CN212033827U - 变电站通信电源与操作电源互为备份的实现装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提出了变电站通信电源与操作电源互为备份的实现装置，包括设置在第一直流电源与第二直流电源之间的高频变压器；同时初级绕线组的两端分别经第一MOS模块、第二MOS模块电连接；高频变压器的次级线圈的输出端依次经二极管、电流传感器与第二直流电源电连接，高频变压器的次级线圈的输出端还经CPU模块连接PWM隔离驱动模块；还包括电压采集模块，电压采集模块的一端与电流传感器电连接，电压采集器的另一端与CPU模块电连接；通过调整高频变压器中的线圈匝数比来实现对应的升降压操作，可以适用于任何电压等级、功率等级的直流电源互为备份。使变电站的通信电源和操作电源具备更高的安全性和供电可靠性。

Description

变电站通信电源与操作电源互为备份的实现装置

技术领域

本申请属于供电管理领域，特别涉及变电站通信电源与操作电源互为备份的实现装置。

背景技术

变电站的直流电源能够为各种设备提供稳定的直流供应，占据非常重要的作用。目前很多变电站的操作电源以及通信电源都是配备一组蓄电池，以此配备方式的变电站存在许多缺陷，例如当交流停电、蓄电池出现故障时，存在变电站直流电源失效的风险，容易导致重大事故的发生，引起巨大的经济损失。另外，当对蓄电池进行核对容量放电操作过程中时，往往需要额外携带后备电源，进行短时间的并联切换，增加了操作难度和复杂性，且容易出现人为操作误差，会给蓄电池维护工作带来较大的人财物开支。

目前直流系统备份多采用两组或多组蓄电池组并联在同一段直流母线上或者两套直流系统通过开关控制互为后备电源的方式，这两种方式实现的备份均存在上述不足，潜在一定的风险。不少电力研究人员通过在蓄电池组输入输出端接入控制装置或采用两套直流系统直接接入柔性跨接装置来解决以上不足，当出现异常或需要进行维护时，可提高直流系统的安全性和供电可靠性。但是，通过控制装置并联多组蓄电池于直流母线上在一定程度上会大大增加变电站的维护成本和投资成本；在两套直流系统之间采用柔性跨接方式，对两套直流系统的电压等级、功率等级有较高的要求，并不适用于不同规格的两套直流系统之间的备份。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型提供了变电站通信电源与操作电源互为备份的实现装置，对两侧的直流系统没有规格要求，使变电站的通信电源和操作电源具备更高的安全性和供电可靠性；并且备份电源可无缝不间断的为异常直流电源负荷供电，有效降低了变电站直流电源失效的风险。

为了达到上述技术目的，本实用新型提供的变电站通信电源与操作电源互为备份的实现装置，所述实现装置包括：

设置在第一直流电源与第二直流电源之间的高频变压器；

高频变压器的初级绕线组引出中间抽头，通过中间抽头与第一直流电源电连接，同时初级绕线组的两端分别经第一MOS模块、第二MOS模块电连接；

高频变压器的次级线圈的输出端依次经二极管、电流传感器与第二直流电源电连接，高频变压器的次级线圈的输出端还经CPU模块连接PWM隔离驱动模块；

还包括电压采集模块，电压采集模块的一端与电流传感器电连接，电压采集器的另一端与CPU模块电连接；

其中，当第一直流电源为通信电源时，第二直流电源为操作电源；

当第一直流电源为操作电源时，第二直流电源为通信电源。

可选的，在所述实现装置中：

所述PWM隔离驱动模块的输出端同时与第一MOS模块、第二MOS模块的栅极电连接。

可选的，在所述实现装置中：

所述二极管的正极与次级线圈的输出端的电连接。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：

通过调整高频变压器中的线圈匝数比来实现对应的升降压操作，可以适用于任何电压等级、功率等级的直流电源互为备份。同时备份电源可无缝不间断的为异常直流电源负荷供电，有效降低了变电站直流电源失效的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本实用新型提出的变电站通信电源与操作电源备份的实现装置的结构框图；

图2为操作电源为通信电源备份的电路结构图；

图3为通信电源为操作电源备份的电路结构图；

图例：A-CPU模块、B-高频变压器、C-第一MOS模块、D-第二MOS模块、

E-PWM隔离驱动模块、F-二极管、G-电流传感器、H-电压采集模块。

具体实施方式

为使本实用新型的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的结构作进一步地描述。

实施例一

如图1所示，该变电站通信电源与操作电源备份的实现装置包括CPU模块A、高频变压器B、第一MOS模块C、第二MOS模块D、PWM隔离驱动模块E、二极管F、电流传感器G、电压采集模块F。高频变压器B的初级绕线组引出中间抽头，第一MOS模块C、第二MOS模块D分别与高频变压器B的初级线圈引出线连接；二极管F、电流传感器G依次连接在高频变压器B的输出线路上，电压采集模块H则并联在该输出线路上，电流传感器G和电压采集模块H用于采集直流电源的电流和电压实时情况；CPU模块A分别与电流传感器G、电压采集模块F连接，用于接收、处理采集数据，判断直流电源的运行状况，并发送控制指令；PWM隔离驱动模块E一端与CPU模块A连接，另一端与第二MOS模块的栅极连接，用于接收CPU模块发出的指令，并发送驱动至第二MOS模块，控制第二MOS模块的打开和关断。

基于上述实现装置，对变电站通信电源与操作电源互为备份的实现流程包括：

将一种变电站通信电源与操作电源互为备份装置连接在第一直流电源和第二直流电源之间，根据第一直流电源和第二直流电源的电压和功率等级选择合适匝数比的高频变压器。

操作电源给通信电源备份时，如图2所示，高频变压器B采用降压模式，操作电源连接本实用新型装置的输入端，通信电源连接在本实用新型装置的输出端；电流传感器G和电压采集模块F分别采集通信电源输出线路上的电流和电压变化，并以特定的时间间隔传输至CPU模块A进行数据分析及处理。当通信电源输出异常，其电压和电流数值发生变化，CPU模块A立即判断出异常情况，发送启动备份电源的指令至PWM隔离驱动模块E，PWM隔离驱动模块E智能调节PWM1和PWM2占空比，控制第一MOS模块C和第二MOS模块D处于开关状态，操作电源输出的能量经第一MOS模块C、第二MOS模块D震荡后变换为交变电，通过高频变压器B降压、整流后无缝不间断地为通信电源的负荷提供直流电能，作为通信电源的备用供电电源。

通信电源给操作电源备份时，如图3所示，高频变压器B采用升压模式，通信电源连接在装置的输入端，操作电源连接在装置的输出端；电流传感器G和电压采集模块F分别采集操作电源输出线路上的电流和电压变化，并以特定的时间间隔传输至CPU模块A进行数据分析及处理。当操作电源输出异常，其电压和电流数值发生变化，CPU模块A立即判断出异常情况，发送启动备份电源的指令至PWM隔离驱动模块E，PWM隔离驱动模块E智能调节PWM1和PWM2占空比，控制MOS模块C和MOS模块D处于开关状态，通信电源输出的能量经MOS模块震荡后变换为交变电，通过高频变压器B升压、整流后无缝不间断输出为操作电源的负荷提供直流电能，作为操作电源的备用供电电源。

基于上述结构，当需要通信电源向操作电源传输电能时，作为操作电源的备用电源时，采用高频变压器升压模式；操作电源向通信电源传输电能，作为通信电源的备用电源时，采用高频变压器降压模式。采用装置实现电源备份后，一方面，减少直流电源失效的风险，实现直流电源之间的互相物理隔离，可大大提高变电站操作电源和通信电源的安全性和供电可靠性，另一方面，简化变电站电源系统中蓄电池核容放电维护操作的过程，节省大量的人、财、物的支出。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.变电站通信电源与操作电源互为备份的实现装置，其特征在于，所述实现装置包括：

设置在第一直流电源与第二直流电源之间的高频变压器；

高频变压器的初级绕线组引出中间抽头，通过中间抽头与第一直流电源电连接，同时初级绕线组的两端分别经第一MOS模块、第二MOS模块电连接；

高频变压器的次级线圈的输出端依次经二极管、电流传感器与第二直流电源电连接，高频变压器的次级线圈的输出端还经CPU模块连接PWM隔离驱动模块；

还包括电压采集模块，电压采集模块的一端与电流传感器电连接，电压采集器的另一端与CPU模块电连接；

其中，当第一直流电源为通信电源时，第二直流电源为操作电源；

当第一直流电源为操作电源时，第二直流电源为通信电源。

2.根据权利要求1所述的变电站通信电源与操作电源互为备份的实现装置，其特征在于，在所述实现装置中：

所述PWM隔离驱动模块的输出端同时与第一MOS模块、第二MOS模块的栅极电连接。

3.根据权利要求1所述的变电站通信电源与操作电源互为备份的实现装置，其特征在于，在所述实现装置中：

所述二极管的正极与次级线圈的输出端的电连接。

Images