CN208955735U - 电网配电电路以及通信与操控电源一体化管理开关柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电网配电电路以及通信与操控电源一体化管理开关柜，其中电网配电电路，包括第一降压设备、第二降压设备、电源切换电路以及电源管理电路；电源管理电路的第一电源输出端用于连接用电负载；电源切换电路的第一电源输入端通过第一降压设备外接第一三相电源，第二电源输入端通过第二降压设备外接第二三相电源，电源输出端连接电源管理电路的电源输入端，分别经过第一降压设备和第二降压设备进行降压，利用电源切换电路选择其中一路电源，并通过电源管理电路为用电负载供电，从而实现一路电源作为常用电源，另外一路电源作为备用电源，确保为用电负载不间断地供电，提高了电网配电电路的供电的可靠性。

Description

电网配电电路以及通信与操控电源一体化管理开关柜

技术领域

本申请涉及配电自动化技术领域，特别是涉及一种电网配电电路以及通信与操控电源一体化管理开关柜。

背景技术

目前，配电自动化建设已进入全面建设阶段，配电自动化终端及其自动化电源解决方案主要有以下几种：1、配电自动化设备主要以集中式自动化终端(DTU)为主，即一台DTU控制2-10路环网柜进出线单元，在DTU内部安装铅酸电池或锂电池，用于DTU控制电源、通信电源及环网开关柜操作电源，但DTU的充电所需工作电源需外部提供；2、通过在环网开关柜母线加装母线PT取电，用于配电自动化装置的充电电源；3、环网开关柜操作电源取自电房照明，直接采用交流操作或硅整流后来操作环网开关柜。

然而，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统配电自动化系统可靠性不高。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统配电自动化系统可靠性不高的问题，提供一种电网配电电路以及通信与操控电源一体化管理开关柜。

为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种电网配电电路，包括第一降压设备、第二降压设备、电源切换电路以及电源管理电路；电源管理电路的第一电源输出端用于连接用电负载；

电源切换电路的第一电源输入端通过第一降压设备外接第一三相电源，第二电源输入端通过第二降压设备外接第二三相电源，电源输出端连接电源管理电路的电源输入端。

在其中一个实施例中，第一降压设备包括第一输出单元；第二降压设备包括第二输出单元；

电源切换电路包括控制继电器；

控制继电器的线圈的第一端连接第一输出单元的第一输出端，第二端连接第一输出单元的第二输出端；

控制继电器的第一常开开关连接在第一输出单元的第一输出端与电源管理电路的电源输入端之间，第二常开开关连接在第一输出单元的第二输出端与电源管理电路的电源输入端，第一常闭开关连接在第二输出单元的第一输出端与电源管理电路的电源输入端之间，第二常闭开关连接在第二输出单元的第二输出端与电源管理电路的电源输入端之间。

在其中一个实施例中，电源切换电路还包括启动开关；

启动开关的第一端分别连接控制继电器的第一常开开关和控制继电器的第一常闭开关，第二端连接电源管理电路的电源输入端。

在其中一个实施例中，电源管理电路包括集中控制电路、输入EMC电路、PWM控制电路、功率变换电路以及输出检测保护电路；

输入EMC电路连接电源切换电路，通过PWM控制电路连接功率变换电路；PWM控制电路连接集中控制电路；

功率变换电路通过输出检测保护电路连接用电负载。

在其中一个实施例中，电源管理电路还包括高压整流滤波电路以及输出整流滤波电路；

高压整流滤波电路分别连接输入EMC电路和PWM控制电路；

输出整流滤波电路分别连接功率变换电路和输出检测保护电路。

在其中一个实施例中，还包括蓄电池；

蓄电池连接电源管理电路的第二电源输出端。

在其中一个实施例中，电源管理电路还包括电池活化管理电路、电池充电管理电路、电池放电管理电路以及电池监测保护电路；

电池活化管理电路分别连接集中控制电路和电池监测保护电路；

电池监测保护电路通过电池充电管理电路连接输出检测保护电路，通过电池放电管理电路连接输出检测保护电路，并连接蓄电池。

在其中一个实施例中，还包括第一线路监控单元、第二线路监控单元、第三线路监控单元以及第四线路监控单元；

第一降压设备包括第三输出单元以及第四输出单元；第二降压设备包括第五输出单元以及第六输出单元；

第一线路监控单元连接第三输出单元；第二线路监控单元连接第四输出单；第三线路监控单元连接第五输出单元；第四线路监控单元连接第六输出单元。

在其中一个实施例中，第一降压设备为电磁式电压互感器；第二降压设备为电磁式电压互感器；

另一方面，本申请实施例还提供了一种通信与操控电源一体化管理开关柜，包括用于设置如上所述的电网配电电路的柜体。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

利用电网配电电路，包括第一降压设备、第二降压设备、电源切换电路以及电源管理电路构建电网配电电路，其中，电源切换电路的第一电源输入端通过第一降压设备外接第一三相电源，第二电源输入端通过第二降压设备外接第二三相电源，电源输出端连接电源管理电路的电源输入端；电源管理电路的第一电源输出端用于连接用电负载，电网配电电路分别从第一三相电源和第二三相电源取电，分别经过第一降压设备和第二降压设备进行降压，利用电源切换电路选择其中一路电源，并通过电源管理电路为用电负载供电，从而实现一路电源作为常用电源，另外一路电源作为备用电源，确保为用电负载不间断地供电，提高了电网配电电路的供电的可靠性。

附图说明

通过附图中所示的本申请的优选实施例的更具体说明，本申请的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1为一个实施例中电网配电电路的结构示意图；

图2为一个实施例中电网配电电路的电源切换电路的第一结构示意图；

图3为一个实施例中电网配电电路的电源切换电路的第二结构示意图；

图4为一个实施例中电网配电电路的电源充放电管理电路的第一结构示意图；

图5为一个实施例中电网配电电路的电源充放电管理电路的第二结构示意图；

图6为一个实施例中电网配电电路的电源充放电管理电路的第三结构示意图；

图7为一个实施例中电网配电电路的电气示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“设置”、“第一端”、“第二端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了解决传统配电自动化系统可靠性不高的问题，在一个实施例中，如图1所示，提供了一种电网配电电路，包括第一降压设备11、第二降压设备13、电源切换电路15以及电源管理电路17；

电源切换电路15的第一电源输入端通过第一降压设备11外接第一三相电源，第二电源输入端通过第二降压设备13外接第二三相电源，电源输出端连接电源管理电路17的电源输入端；

电源管理电路17的第一电源输出端用于连接用电负载19。

其中，第一降压设备从第一三相电源取三相电，并将三相电进行降压处理，例如，获取电压为10kV(千伏)的三相电，经第一降压设备降压后输出电压为220V(伏)和100V的三相电。进一步的，第一降压设备从第一高压环网柜上取电。需要说明的是，高压环网柜是由一组高压开关设备装在钢板金属柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，其核心部分采用负荷开关和熔断器。

第二降压设备从第二三相电源取三相电，并将三相电进行降压处理，例如，获取电压为10kV(千伏)的三相电，经第二降压设备降压后输出电压为220V和100V的三相电。进一步的，第二降压设备从第二高压环网柜上取电。

上述第一高压环网柜和第二高压环网柜由开关房两路不同进线电源供电。

电源切换电路用于为电源管理电路选择输入电压，即选择第一降压设备输出的电压还是选择第二降压设备输出的电压。

在一个具体的实施例中，如图2所示，第一降压设备11包括第一输出单元111；第二降压设备13包括第二输出单元131；

电源切换电路15包括控制继电器151；

控制继电器151的线圈的第一端连接第一输出单元111的第一输出端，第二端连接第一输出单元131的第二输出端；

控制继电器151的第一常开开关连接在第一输出单元111的第一输出端与电源管理电路17的电源输入端之间，第二常开开关连接在第一输出单元111的第二输出端与电源管理电路17的电源输入端，第一常闭开关连接在第二输出单元131的第一输出端与电源管理电路17的电源输入端之间，第二常闭开关连接在第二输出单元131的第二输出端与电源管理电路17的电源输入端之间。

需要说明的是，第一输出单元输出的是电压为220V的三相电，第二输出单元输出的是电压为220V的三相电。电源切换电路为控制继电器，其具体的工作过程为：在第一三相电供电正常、第二三相电供电正常或不正常的情况下，控制继电器的线圈得电，第一常开开关和第二常开开关闭合，第一常闭开关和第二常闭开关打开，电源切换电路选择第一降压设备输出的电压传输给电源管理电路；在第一三相电供电不正常、第二三相电供电正常的情况下，控制继电器的线圈失电，第一常开开关和第二常开开关打开，第一常闭开关和第二常闭开关闭合，电源切换电路选择第二降压设备输出的电压传输给电源管理电路。即第一降压设备输出的电压作为常用电源，第一降压设备输出的电压作为备用电源。进一步的，控制继电器的线圈的第一端与第一输出单元的第一输出端之间连接有第一熔断器，控制继电器的线圈的第二端与第一输出单元的第二输出端之间连接有第二熔断器，控制继电器的第一常闭开关与第二输出单元的第一输出端之间连接有第三熔断器，控制继电器的第二常闭开关与第二输出单元的第二输出端之间连接有第四熔断器。第一熔断器、第二熔断器、第三熔断器和第四熔断器为电路提供过载保护，从而提高了电网配电电路的安全性。

在又一个具体的实施例中，如图3所示，电源切换电路15还包括启动开关153；

启动开关153的第一端分别连接控制继电器151的第一常开开关和控制继电器151的第一常闭开关，第二端连接电源管理电路17的电源输入端。

需要说明的是，在电源切换电路中加装启动开关可以控制电源切换电路的启动与停止，具体的，启动开关为常开开关，当需要启动电源切换电路时，按下启动开关，在第一三相电供电正常的情况下，控制继电器的线圈得电。

电源管理电路用于对输入的电压进行变换，为用电负载输出各种所需的电压。

本申请电网配电电路各实施例中，利用电网配电电路，包括第一降压设备、第二降压设备、电源切换电路以及电源管理电路构建电网配电电路，其中，电源切换电路的第一电源输入端通过第一降压设备外接第一三相电源，第二电源输入端通过第二降压设备外接第二三相电源，电源输出端连接电源管理电路的电源输入端；电源管理电路的第一电源输出端用于连接用电负载，电网配电电路分别从第一三相电源和第二三相电源取电，分别经过第一降压设备和第二降压设备进行降压，利用电源切换电路选择其中一路电源，并通过电源管理电路为用电负载供电，从而实现一路电源作为常用电源，另外一路电源作为备用电源，确保为用电负载不间断地供电，提高了电网配电电路的供电的可靠性。

在一个实施例中，如图4所示，电源管理电路17包括输入EMC电路171、PWM控制电路173、功率变换电路175、输出检测保护电路177以及集中控制电路179；

输入EMC电路171连接电源切换电路15，通过PWM控制电路173连接功率变换电路175；PWM控制电路173连接集中控制电路179；

功率变换电路175通过输出检测保护电路177连接用电负载19。

进一步的，如图5所示，电源管理电路17还包括高压整流滤波电路181以及输出整流滤波电路183；

高压整流滤波电路181分别连接输入EMC电路171和PWM控制电路173；

输出整流滤波电路183分别连接功率变换电路175和输出检测保护电路177。

其中，集中控制电路是电源管理电路的控制中心。输入EMC(Electro MagneTIcCompaTIbility，电磁兼容性)电路用于提高电源管理电路对环境电磁的抗干扰能力。PWM(Pulse Width Mmodulation，脉冲宽度调制)控制电路通过对一系列脉冲的宽度进行调制来等效获得所需要的波形。功率变换电路将输入的220V电压进行转换成所需等级的电压输出。输出检测保护电路用于保证电源管理电路输出电压的安全性。高压整流滤波电路和输出整流滤波电路用于将交流电转换成直流电。

在一个示例中，电源管理电路还包括人机交互系统以及告警装置，人机交互系统和告警装置分别连接集中控制系统。进一步的，人机交互系统为可触控式显示器，用户通过可触控式显示器向电源管理电路输入控制指令。告警装置可为声音告警装置、光告警装置或者网络告警装置，在电源管理电路出现故障时，及时向用户告警，以便及时处理问题，避免更大的损失。

本申请电网配电电路各实施例中，电源管理电路能够将输入的电压进行处理，输出实际所需的稳定的电压，因此，电网配电电路能够将获取的高压电源进行处理变换成用电负载所需的稳定电压，进而保证了用电负载的用电安全。

在一个实施例中，如图6所示，还包括蓄电池21；

蓄电池21连接电源管理电路17的第二电源输出端。

进一步的，电源管理电路17还包括电池活化管理电路185、电池充电管理电路187、电池放电管理电路189以及电池监测保护电路191；

电池活化管理电路185分别连接集中控制电路179和电池监测保护电路191；

电池监测保护电路191分别通过电池充电管理电路187连接输出检测保护电路177，通过电池放电管理电路189连接输出检测保护电路177，并连接蓄电池21。

其中，在第一三相电和第二三相电都不能正常供电的情况下，蓄电池可为用电负载提供紧急备用电源，经过电源管理电路输出给用电负载。在第一三相电和第二三相电任一路供电正常的情况下，蓄电池处于充电状态，以保证电量充足，以防备第一三相电和第二三相电都出现故障时，能够紧急供电。

电池充电管理电路用于控制对蓄电池充电，电池放电管理电路用于控制蓄电池对用电负载进行放电。电池监测保护电路用于监控并保护蓄电池充电放电过程中的安全，进而提高了电网配电电路的稳定与安全性能，延长电网配电电路的使用寿命。

本申请电网配电电路各实施例中，电网配电电路还提供了一种紧急供电方式，通过电源管理电路对蓄电池进行管理，只要在有一路电源正常的情况下，对蓄电池进行充电保证蓄电池的电量充足，在两路电源都出现故障的情况下，控制蓄电池对用电负载进行放电，从而实现在增加一路备用三相电的情况下，再增加一路蓄电池紧急供电的方式，进一步提高了电网配电电路的可靠性。

在一个实施例中，如图7所示，还包括第一线路监控单元、第二线路监控单元、第三线路监控单元以及第四线路监控单元；

第一降压设备包括第三输出单元以及第四输出单元；第二降压设备包括第五输出单元以及第六输出单元；

第一线路监控单元连接第三输出单元；第二线路监控单元连接第四输出单；第三线路监控单元连接第五输出单元；第四线路监控单元连接第六输出单元。

进一步的，第一降压设备为电磁式电压互感器；第二降压设备为电磁式电压互感器。

其中，第一降压设备的第三输出单元和第四输出单元输出的都是100V的电压。第二降压设备的第五输出单元和第六输出单元输出的也都是100V的电压。

第一线路监控单元、第二线路监控单元、第三线路监控单元以及第四线路监控单元分别对应的监控第三输出单元、第四输出单元、第五输出单元以及第四输出单元的电学参数，例如，电流、电压等。

在一个示例中，第一降压设备为电磁式电压互感器；第二降压设备为电磁式电压互感器。如图所示，电磁式电压互感器包括一个一次绕组和三个二次绕组，一次绕组外接三相电，进一步的，一次绕组通过高压绕组和熔断器外接三相电。三个二次绕组分别构成三个输出单元，第一降压设备的三个绕组构成第一输出单元、第三输出单元以及第四输出单元，第二降压设备的三个绕组构成第二输出单元、第五输出单元以及第六输出单元。

本申请电网配电电路的各实施例中，通过线路监控单元保证整个电网配电电路，进一步提高了电网配电电路的安全与稳定性能。

在一个实施例中，还提供了一种通信与操控电源一体化管理开关柜，包括用于设置如上电网配电电路实施例中所述的电网配电电路的柜体。

本申请通信与操控电源一体化管理开关柜，通过将电网配电电路布置在柜体内，不仅为电网配电电路提供物理防护，也为电网配电电路在实际使用过程中提供了方便。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电网配电电路，其特征在于，包括第一降压设备、第二降压设备、电源切换电路以及电源管理电路；所述电源管理电路的第一电源输出端用于连接用电负载；

所述电源切换电路的第一电源输入端通过所述第一降压设备外接第一三相电源，第二电源输入端通过所述第二降压设备外接第二三相电源，电源输出端连接所述电源管理电路的电源输入端。

2.根据权利要求1所述的电网配电电路，其特征在于，所述第一降压设备包括第一输出单元；所述第二降压设备包括第二输出单元；

所述电源切换电路包括控制继电器；

所述控制继电器的线圈的第一端连接所述第一输出单元的第一输出端，第二端连接所述第一输出单元的第二输出端；

所述控制继电器的第一常开开关连接在所述第一输出单元的第一输出端与所述电源管理电路的电源输入端之间，第二常开开关连接在所述第一输出单元的第二输出端与所述电源管理电路的电源输入端，第一常闭开关连接在所述第二输出单元的第一输出端与所述电源管理电路的电源输入端之间，第二常闭开关连接在所述第二输出单元的第二输出端与所述电源管理电路的电源输入端之间。

3.根据权利要求2所述的电网配电电路，其特征在于，所述电源切换电路还包括启动开关；

所述启动开关的第一端分别连接所述控制继电器的第一常开开关和所述控制继电器的第一常闭开关，第二端连接所述电源管理电路的电源输入端。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的电网配电电路，其特征在于，所述电源管理电路包括集中控制电路、输入EMC电路、PWM控制电路、功率变换电路以及输出检测保护电路；

所述输入EMC电路连接所述电源切换电路，通过所述PWM控制电路连接所述功率变换电路；所述PWM控制电路连接所述集中控制电路；

所述功率变换电路通过所述输出检测保护电路连接所述用电负载。

5.根据权利要求4所述的电网配电电路，其特征在于，所述电源管理电路还包括高压整流滤波电路以及输出整流滤波电路；

所述高压整流滤波电路分别连接所述输入EMC电路和所述PWM控制电路；

所述输出整流滤波电路分别连接所述功率变换电路和所述输出检测保护电路。

6.根据权利要求4所述的电网配电电路，其特征在于，还包括蓄电池；

所述蓄电池连接所述电源管理电路的第二电源输出端。

7.根据权利要求6所述的电网配电电路，其特征在于，所述电源管理电路还包括电池活化管理电路、电池充电管理电路、电池放电管理电路以及电池监测保护电路；

所述电池活化管理电路分别连接所述集中控制电路和所述电池监测保护电路；

所述电池监测保护电路通过所述电池充电管理电路连接所述输出检测保护电路，通过所述电池放电管理电路连接所述输出检测保护电路，并连接所述蓄电池。

8.根据权利要求2或3任意一项所述的电网配电电路，其特征在于，还包括第一线路监控单元、第二线路监控单元、第三线路监控单元以及第四线路监控单元；

所述第一降压设备包括第三输出单元以及第四输出单元；所述第二降压设备包括第五输出单元以及第六输出单元；

所述第一线路监控单元连接所述第三输出单元；所述第二线路监控单元连接第四输出单；所述第三线路监控单元连接所述第五输出单元；所述第四线路监控单元连接所述第六输出单元。

9.根据权利要求8所述的电网配电电路，其特征在于，所述第一降压设备为电磁式电压互感器；所述第二降压设备为电磁式电压互感器。

10.一种通信与操控电源一体化管理开关柜，其特征在于，包括用于设置如权利要求1至9任意一项所述的电网配电电路的柜体。