CN211508703U - 一种电控柜供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型创造提供了一种电控柜供电装置，包括壳体以及设置在壳体内的集成供电系统；所述壳体包括多个横梁和竖梁，所述壳体内设有电池槽，所述电池槽为两端与上方具有开口的槽状结构，所述电池槽两端架设在壳体的横梁上；所述集成供电系统包括电池模组以及UPS，所述电池模组包括多个电池，所述电池放在电池槽内，每个所述电池之间串联连接，多个电池组成的电池模组通过UPS控制为负载供电；所述UPS用于对风力发电机组的主控系统供电。本实用新型创造所述的一种电控柜供电装置集成供电系统可以给多个控制系统提供不间断电源，模块化设计、可扩展性强，电池智能管理，安全可靠，运维简单，降低运营成本。

Description

一种电控柜供电装置

技术领域

本发明创造属于电力产品控制领域，尤其是涉及一种电控柜供电装置。

背景技术

在风机控制系统中，主控系统对于风力发电机组的控制非常关键，因此主控系统必须配置后备电源，以保证在电网掉电时，主控系统的控制器可以持续运行和监测风机的状态，保证机组安全停机,对于5.5MW、7MW、8MW等大功率的主控系统，其控制柜内的电气元件种类繁多，在有限的空间内已无法满足业主对后备电源容量的要求,若给每个控制柜：塔基柜、机舱信号柜、机舱动力柜各配一个电池箱，塔筒内的有限空间内也不容易实现，并且维护起来比较麻烦。综上所述在未增加控制柜供电集成方案前，有以下几点不足：

风力发电机组的每个控制柜需根据客户对控制柜在电网掉电后需持续运行时间的不同需求，需分别配置不同容量的供电系统，适用性差；在每个控制柜内增加独立供电，需要对每套供电系统的电池进行实时监测，监测点比较多，不易管理及维护；一旦前期确认好供电负载后期更改的难度比较大，甚至无法更改需重新设计；每个控制柜内均需配置电池组，配置的多样化，无法有效的进行电能质量管控，影响整体的供电质量；供电系统分别安装在每个控制柜内，柜内的负载多样化，其电磁干扰较大，降低其可靠性。

发明创造内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种电控柜供电装置，能够适应客户的多种需求，缩短了产品的设计周期；能够对电池进行智能管理，根据负载实现单个模块的投切与休眠；独立的供电系统结构能够消除电网中的各种电力骚扰；独立的供电系统抗干扰能力强，安全可靠。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种电控柜供电装置，包括壳体以及设置在壳体内的集成供电系统；

所述壳体包括多个横梁和竖梁，所述壳体内设有电池槽，所述电池槽为两端与上方具有开口的槽状结构，所述电池槽两端架设在壳体的横梁上；

所述集成供电系统包括电池模组以及UPS，所述电池模组包括多个电池，所述电池放在电池槽内，每个所述电池之间串联连接，多个电池组成的电池模组通过UPS控制为负载供电；

所述UPS设置在电控柜本体内，所述UPS用于对风力发电机组的主控系统供电。

进一步的，每个所述电池下方还设有用于容纳电池的托盘，所述托盘的尺寸与电池尺寸相对应，所述电池通过托盘放置在电池槽上。

进一步的，每个所述电池槽上还设有电池夹，所述电池夹用于固定电池。

进一步的，所述电池槽两端还设有固定块，所述固定块为L型结构，所述固定块设置在电池槽内，所述固定块的长度小于电池槽的宽度。

进一步的，所述电池槽设有多个，每个所述电池槽上设有多个电池。

进一步的，所述电池为铅酸蓄电池。

进一步的，电控柜本体外表面设有用于减少供电系统各部件之间电磁干扰的电磁屏蔽丝网。

进一步的，所述UPS的输入通过PFC升压成±360V稳定直流电压，供给DC/AC逆变器以输出稳定的220V交流电同时完成对电池模组的充电。

进一步的，所述集成供电系统还包括串口通信模块，所述串口通信模块与电池模组以及UPS连接，所述串口通信模块用于将供电系统内部零件的工作状态输出至风机控制柜的监控模块中，用于对电池健康状态以及故障进行有效的维护。

相对于现有技术，本发明创造所述的一种电控柜供电装置具有以下优势：

本发明创造所述的一种电控柜供电装置集成供电系统可以给多个控制系统提供不间断电源，模块化设计、可扩展性强，电池智能管理，安全可靠，运维简单，降低运营成本。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例所述的电控柜系统框架图示意图；

图2为本发明创造实施例所述的电控柜整体图示意图；

图3为本发明创造实施例所述的电控柜局部示意图；

图4为本发明创造实施例所述的电控柜电池下层布局图示意图；

图5为本发明创造实施例所述的电控柜电池上层布局图示意图；

图6为本发明创造实施例所述的电控柜侧视图示意图；

图7为本发明创造实施例所述的集成供电系统中UPS原理图示意图；

图8为本发明创造实施例所述的供电集成系统通讯接口示意图；

图9为本发明创造实施例所述的集成供电系统控制原理图示意图。

附图标记说明：

1-壳体；11-竖梁；12-横梁；2-电池槽；21-电池夹；22-固定块；3-集成供电系统；4-UPS；5-电池；51-托板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

如图1至图9所示，一种电控柜供电装置，包括壳体1以及设置在壳体1内的集成供电系统3；

所述壳体1包括多个横梁12和竖梁11，所述壳体1内设有电池槽2，所述电池槽2为两端与上方具有开口的槽状结构，所述电池槽2两端架设在壳体1的横梁12上；

所述集成供电系统3包括电池模组以及UPS4，所述电池模组包括多个电池5，所述电池5放在电池槽2内，每个所述电池5之间串联连接，多个电池5组成的电池模组通过UPS4控制为负载供电；

所述UPS4以及集成供电系统3均实用现有技术以及现有产品，本申请仅涉及对UPS4以及集成供电系统3设置在电控柜内位置进行改进。

所述UPS4设置在电控柜本体内，所述UPS4用于对风力发电机组的主控系统供电。

每个所述电池5下方还设有用于容纳电池5的托盘，所述托盘的尺寸与电池5尺寸相对应，所述电池5通过托盘放置在电池槽2上。

每个所述电池槽2上还设有电池夹21，所述电池夹21用于固定电池5。

所述电池槽2两端还设有固定块22，所述固定块22为L型结构，所述固定块22设置在电池槽2内，所述固定块22的长度小于电池槽2的宽度。

所述电池槽2设有多个，每个所述电池槽2上设有多个电池5。

所述电池5为铅酸蓄电池。

电控柜本体外表面设有用于减少供电系统各部件之间电磁干扰的电磁屏蔽丝网。

所述UPS的输入通过PFC升压成±360V稳定直流电压，供给DC/AC逆变器以输出稳定的220V交流电同时完成对电池模组的充电。

所述集成供电系统还包括串口通信模块，所述串口通信模块与电池模组以及UPS连接，所述串口通信模块用于将供电系统内部零件的工作状态输出至风机控制柜的监控模块中，用于对电池健康状态以及故障进行有效的维护。

供电集成系统中根据以往风电场对供电容量大的要求，电池模组最大容量设计为6块40Ah电池串联，可以满足20A/24VDC负载连续工作2h。根据客户对供电系统容量的不同需求，可以切换接入不间断电源UPS的电池模组的数量。电池模组在柜内做成可推拉式安装方案，分为上下两层，上层两组电池，下层4组电池，增减电池数量不会增加工作量，整体的柜体空间供电集成系统中电池模组的布局图参考图二、图三。

供电集成系统采用与控制系统分离开设计方案，独立的工作空间有效的对电力进行保护，包括消除电网中的各种电力骚扰，如电压波动、频率波动、谐波、电压畸变等等。供电集成系统的独立设计空间参考图四。

供电集成系统中的核心部件为UPS和铅酸蓄电池，UPS对电池模组进行智能管理。当电网电压正常工作时，供电集成系统中的核心部件UPS的输入通过PFC升压成±360V稳定直流电压，供给DC/AC逆变器，输出稳定的220V交流，同时完成对系统的电池模组充电。当电网电压异常时，电池通过UPS的DC/DC升压为±360V直流电压，供给DC/AC逆变器。集成供电系统内部器件的工作状态，会通过串口通讯输出至风机控制柜的监控模块中，通过状态监测可以对电池的健康状态及故障进行有效的维护。电池模组中，根据实际负载对供电容量的要求可以自由切入或切出接入供电集成系统中电池的数量。供电集成系统UPS原理图如图五所示。供电集成系统通讯接口定义如图七所示。供电集成系统控制原理图如图七所示。

这种供电集成方案有效地提供了一种供电系统的模块化的设计，能够适应客户的多种需求，缩短了产品的设计周期；能够对电池进行智能管理，根据负载实现单个模块的投切与休眠；独立的供电系统结构能够消除电网中的各种电力骚扰；独立的供电系统抗干扰能力强，安全可靠。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电控柜供电装置，其特征在于：包括壳体(1)以及设置在壳体(1)内的集成供电系统(3)；

所述壳体(1)包括多个横梁(12)和竖梁(11)，所述壳体(1)内设有电池槽(2)，所述电池槽(2)为两端与上方具有开口的槽状结构，所述电池槽(2)两端架设在壳体(1)的横梁(12)上；

所述集成供电系统(3)包括电池模组以及UPS(4)，所述电池模组包括多个电池(5)，所述电池(5)放在电池槽(2)内，每个所述电池(5)之间串联连接，多个电池(5)组成的电池模组通过UPS(4)控制为负载供电；

所述UPS(4)设置在电控柜本体内，所述UPS(4)用于对风力发电机组的主控系统供电。

2.根据权利要求1所述的一种电控柜供电装置，其特征在于：每个所述电池(5)下方还设有用于容纳电池(5)的托盘，所述托盘的尺寸与电池(5)尺寸相对应，所述电池(5)通过托盘放置在电池槽(2)上。

3.根据权利要求1所述的一种电控柜供电装置，其特征在于：每个所述电池槽(2)上还设有电池夹(21)，所述电池夹(21)用于固定电池(5)。

4.根据权利要求1所述的一种电控柜供电装置，其特征在于：所述电池槽(2)两端还设有固定块(22)，所述固定块(22)为L型结构，所述固定块(22)设置在电池槽(2)内，所述固定块(22)的长度小于电池槽(2)的宽度。

5.根据权利要求1所述的一种电控柜供电装置，其特征在于：所述电池槽(2)设有多个，每个所述电池槽(2)上设有多个电池(5)。

6.根据权利要求1所述的一种电控柜供电装置，其特征在于：所述电池(5)为铅酸蓄电池。

7.根据权利要求1所述的一种电控柜供电装置，其特征在于：电控柜本体外表面设有用于减少供电系统各部件之间电磁干扰的电磁屏蔽丝网。

8.根据权利要求1所述的一种电控柜供电装置，其特征在于：所述UPS(4)的输入通过PFC升压成±360V稳定直流电压，供给DC/AC逆变器以输出稳定的220V交流电同时完成对电池模组的充电，所述PFC用于升压。

9.根据权利要求1所述的一种电控柜供电装置，其特征在于：所述集成供电系统(3)还包括串口通信模块，所述串口通信模块与电池模组以及UPS(4)连接，所述串口通信模块用于将供电系统内部零件的工作状态输出至风机控制柜的监控模块中，用于对电池(5)健康状态以及故障进行有效的维护。

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