或发电车)作为输入，输出接入电力用户。通过控制SSTS16，两路独立电源可在毫秒级的时间内完成切换，从而实现用户的不中断供电。而同现有UPS电源车相比，SSTS电源车可满足大容量重要用户的需求。

另外，SSTS电源车可与现有UPS电源车、发电车配合使用，对重要用户可形成三路或多路供电，从而提高保电可靠性。既先为SSTS电源车提供两路市电输入，输出作为UPS电源车一路输入，另一路输入由发电车提供，实现三路供电不间断切换的高可靠性保电。车内装载配套电缆，使用便捷，也可作为配套车使用。由于需重新购买车辆底盘，从新生产改装方舱，方案整体造价对比改造车费用相对较高。

本实用新型实施例为全新专用设计，结构美观、设备布局合理，操作空间宽敞。方舱可安装两台顶置专用空调，完全满足电源对空间环境温度要求。设备为单独方舱一体化车，对其它设备不产生干扰、影响。

下面通过实验的方式验证本实施例所达到的技术效果。

针对以下负荷类型进行实验：阻性模拟负载，感性模拟负载，金属卤化灯(1000W)，钠灯(1000W)，钠灯(400W)。

SSTS电源车的两路输入分别市电和电源车，在两路电源不同相位差的情况下进行切换。记录试验波形及负载工作情况。

从市电切换到电源车时，如果两路电源相位相差较小(约为0°)，切换过程中，1000W金属卤化物灯、1000W钠灯持续运行，未观察到闪烁现象。400W钠灯闪烁，未灭。两电源相位相差约45°，切换过程中，1000W金属卤化物灯、1000W钠灯、400W钠均观察到闪烁现象，未灭。两电源相位相差约180°，切换过程中，1000W金属卤化物灯、1000W钠灯观察到闪烁现象，未灭。400W钠熄灭。

实验结果：从电源车切换到市电：切换前将电源车相位调整到与市电相同，然后切换，切换过程中1000W金属卤化物灯、1000W钠灯、400W钠均观察到闪烁现象，未灭。

从实验数据还可以得出以下结论：未配置同期装置的电源车供电频率不稳定，相位存在时时移动情况；切换过程发生时刻，若电源车发电与市电电源相位差很小，则能保证SSTS切换时间小于等于5ms的切换性能；切换一定次数后，敏感负荷的敏感程度增强。

综上所述，本实用新型实施例实现了以下有益效果：利用SSTS将两路电源及其相关的负载进行完全分离，确保冗余供电，确保负载得到高质量和高可靠性的电力供应，确保同一供电系统上的负载不会产生相互干扰，将负载分离开来避免相互干扰或故障的扩散，在手动操作时防止误操作，对UPS系统实现真正的在线维护，运用现有的资源提高负载供电的冗余性。因此，SSTS改善了给敏感负载系统供电的可用性、可维护性和可增容性，同时便于操作和运行。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电源车，包括舱体，其特征在于，所述舱体包括：相互隔离的前舱和后舱，其中，所述前舱为靠近车头的舱体，所述后舱为靠近车尾的舱体：

在为施工工程进行供电的主用电源与备用电源之间进行切换的固态切换开关SSTS，设置于所述前舱中，用于连接所述主用电源和所述备用电源。

2.根据权利要求1所述的电源车，其特征在于，还包括：

所述SSTS的配电系统，与所述SSTS相对设置，设置于所述前舱中。

3.根据权利要求2所述的电源车，其特征在于，所述配电系统上设置有至少3个空气断路器。

4.根据权利要求1所述的电源车，其特征在于，所述前舱内还设置有空调和/或排风系统。

5.根据权利要求1所述的电源车，其特征在于，所述前舱的侧面设置有舱门。

6.根据权利要求1所述的电源车，其特征在于，所述后舱内部还设置有电缆盘，所述SSTS经由所述电缆盘中的电缆与所述主用电源和所述备用电源连接。

7.根据权利要求1所述的电源车，其特征在于，所述后舱顶部设置有照明灯和应急灯。

8.根据权利要求1所述的电源车，其特征在于，在所述后舱的后部设置有舱门。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电源车，其特征在于，还包括：用于在所述电源车处于静止状态时，支撑所述舱体的电动液压支撑腿组件。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的电源车，其特征在于，用于连接所述主用电源和所述备用电源的电源接口设置在所述前舱一侧或车厢裙板处。