CN204559211U - 分布式智能微型直流操作电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分布式智能微型直流操作电源，包括主箱体和电池箱，主箱体内设置有充电模块，主箱体上设置有工作状态指示灯、开关按钮和输入输出接线端子，电池箱内安装有电池组，充电模块包括CPU智能控制模块、与CPU智能控制模块分别连接的整流滤波模块、AC/DC电源模块、DC/DC电源模块、电池管理模块、显示模块、接口模块和报警模块，输入的交流电经整流滤波模块滤波整流、AC/DC电源模块转换，经CPU智能控制模块和电池管理模块的调节，对电池组进行充电，同时电池组经CPU智能控制模块的调节、DC/DC电源模块转换输出直流电。本实用新型体积小，为用户二次维护节约了成本，为电网节约了能源。

Description

分布式智能微型直流操作电源

技术领域

本实用新型涉及工业直流电源技术领域,尤其涉及一种能够替代传统直流屏的分布式智能微型直流操作电源。

背景技术

随着经济和技术的快速发展,对电力供电提出了更高的要求,新型自动化配网设备逐步投入应用:储能式电动分合闸、微机继电保护、网络化远程监控等，这些设备的可靠供电是系统安全运行的前提条件。针对电力系统高可靠和高性能要求而设计的直流操作电源是新一代的直流电源设备，主要应用于小型开关站和用户终端，为二次控制线路（如微机保护等智能终端及指示灯、模拟指示器等）提供可靠的不间断工作电源，避免交流失电时导致微机保护失去保护作用，解决因操作过程电压及谐波等因素使UPS失效从而导致微机保护失效的问题，同时还可为符合直流操作电源功率要求的一次开关设备（弹簧机构真空断路器、永磁机构真空断路器、电动负荷开关等）提供直流操作电源。

直流操作电源具有市电输入和PT输入两种方式，输出方式从DC24V至DC220V各种规格，可以满足各种使用场合。

长久以来，高低压电气设备的分合闸、保护装置、应急照明都是靠直流屏系统来完成的，使得行业内一用到直流系统就使用直流屏，常用规格有20AH,40AH,65AH 直流屏。但是实际上在一些负载并不大，二次保护装置数量少的地方使用直流屏存在资源浪费的现象，而且直流屏体积大，充电模块、蓄电池维护成本比较高，拆卸安装以及接线都比较费事，更换维护的成本对于用户也是一笔很大的开支。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服已有技术中的不足之处，提供一种分布式智能微型直流操作电源，主要应用于配电自动化终端设备，如35KV及以下小型开关站、开闭所、柱上开关、环网柜、箱式变电站和用户终端，为一次开关设备(弹簧机构真空断路器、永磁机构真空断路器、电动负何开关)提供直流操作电源；为二次控制线路（如微机保护等智能终端及指标灯、模拟指示器等）提供不间断工作电源，直接取代原有的直流屏系统或交流操作电源系统，可广泛应用于电厂、电网、工矿企业和城市楼宇，能有效降低用户的投资成本。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种分布式智能微型直流操作电源，包括主箱体和电池箱，主箱体内设置有充电模块，所述主箱体上设置有工作状态指示灯、开关按钮和输入输出接线端子，所述电池箱内安装有电池组，所述电池箱与主箱体通过输入输出接线端子相连，所述充电模块包括CPU智能控制模块、与CPU智能控制模块分别连接的整流滤波模块、AC/DC电源模块、DC/DC电源模块、电池管理模块、显示模块、接口模块和报警模块，输入的交流电经整流滤波模块滤波整流、AC/DC电源模块转换，经CPU智能控制模块和电池管理模块的调节，对电池组进行充电，同时所述电池组经CPU智能控制模块的调节、DC/DC电源模块转换输出直流电，所述显示模块连接有显示屏，所述接口模块连接有输入输出接线端子，所述报警模块连接有蜂鸣器。

优选地，所述电池管理模块为智能三段式充电管理模块，具有电池低压告警、电池欠压保护、电池过压保护功能。

优选地，所述主箱体上还设置有交流输入保险管、电池接入保险管、直流输出保险管。

优选地，主箱体上还设置的电池启动按纽和散热风扇。

优选地，所述电池箱通过输入输出接线端子外接主箱体。

优选地，所述电池箱通过输入输出接线端子内接于主箱体。

优选地，所述接口模块连接通信接口。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：本实用新型分布式智能微型直流操作电源的交流输入有市电输入和PT输入两种输入方式，直流输出从DC220V至DC24V的各种规格，最大可输出功率达1200W；体积比直流屏小很多，运输、维护、拆卸、安装减少了人力物力，功能却跟直流屏一样，重量轻至2Kg，可直接安装在开关设备柜体面板上或者柜体内部，有效降低线路损耗及安装工程量，提高了供电可靠性，节省空间；配置24V电池组，电池组可内接、或外接安装在柜内的任何位置，维护十分方便；对电池采用三段式智能充电管理，大大延长了电池的使用寿命；LCD显示屏加LED工作状态指示灯显示，工作状态和运行参数一目了然；完备的通迅、报警等功能，标准的MODBUS通信协议，RS485通信接口，可以方便地实现无人值守的远程自动化管理；支持1+1或N+1冗余备份，极大地提高供电的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型充电模块示意图；

图2是本实用新型主视图；

图3是本实用新型侧视图；

图4是本实用新型后视图；

图5是本实用新型1+1和N+1接线示意图；

图中：1、液晶屏；2、工作状态指示灯；3、电池启动按钮；4、风扇；5、交流输入开关；6、交流输入保险管；7、电池输入保险管；8、直流输出保险管；9、输入输出接线端子。

具体实施方式

本实用新型一种分布式智能微型直流操作电源能满足微机保护与监控装置、指示灯的供电需要；满足弹簧储能机构、永磁操动机构的真空断路器、负荷开关、重合器等储能、合分闸控制的供电需要；尤其适合应用于空间有限的箱式变电站和环网柜。

本实用新型一种分布式智能微型直流操作电源技术指标为交流输入： 85V-265V，即可适用于市电220VAC，也可适用于PT供电100VAC（PT供电功率：>150VA）；交流频率：50HZ±10%；直流输出：220VDC、110VDC、48VDC、24VDC等多种规格；电压精度：<1% ；输出纹波：<1%；短时功率：持续时间20S（由电池提供），为弹簧储能电机提供短时功率；瞬时功率：持续时间0.2S（由电池提供），为断路器、负荷开关线圈提供瞬时功率；空载功率：<8W；耐压：AC、DC对地，2KVAC/1min，AC对DC，2KVAC/1min；绝缘电阻：>10MΩ；环境温度：-10℃～55℃；相对湿度：<90%，无凝露；海拔高度：<1000M；散热方式：智能控制风扇散热；电池配置：24V/7.2AH～24V/100AH，保证交流停电后工作8小时以上并提供20次（7.2AH电池）以上的开关操作。

下面将结合附图对本实用新型进行描述。

本实用新型的一种分布式智能微型直流操作电源，包括主箱体和电池箱，主箱体内设置有充电模块，如图2所示，主箱体上设置有显示屏1，LCD液晶显示屏：用于显示电池充电电压、充电电流值；显示直流输出电压、输出电流值。包括显示电源温度过高关机，特定时间后的重启；电源输出过高关机，特定时间后的重启；电池电压过低关机，特定电压特定时间后重启；电池电压过高，电源切断电池接口；电源过载超时，输出限流，只能在额定功率范围内工作；电池电压过低，输出限流，只能在额定功率范围内工作。

如图2所示，主箱体上设置有工作状态指示灯2，具有显示报警功能。LED工作状态指示灯设置有四个，“电池低压”指示灯：黄色，电池低压告警，电池电压低于设定值时亮；如当电池电压低于23V时，黄色“电池低压”工作状态指示灯亮，蜂鸣器响声报警。“交流输入”指示灯：绿色，交流输入正常时亮；“关闭输出”指示灯：红色，电池过压保护，直流输出因本装置内部故障而关断时亮，蜂鸣器响声报警；“电池断开”指示灯：红色，电池电压高于设定值时时亮。如当电池充电电压高于29V超过10S，自动断开电池输入端，使电池处于完全断开状态，避免电池过度充电损坏，红色“电池保护”指示灯亮，蜂鸣器响声报警。显示报警功能在出现故障时，电源会发出声响报警，同时LED显示故障信息，用户能方便的对模块故障定位，便于及时排除故障。LCD显示屏加LED工作状态指示灯显示，工作状态和运行参数一目了然。

主箱体上设置有开关按钮，为电池启动按纽3，当交流输入正常时，开启开关后，能进入正常运行状态；当交流输入停电，且又首次接入时，需用细杆或笔尖顶入孔内启动键，才能进入运行状态。如图4所示，主箱体上设有输入输出接线端子9，包括，交流输入端子：火线、零线、接线共三线；电池接入端子：正极、负极共二线；直流输出端子：正极、负极共二线；干节点：触点正极、共二线，因本机内部故障而关断时接通；通信接口：RS485的地端、A端、B端共三线。如图3所示，主箱体上还设置有交流输入保险管6，保护本装置电路，防止故障扩大；电池接入保险管7，正、负极接反时，保险管熔断保护；直流输出保险管8，防止因接线错误而损坏本装置输出电路。如图3所示，主箱体上还设置的交流输入开关5和散热风扇4。交流输入和电池输入的开通和关断，代表直流输出的开启和关闭。散热风扇4为智能控制风扇散热。

电池箱内安装有电池组，电池箱与主箱体通过输入输出接线端子相连，配置的电池组，可内接或外接安装在柜内的任何位置，维护十分方便；

如图1所示，充电模块包括CPU智能控制模块、与CPU智能控制模块分别连接的整流滤波模块、AC/DC电源模块、DC/DC电源模块、电池管理模块、显示模块、接口模块和报警模块，输入的交流电经整流滤波模块滤波整流、AC/DC电源模块转换，经CPU智能控制模块和电池管理模块的调节，对电池组进行充电，同时所述电池组经CPU智能控制模块的调节、DC/DC电源模块转换输出直流电，显示模块连接有显示屏，接口模块连接有输入输出接线端子，接口模块连接连接通信接口。通常情况（不通电或工作正常时），无源干接点是“常开”状态。只有在前面板“关闭输出故障指示灯红亮”时，无源干接点“常开”才变为“常闭”。“关闭输出故障指示灯红亮”二种可能故障：A.过温；B．直流输出过压。接点容量：0.5A  60V，接工作电源采用主机电池输出电压，因该接点主要用远程监控之用，内部光电开关最高承受电压60V，绝对不能高于60V电压，否则会损坏该接点。标准的MODBUS通信协议，RS485通信接口，可以方便地实现无人值守的远程自动化管理；报警模块连接有蜂鸣器。

电池管理模块为智能三段式充电管理模块，电池放电后先恒流充电，当充电电压达到均充电压后自动转为恒压充电（设为28.2V），当充电电流小于浮充设定值后自动转为浮充充电（设为26.8V）。对电池采用三段式智能充电管理，大大延长了电池的使用寿命；

 本实用新型工作原理是：正常情况下，交流输入经EMI滤波、AC/DC电路降压后输出设定的等级电压，对电池进行充电，同时供给DC/DC电路升压输出直流电。交流输入停电后，电池电压直接供给DC/DC电路升压输出直流电。CPU智能控制电路控制本装置的各个功能部分的运作。

如图5所示，G1为进线柜，G3、G4、G5为出线柜，配置2台分布式智能微型直流操作电源，实现1+1或N+1冗余备份，为四台开关柜的一次和二次设备提供直流操作电源，可靠性极大提高。                        

本文中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种分布式智能微型直流操作电源，包括主箱体和电池箱，主箱体内设置有充电模块，所述主箱体上设置有工作状态指示灯、开关按钮和输入输出接线端子，所述电池箱内安装有电池组，所述电池箱与主箱体相连，其特征在于：所述充电模块包括CPU智能控制模块、与CPU智能控制模块分别连接的整流滤波模块、AC/DC电源模块、DC/DC电源模块、电池管理模块、显示模块、接口模块和报警模块，输入的交流电经整流滤波模块滤波整流、AC/DC电源模块转换，经CPU智能控制模块和电池管理模块的调节，对电池组进行充电，同时所述电池组经CPU智能控制模块的调节、DC/DC电源模块转换输出直流电，所述显示模块连接有显示屏，所述接口模块连接有输入输出接线端子，所述报警模块连接有蜂鸣器。

2.根据权利要求1所述的一种分布式智能微型直流操作电源，其特征在于：所述电池管理模块为智能三段式充电管理模块。

3.根据权利要求1所述的一种分布式智能微型直流操作电源，其特征在于：所述主箱体上还设置有交流输入保险管、电池接入保险管、直流输出保险管。

4.根据权利要求1所述的一种分布式智能微型直流操作电源，其特征在于：主箱体上还设置的电池启动按纽和散热风扇。

5.根据权利要求1所述的一种分布式智能微型直流操作电源，其特征在于：所述电池箱通过输入输出接线端子外接主箱体。

6.根据权利要求1所述的一种分布式智能微型直流操作电源，其特征在于：所述电池箱通过输入输出接线端子内接于主箱体。

7.根据权利要求1所述的一种分布式智能微型直流操作电源，其特征在于：所述接口模块连接通信接口。