CN204258432U - 用于电力系统直流屏的超级电容模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于电力系统直流屏的超级电容模组，属于能量储存装置领域。超级电容模组包括多个串联或并联的分模组，分模组包括多个串联的超级电容单体、公共地接线端子、输入接线端子、输出接线端子、主动平衡式电压均衡电路和恒流充电电路；所述分模组的公共地接线端子、输入接线端子、输出接线端子、主动平衡式电压均衡电路、恒流充电电路和超级电容单体的负极焊接在同一印制板上；印制板安装在电气柜的抽屉中。本实用新型具有高容量、高功率输出、高充放电循环寿命、高可靠性、稳定性强及绿色环保的优点；而且可利用模组的不同组合构成不同直流屏，可满足不同用户需求，使用维护简单方便。

Description

用于电力系统直流屏的超级电容模组

技术领域

本实用新型涉及一种能量储存装置，具体涉及一种用于电力系统直流屏的超级电容模组。

背景技术

发电厂和变电站中的电力操作电源现今采用的都是直流电源，它为控制负荷和动力负荷以及直流事故照明负荷等提供电源，是当代电力系统控制、保护的基础，因此，直流屏是变电站设备重中之重，其性能好坏直接影响变电站的安全运行。

如果直流系统产生故障，将导致工厂停车、停电、电力系统解列等设备事故。在过去，直流屏无论采用镉镍蓄电池、密封铅酸蓄电池还是电解电容组储能直流电瓶都存在一些问题，比如维护量大，安全可靠性差，寿命短(3～5年)，产生环保问题等。

发明内容

为了克服现有直流屏安全可靠性差及寿命短等缺点,本实用新型提供一种用于电力系统直流屏的超级电容模组，其具有高容量、高功率输出、高充放电循环寿命、高可靠性及绿色环保的优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

超级电容模组包括多个串联或并联的分模组，所述分模组包括多个串联的超级电容单体、公共地接线端子、输入接线端子、输出接线端子、主动平衡式电压均衡电路和恒流充电电路；所述分模组的公共地接线端子、输入接线端子、输出接线端子、主动平衡式电压均衡电路、恒流充电电路和超级电容单体的负极焊接在同一印制板上；所述主动平衡式电压均衡电路和恒流充电电路均与分模组的输入接线端子连接；所述印制板安装在电气柜的抽屉中。

所述超级电容模组由3～6个相同的分模组并联而成，每个分模组由56只超级电容单体串联而成。

所述抽屉外设有三个接线柱分别与公共地接线端子、输入接线端子、输出接线端子连接。

所述恒流充电电路的电流为1A。

所述分模组的输出电压为140～150V，输出电流为8～10A。

所述分模组的输出端采用大功率管并联输出。

进一步地，所述大功率管上设有散热器。

所述分模组的输出端连接有电压表和指示灯。

超级电容是新出现的储能的特种电容，其具有高容量、高功率输出、高充放电循环寿命、高可靠性、稳定性强及绿色环保等优点，是一种理想的大功率物理电源。本实用新型具有以下优点：

(1)每个分模组只有三个接线端子(公共地、输入+、输出+)与外电路联接，独立性强，使用维护简单方便。

(2)主模组中含有分模组，利用模组的不同组合构成不同直流屏，来满足不同用户需求，十分实用方便。

(3)本实用新型超级电容直流屏在电网正常的情况下模组充满电，电网掉电时超级电容快速放电，输出高功率脉冲，迫使断路器开关快速动作，减少事故时间，堵截新事故的产生，工作非常可靠，同时超容还可短时提供其他供电。

(4)使用本实用新型超级电容设计的分模组三组组成的一个标准直流屏机柜模拟工场实际情况，对装置进行经常性负载和开合闸实验，以及对模组的充电和自放电肘间进行测试，实验数据表明电网断电后直流展可以维持20～30分钟的分合闸能；装置完全断开负载后可维持有效电压3天以上。

附图说明

图1是本实用新型分模组印制板的主视图。

图2是本实用新型分模组抽屉的俯视图。

图3是本实用新型分模组抽屉的主视图。

图4是本实用新型电气柜的主视图。

图5是本实用新型模组的接线方式。

其中，1-超级电容单体，2-印制板，3-抽屉，4-接线柱，5-指示灯，6-电气柜。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

超级电容模组是为电站设计的新型直流屏的主体。本实施例为适用电站的不同需求，采用的超级电容模组包括3～6个相同的独立的分模组并联，这些分模组电路的构成和功能完全一样。如图1所示，每个分模组由56只2.7V的400F的超级电容单体1串联而成，每个分模组的公共地接线端子、输入接线端子、输出接线端子、主动平衡式电压均衡电路、恒流充电电路和超级电容单体1的负极焊接在同一印制板2上，主动平衡式电压均衡电路和恒流充电电路均与分模组的输入接线端子连接；装配焊接整齐，调试方便。

为了使模组工作更稳定更可靠，寿命更长，电路采取以下措施：

a)每个超级电容单体1有一个主动平衡式电压均衡电路，控制超级电容单体1电容电压不超过2.7V。

b)每个分模组输入端引入恒流充电电路(1A)，确保超容恒流充电，延长电容工作寿命。

c)每个分模组的输出端采用4个大功率管并联输出，使得输出更加可靠。另外，在大功率管还可以设有散热器散热，进一步延长功率管的使用寿命。

d)每个分模组有一个指示灯5和一个电压表共同监视模组的电压。

如图2、图3所示，印制板2上的分模组元器件安装在一个抽屉3内，抽屉3外设有3个接线柱4分别与公共地接线端子、输入接线端子、输出接线端子连接。所以分模组基本独立，使用维护非常简单方便。

如图4所示，在结构设计时，每个分模组的元器件和超级电容单体1的负极焊接在同一印制板2上，印制板2组件用螺丝固定在抽屉3中，抽屉3插入电气柜6就是用户所需要的直流屏。超级电容模组中有分模组，即模组中含有分模组，用分模组的不同组合来满足用户需求，构成不同直流屏，非常方便，实用，这样整体设计既简单又有特色、既方便又可以标准化。

如图5所示，超级电容模组的接线方式是其输入端通过充电器充电正极输入，多个超级电容模组并联，最后输出到直流母线或者直流负载。

本实用新型的每个分模组工作电压140～150V，工作电流8～10A，根据工场需求可将相同独立的分模组进行串联或并联组合，扩展也十分方便。例如，工场140～150V要求输出电流30～40A，可采用4个分模组并联，即插入四个抽屉3就可以使用，灵活方便。

Claims (8)

1.用于电力系统直流屏的超级电容模组，其特征在于，超级电容模组包括多个串联或并联的分模组，所述分模组包括多个串联的超级电容单体、公共地接线端子、输入接线端子、输出接线端子、主动平衡式电压均衡电路和恒流充电电路；所述分模组的公共地接线端子、输入接线端子、输出接线端子、主动平衡式电压均衡电路、恒流充电电路和超级电容单体的负极焊接在同一印制板上；所述主动平衡式电压均衡电路和恒流充电电路均与分模组的输入接线端子连接；所述印制板安装在电气柜的抽屉中。

2.如权利要求1所述的用于电力系统直流屏的超级电容模组，其特征在于，所述超级电容模组由3～6个相同的分模组并联而成，每个分模组由56只超级电容单体串联而成。

3.如权利要求1所述的用于电力系统直流屏的超级电容模组，其特征在于，所述抽屉外设有三个接线柱分别与公共地接线端子、输入接线端子、输出接线端子连接。

4.如权利要求1所述的用于电力系统直流屏的超级电容模组，其特征在于，所述恒流充电电路的电流为1A。

5.如权利要求1所述的用于电力系统直流屏的超级电容模组，其特征在于，所述分模组的输出电压为140～150V，输出电流为8～10A。

6.如权利要求1所述的用于电力系统直流屏的超级电容模组，其特征在于，所述分模组的输出端采用大功率管并联输出。

7.如权利要求6所述的用于电力系统直流屏的超级电容模组，其特征在于，所述大功率管上设有散热器。

8.如权利要求1至7之一所述的用于电力系统直流屏的超级电容模组，其特征在于，所述分模组的输出端连接有电压表和指示灯。