CN206412833U - 一种提高变电站直流系统可靠性的装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种提高变电站直流系统可靠性的装置，包括至少两组并联的控制系统，每组控制系统包括蓄电池组；设置在蓄电池组和直流母线之间的单向器件；设置在单向器件两端的第一电压采集模块和第二电压采集模块；PWM电路和与PWM电路串联连的电流采集模块，PWM电路和电流采集模块组成的串联电路与单向器件并联；连接第一电压采集模块、PWM电路、第二电压采集模块和电流采集模块的CPU模块；和连接CPU模块的接口模块，接口模块用于连接信息输入装置和信息显示装置。与现有技术相比，本实用新型可以提高整个直流系统的安全性、可靠性，降低了变电站的直流系统失效的风险，简化直流系统蓄电池的维护，提高了电力系统的安全性。

Description

一种提高变电站直流系统可靠性的装置
技术领域
本实用新型涉及直流系统领域，尤其涉及一种提高变电站直流系统可靠性的装置。
背景技术
提高变电站直流系统的安全性，提高蓄电池运行维护品质和质量问题、重视蓄电池正常的运行维护和检测，摸索蓄电池运行管理中的技术难点，是电力系统当前蓄电池运行维护问题的热点，也是重中之重。由于直流系统是全站开关、保护以及主设备正常工作的基本保证因此，在站用电源失去后，蓄电池就是重要的事故保证电源，是直流系统可靠安全工作的最后防线。
在系统运行实践中，极端情况下，由于站用变电源双双失去，蓄电池不能正常工作或分离失去母线，系统故障所造成严重后果和重大电网事故累次出现。这些问题是电力系统运行维护管理中比较棘手的短板问题。
变电站蓄电池组因长期处于浮充状态，容易使个别蓄电池单体内部出现开路，一旦蓄电池存在开路，蓄电池组将无法实现充电和放电过程，但这在浮充状态下通常是难以发现的，在这种情况下，一旦站用电电源系统全部失压时，继电保护、通信设备、自动化设备、应急等因直流电源的失去而失效，此时造成直流电源系统瘫，严重的时候，会造成事故扩大，甚至于导致火烧连营特大电网事故。
鉴于直流系统蓄电池的脆弱性，各种各样的蓄电池监控系统，各种各样的蓄电池维护系统层出不穷。甚至还有更极端的做法，对变电站的蓄电池组的每个蓄电池单体进行在线核容、对每个蓄电池单体进行开路检测、对每个蓄电池单体进行开路跨接。而普通的蓄电池单体电压监测、内阻检测、温度检测就更不用说了。大家可以想象，当蓄电池每个单体都采取了这些措施，采取这些措施的成本是可想而知的。“鞍比马贵”的情况在电力系统的蓄电池组监控、维护比比皆是。另外，当采取了系列的监控、维护措施，蓄电池组周边排布满各种装置以及线路，这些装置以及线路比蓄电池本身占据的体积都大。
实用新型内容
为克服现有技术的不足，提高整个直流系统的安全性、可靠性，降低变电站的直流系统失效的风险，简化直流系统蓄电池的维护，提高电力系统的安全性，本实用新型提出一种提高变电站直流系统可靠性的装置。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种提高变电站直流系统可靠性的装置，包括至少两组并联的控制系统，每组控制系统包括
蓄电池组；
设置在所述蓄电池组和直流母线之间的单向器件；
设置在所述单向器件两端的第一电压采集模块和第二电压采集模块；
PWM电路和与所述PWM电路串联连的电流采集模块，所述PWM电路和电流采集模块组成的串联电路与所述单向器件并联；
连接所述第一电压采集模块、第二电压采集模块和电流采集模块的CPU模块；和
连接所述CPU模块的接口模块，所述接口模块用于连接信息输入装置和信息显示装置。
进一步地，所述信息输入装置用于输入蓄电池组的电池种类、单体数量、单体标称容量和单体标称电压，所述信息显示装置用于显示蓄电池组的电池充电状态、放电状态信息。
更进一步地，所述信息显示装置和信息输入装置设置于同一块触摸屏上。
进一步地，每组控制系统包括多个单向器件，多个单向器件串联或并联地连接蓄电池组和直流母线。
本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型可以提高整个直流系统的安全性、可靠性。可以在直流母线上同时并联两组或者多组蓄电池，即使一组蓄电池发生异常，另一组蓄电池可继续对负载进行供电，降低了变电站的直流系统失效的风险，简化直流系统蓄电池的维护，提高了电力系统的安全性。
附图说明
图1是本实用新型提高变电站直流系统可靠性的装置的一个控制系统结构示意图；
图2是本实用新型提高变电站直流系统可靠性的装置的一个实施例的原理框图；
图3是本实用新型提高变电站直流系统可靠性的装置应用于传统的220kV变电站的示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型一种提高变电站直流系统可靠性的装置，包括至少两组并联的控制系统，每组控制系统如图1所示，包括
蓄电池组；
设置在所述蓄电池组和直流母线之间的单向器件；
设置在所述单向器件两端的第一电压采集模块和第二电压采集模块；
PWM电路和与所述PWM电路串联连的电流采集模块，所述PWM电路和电流采集模块组成的串联电路与所述单向器件并联；
连接所述第一电压采集模块、第二电压采集模块和电流采集模块的CPU模块；和
连接所述CPU模块的接口模块，所述接口模块用于连接信息输入装置和信息显示装置。
其中，所述CPU模块可以根据接口模块输入的电池种类，单体标称容量等信息，通过PWM电路智能调节充电模块对电池的充电电压/电流，CPU模块还可以对电压采集模块和电流采集模块所采集的电流、电压等信号进行处理，实现对电池充电电压/电流的精确控制。
所述接口模块连接的所述信息输入装置用于输入蓄电池组的电池种类、单体数量、单体标称容量和单体标称电压，所述信息显示装置用于显示蓄电池组的电池充电状态、放电状态信息。
所述单向器件的连接能够满足在直流系统对蓄电池充电时不导通，在蓄电池对负载供电时能够不间断导通。单向器件的选择可以根据需要满足耐压以及功率等安全性、可靠性要求，可以根据设计需要并联或者串联多个单向器件。
本实用新型一种提高变电站直流系统可靠性的装置，可以在线切断任何蓄电池组的充电而直接对蓄电池组进行在线核对容量等维护工作。即使在线核对容量的过程中，母线出现直流缺失时，蓄电池组可以给负载供电，保证直流系统的安全性。
请参见图2，蓄电池组1通过控制系统1接入直流母线，蓄电池组2通过控制系统2接入直流母线。各蓄电池组是由控制系统通过PWM电路控制充电电压/电流大小进行独立的充电管理，当外部接入的电压电流过大时会智能调节充电模块对蓄电池的电流输出，避免大电流充电出现的安全隐患。比如当蓄电池组1经过放电后，蓄电池组电压降低，充电电流较大，控制系统1就会调节充电模块的PWM电路，降低对蓄电池组1的电流输入，蓄电池组2的充电模块不受蓄电池组1的充电电流影响，即使蓄电池组1损伤退出直流系统，蓄电池2的充电管理也不会受到任何的影响，可继续作为直流系统的后备电源。
请参见图2，D1为蓄电池组1与直流母线之间连接的单向器件，D2为蓄电池组2与直流母线之间连接的单向器件。单向器件的设计可以满足整流器没有输出时，蓄电池组可无任何延迟地对负载进行供电，还能满足在两组蓄电池存在电压差时，高电压蓄电池组与低电压蓄电池组之间不导通，从而不存在充电回路，避免了环流现象的产生。以110V的直流系统为例，直流系统正常供电时，直流母线的电压略高于蓄电池组，D1，D2不导通，通过充电模块对蓄电池进行充电。当直流系统异常时直流母线的电压低于任何蓄电池组的电压，D1和D2根据本身蓄电池组的电压，高电压的蓄电池组率先对负载供电，当蓄电池组电压下降到一致时，双组蓄电池组同时对外供电。假如蓄电池组1的性能比蓄电池组2的性能差，随着放电时间的增加，蓄电池组1的总电压降至106V，而蓄电池组2的总电压为高于106V，此时D1不导通，D2导通，由蓄电池组2单独向负载供电。当蓄电池组2的总电压下降至106V时，D1导通，D2导通，由两组蓄电池同时向负载供电。
本实用新型的一种提高变电站直流系统可靠性的装置，不仅能够增强蓄电池组的安全性，还能够简化蓄电池组的放电维护作业流程。
图3是本实用新型应用于传统的220kV变电站的示意图，配置为直流屏1#接实用新型装置A、蓄电池组A和实用新型装置B、蓄电池组B；直流屏2#接实用新型装置C、蓄电池组C和实用新型装置D、蓄电池组D。在对蓄电池组A进行维护作业时，仅需要将蓄电池组A直接退出进行放电，直流屏1#可正常对直流系统1的负载进行供电，并由蓄电池组B承担直流系统1的后备电源功能。当蓄电池组A完成维护作业后，直接接入直流屏1#，由实用新型装置A对蓄电池组A的充电电压、电流进行有效的调节，对蓄电池组1进行0.1C的恒流充电，当蓄电池组1充电容量满足80％的容量要求后再转为恒压充电，最后进入涓流充电状态。充电完成后即可对其他蓄电池组进行相同的维护作业。其他同理，不再赘述。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，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和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种提高变电站直流系统可靠性的装置，其特征在于，包括至少两组并联的控制系统，每组控制系统包括
蓄电池组；
设置在所述蓄电池组和直流母线之间的至少一个单向器件；
设置在所述单向器件两端的第一电压采集模块和第二电压采集模块；
PWM电路和与所述PWM电路串联连的电流采集模块，所述PWM电路和电流采集模块组成的串联电路与所述单向器件并联；
连接所述第一电压采集模块、PWM电路、第二电压采集模块和电流采集模块的CPU模块；和
连接所述CPU模块的接口模块，所述接口模块用于连接信息输入装置和信息显示装置。
2.如权利要求1所述的提高变电站直流系统可靠性的装置，其特征在于，所述信息输入装置用于输入蓄电池组的电池种类、单体数量、单体标称容量和单体标称电压，所述信息显示装置用于显示蓄电池组的电池充电状态、放电状态信息。
3.如权利要求1或2所述的提高变电站直流系统可靠性的装置，其特征在于，所述信息显示装置和信息输入装置设置于同一块触摸屏上。
4.如权利要求1所述的提高变电站直流系统可靠性的装置，其特征在于，每组控制系统包括多个单向器件，多个单向器件串联或并联地连接蓄电池组和直流母线。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108599339A (zh) * 2018-06-29 2018-09-28 湖南利能科技股份有限公司 一种电池接驳器电路及控制方法
CN110021987A (zh) * 2019-03-13 2019-07-16 北京优尔良科技发展有限公司 一种后备电源系统及一种后备电源系统稳压方法
CN110098608A (zh) * 2019-03-12 2019-08-06 国网山西省电力公司晋中供电公司 变电站分布式直流电源系统

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