CN213125893U - 一种独立供电的环网柜除湿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种独立供电的环网柜除湿装置，包括有供电装置、电能转换装置、充放电管理系统、储能装置以及除湿器、所述供电装置通过电能转换装置与所述储能装置电连接，所述储能装置通过所述电能转换装置与所述除湿器电连接，所述充放电管理系统通过控制电能转换器的动作继而保证储能装置充放电安全，所述供电装置包括有风力发电机组、光伏发电装置、调节装置、塔杆以及控制器，所述风力发电机组安装在塔杆的顶端，所述光伏发电装置通过调节装置设置在塔杆的中部，所述控制器控制调节装置执行调节动作。该装置在提高风光互补发电机组的供电效率方面起到了积极效果。

Description

一种独立供电的环网柜除湿装置

技术领域

本实用新型涉及电力设备维护技术领域，具体的，涉及一种独立供电的环网柜除湿装置。

背景技术

高压环网柜目前面临的主要由两种问题，一种式内部除湿，环网柜的消防安全以及环网柜除湿系统的供电问题，内部除湿问题，国内有科研机构和企业研制了高压柜内的电子除湿系统，但也存在电源不稳定等问题：有利用电池的直流电子除湿器，但需经常更换电池，无法保证长期稳定的供电电源；有的企业研制了向就近配电柜中取用市电作为220V交流除湿器的电源，但此举增加了线路损耗，不利于线损考核，而且也会引发安全问题。

由于环网柜内设置有较多电路控制设备，一旦电路高负荷运行时，会造成局部温度过高甚至发生电力火情，维护人员不能及时的前去处理则会导致更严重的次生灾害发生，因此环网柜需要设置消防设备，可以被动触发进行灭火，防止火情蔓延。

采用独立的供电电源给除湿系统供电会遇到供电不足和供电不稳定的问题，需要采用风光互补的供电方式将电能储存在蓄电池中，然后经过电力转换器将电能转换成除湿器的工作电源，如何提高风光互补发电机组的供电效率和供电安全，一直是需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决环网柜内的除湿器供电困难以及独立供电电源发电质量不高的问题，提出了一种独立供电的环网柜除湿装置，该装置在提高风光互补发电机组的供电效率方面起到了积极效果。

为实现上述技术目的，本实用新型提供的一种技术方案是，一种独立供电的环网柜除湿装置，包括有供电装置、电能转换装置、充放电管理系统、储能装置以及除湿器、所述供电装置通过电能转换装置与所述储能装置电连接，所述储能装置通过所述电能转换装置与所述除湿器电连接，所述充放电管理系统通过控制电能转换器的动作继而保证储能装置充放电安全，所述供电装置包括有风力发电机组、光伏发电装置、调节装置、塔杆以及控制器，所述风力发电机组安装在塔杆的顶端，所述光伏发电装置通过调节装置设置在塔杆的中部，所述控制器控制调节装置执行调节动作。

本方案中，该装置主要包括电能产生环节、电能变换控制环节和电能存储消耗环节三部分组成。电能产生环节分为风力发电和光伏发电两部分，电能变换控制环节有电能转换装置控制，电能转换装置由不可控制三相整流桥、 BOOST升压变换器和双向BOOST/BUCK直流变换器组成。风力发电机组产生的三相交流电通过不可控制三相整流桥，光伏发电经过BOOST升压变换器后接在中间直流母线两端。经过电容稳波后送入DC/DC BUCK变换器，得到储能电池充电所需的直流电。而需供电时则储能电池经反相的BOOST变换器向负荷放电。其中DC/DC环节即功率变换器，是电能变换的核心部分，也是实现充电控制关键环节，整个控制器的调控重点就是控制双向BOOST/BUCK直流变换器。电能存储消耗环节分为存储和消耗两部分。电能的存储部分主要由储能电池来承担，储能电池是整个系统的能量中转枢纽，其主要作用是消除由于天气等原因引起能量供给和需求的不平衡（比如梅雨季节光伏出力很少，就需要依靠之前存储的电池容量供电）。储能部分在整个系统中起到电能调节和平衡负载的作用，当发电量大于负载（除湿器）消耗量时，系统给电池充电，当发电量小于负载消耗量时，蓄电池给负载供电。电能消耗部分主要由卸载电路和交流除湿器组成，因此需要设计DC/AC逆变器。卸载电路的主要作用是：当风速很高，但仍未达到过速保护状态时，系统仍需要给负载或电池供电，为了减小大风给开关管及其电路可能造成的破坏，控制器可以开启卸载电路，使一部分功率在卸载电路消耗掉，从而减少大风对控制器的冲击。

作为优选，所述电能转换装置包括有整流器、升压变换器、双向直流变换器以及电容器，所述风电发电机组的电源输出端与整流器的一端电连接，所述整流器的另一端与发电母线电连接，所述光伏发电装置的电源输出端与升压变换器的一端电连接，所述升压变换器的另一端与所述发电母线电连接，所述发电母线并联有用于稳压滤波的电容器，所述发电母线通过双向直流变换器与所述储能装置电连接，所述发电母线还连接有一卸荷器，所述充放电管理系统分别与双向直流变换器和卸荷器电连接；卸荷器的主要作用是：当风速很高，但仍未达到过速保护状态时，系统仍需要给负载或电池供电，为了减小大风给开关管及其电路可能造成的破坏，控制器可以开启卸荷器，使一部分功率在卸荷器消耗掉，从而减少大风对控制器的冲击。

作为优选，所述光伏发电装置包括有四块独立太阳能供电板拼接组成的发电模组，四块所述独立太阳能供电板的对角端均切割为圆弧，使得其对角端围城一个大于塔杆截面直径的圆孔，四块所述独立太阳能供电板通过设置在下端的调节装置安装在塔杆上。

作为优选，四个所述独立太阳能供电板的结构相同，所述独立太阳能供电板的圆弧端的上边沿设置有感光条，所述独立太阳能供电板与所述圆弧端的相邻两边的上边沿均设置有感光条，所述感光条的信号检测端分别与所述控制器电连接。本方案中，四块独立的光伏电池板平展与塔杆的中部位置，由于太阳的直射，不同时刻的太阳直射角度不同导致立杆在光伏电池板上的投影面积和区域不同，在每一块光伏电池板的相对应边沿设置有感光条，控制器检测感光条的信号，即可以确定需要转动多少角度使得立杆的影子处于两个光伏电池板的缝隙中，保证光伏发电的质量。

作为优选，所述调节装置包括有第一限位环、第二限位环、控制盒、转动盘、四个气动阀、四个支杆、四个气缸、旋转调节机构以及转动机构，四个所述独立光伏电池板的外端分别与四个气缸的一端铰接，四个所述气缸的另一端分别与转动盘固定连接，四个所述气动阀分别设置在转动盘的上端面上，四个气动阀的出气口与四个气缸的进气口通过气管连接，四个所述气动阀的控制端与控制器电连接；四个所述独立光伏电池板的外端分别与四个支杆的一端铰接，四个支杆的另一端固定在所述转动盘的上端面，所述转动盘的上端设置有第一限位环，所述转动盘的下端通过旋转调节机构与所述控制盒的上端面可转动连接，所述控制盒的下端设置有第二限位环，所述控制盒内设置有所述控制器，所述转动机构包括有步进电机和转动杆，所述步进电机固定设置在所述控制盒内，所述转动杆的外圈设置有齿轮，所述转动杆的一端与转动盘啮合，所述转动杆的另一端与步进电机的输出轴固定连接，所述控制器与步进电机电连接。本方案中，风速传感器可以测得当前环境下的风速，控制器可以设定风速阈值，当超过最大风速时，控制器控制气动阀动作，进而控制四个独立的光伏电池板伸展和收拢，其中，四个独立的光伏电池板不是同时展开和收拢，可以对角线分两组同时展开和收拢，防止相邻的光伏电池板相互干扰。

作为优选，所述转动盘的下端面开设有圆环形槽口，所述圆环形槽口的一侧面设置有匹配所述转动杆的齿轮，所述转动杆的一端插入圆环形槽口内并与圆环形槽口的齿轮啮合。

作为优选，所述旋转调节机构包括有圆柱形槽孔、弹簧和钢球，所述圆柱形槽孔开设在所述转动盘的底端，所述弹簧的一端与圆柱形槽孔的底端固定连接，所述弹簧的另一端与钢球抵触，所述控制盒的上端面径向设置有匹配钢球的槽口，所述钢球直径的三分之一落入槽口内。

本实用新型的有益效果：针对高压环网柜当前普遍存在的潮湿凝露和电子除湿器取电难的问题，研制风光储一体化的除湿器，通过小型风力机和太阳能光伏的联合互补发电，以及储能电池的能量调节，为电子除湿器提供稳定的工作电源，经由一定的智能控制策略和能量管理方法合理调控除湿器的运行，从而将环网柜箱体内湿度控制在一定范围内，确保柜内各种高压设备安全平稳运行；设置风光一体化的发电机组以及调节装置，可以显著提高机组的发电效率和电能质量，保障蓄电池的充放电安全。

附图说明

图1为本实用新型的一种独立供电的环网柜除湿装置的结构示意图。

图2为本实用新型的调节装置的结构示意图。

图3为本实用新型的旋转调节机构的结构示意图。

图4为本实用新型的转动盘的结构示意图。

图中标记说明：1-风力发电机组、2-光伏发电装置、3-调节装置、4-塔杆、5-环网柜、6-除湿器、31-第一限位环、32-第二限位环、33-控制盒、34-转动盘、35-气动阀、36-支杆、37-气缸、38-旋转调节机构、39-转动机构、341-圆环形槽口、381-圆柱形槽孔、382-弹簧、383-钢球。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本实用新型的一种最佳实施例，仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例：如图1所示，一种独立供电的环网柜除湿装置，包括有供电装置、电能转换装置、充放电管理系统、储能装置以及除湿器、所述除湿器安装在环网柜内，所述供电装置通过电能转换装置与所述储能装置电连接，所述储能装置通过所述电能转换装置与所述除湿器电连接，所述充放电管理系统通过控制电能转换器的动作继而保证储能装置充放电安全，所述供电装置包括有风力发电机组、光伏发电装置、调节装置、塔杆以及控制器，所述风力发电机组安装在塔杆的顶端，所述光伏发电装置通过调节装置设置在塔杆的中部，所述控制器控制调节装置执行调节动作。

所述电能转换装置包括有整流器、升压变换器、双向直流变换器以及电容器，所述风电发电机组的电源输出端与整流器的一端电连接，所述整流器的另一端与发电母线电连接，所述光伏发电装置的电源输出端与升压变换器的一端电连接，所述升压变换器的另一端与所述发电母线电连接，所述发电母线并联有用于稳压滤波的电容器，所述发电母线通过双向直流变换器与所述储能装置电连接，所述发电母线还连接有一卸荷器，所述充放电管理系统分别与双向直流变换器和卸荷器电连接。

如图2所示，所述光伏发电装置包括有四块独立太阳能供电板拼接组成的发电模组，四块所述独立太阳能供电板的对角端均切割为圆弧，使得其对角端围城一个大于塔杆截面直径的圆孔，四块所述独立太阳能供电板通过设置在下端的调节装置安装在塔杆上。

四个所述独立太阳能供电板的结构相同，所述独立太阳能供电板的圆弧端的上边沿设置有感光条，所述独立太阳能供电板上与所述圆弧端的相邻两边的上边沿均设置有感光条，所述感光条的信号检测端分别与所述控制器电连接。

如图2所示，所述调节装置包括有第一限位环、第二限位环、控制盒、转动盘、四个气动阀、四个支杆、四个气缸、旋转调节机构以及转动机构，四个所述独立光伏电池板的外端分别与四个气缸的一端铰接，四个所述气缸的另一端分别与转动盘固定连接，四个所述气动阀分别设置在转动盘的上端面上，四个气动阀的出气口与四个气缸的进气口通过气管连接，四个所述气动阀的控制端与控制器电连接；四个所述独立光伏电池板的外端分别与四个支杆的一端铰接，四个支杆的另一端固定在所述转动盘的上端面，所述转动盘的上端设置有第一限位环，所述转动盘的下端通过旋转调节机构与所述控制盒的上端面可转动连接，所述控制盒的下端设置有第二限位环，所述控制盒内设置有所述控制器，所述转动机构包括有步进电机和转动杆，所述步进电机固定设置在所述控制盒内，所述转动杆的外圈设置有齿轮，所述转动杆的一端与转动盘啮合，所述转动杆的另一端与步进电机的输出轴固定连接，所述控制器与步进电机电连接。

如图4所示，所述转动盘的下端面开设有圆环形槽口，所述圆环形槽口的一侧面设置有匹配所述转动杆的齿轮，所述转动杆的一端插入圆环形槽口内并与圆环形槽口的齿轮啮合，如图3所示，所述旋转调节机构包括有圆柱形槽孔、弹簧和钢球，所述圆柱形槽孔开设在所述转动盘的底端，所述弹簧的一端与圆柱形槽孔的底端固定连接，所述弹簧的另一端与钢球抵触，所述控制盒的上端面径向设置有匹配钢球的槽口，所述钢球直径的三分之一落入槽口内。

以上所述之具体实施方式为本实用新型一种独立供电的环网柜除湿装置的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种独立供电的环网柜除湿装置，包括有供电装置、电能转换装置、充放电管理系统、储能装置以及除湿器、所述供电装置通过电能转换装置与所述储能装置电连接，所述储能装置通过所述电能转换装置与所述除湿器电连接，所述充放电管理系统通过控制电能转换器的动作继而保证储能装置充放电安全，其特征在于：所述供电装置包括有风力发电机组、光伏发电装置、调节装置、塔杆以及控制器，所述风力发电机组安装在塔杆的顶端，所述光伏发电装置通过调节装置设置在塔杆的中部，所述控制器控制调节装置执行调节动作。

2.根据权利要求1所述的一种独立供电的环网柜除湿装置，其特征在于：所述电能转换装置包括有整流器、升压变换器、双向直流变换器以及电容器，所述风力发电机组的电源输出端与整流器的一端电连接，所述整流器的另一端与发电母线电连接，所述光伏发电装置的电源输出端与升压变换器的一端电连接，所述升压变换器的另一端与所述发电母线电连接，所述发电母线并联有用于稳压滤波的电容器，所述发电母线通过双向直流变换器与所述储能装置电连接，所述发电母线还连接有一卸荷器，所述充放电管理系统分别与双向直流变换器和卸荷器电连接。

3.根据权利要求1所述的一种独立供电的环网柜除湿装置，其特征在于：所述光伏发电装置包括有四块独立太阳能供电板拼接组成的发电模组，四块所述独立太阳能供电板的对角端均切割为圆弧，使得其对角端围城一个大于塔杆截面直径的圆孔，四块所述独立太阳能供电板通过设置在下端的调节装置安装在塔杆上。

4.根据权利要求3所述的一种独立供电的环网柜除湿装置，其特征在于：四个所述独立太阳能供电板的结构相同，所述独立太阳能供电板的圆弧端的上边沿设置有感光条，所述独立太阳能供电板与所述圆弧端的相邻两边的上边沿均设置有感光条，所述感光条的信号检测端分别与所述控制器电连接。

5.根据权利要求3所述的一种独立供电的环网柜除湿装置，其特征在于：所述调节装置包括有第一限位环、第二限位环、控制盒、转动盘、四个气动阀、四个支杆、四个气缸、旋转调节机构以及转动机构，四个所述独立太阳能供电板的外端分别与四个气缸的一端铰接，四个所述气缸的另一端分别与转动盘固定连接，四个所述气动阀分别设置在转动盘的上端面上，四个气动阀的出气口与四个气缸的进气口通过气管连接，四个所述气动阀的控制端与控制器电连接；四个所述独立太阳能供电板的外端分别与四个支杆的一端铰接，四个支杆的另一端固定在所述转动盘的上端面，所述转动盘的上端设置有第一限位环，所述转动盘的下端通过旋转调节机构与所述控制盒的上端面可转动连接，所述控制盒的下端设置有第二限位环，所述控制盒内设置有所述控制器，所述转动机构包括有步进电机和转动杆，所述步进电机固定设置在所述控制盒内，所述转动杆的外圈设置有齿轮，所述转动杆的一端与转动盘啮合，所述转动杆的另一端与步进电机的输出轴固定连接，所述控制器与步进电机电连接。

6.根据权利要求5所述的一种独立供电的环网柜除湿装置，其特征在于：所述转动盘的下端面开设有圆环形槽口，所述圆环形槽口的一侧面设置有匹配所述转动杆的齿轮，所述转动杆的一端插入圆环形槽口内并与圆环形槽口的齿轮啮合。

7.根据权利要求5所述的一种独立供电的环网柜除湿装置，其特征在于：所述旋转调节机构包括有圆柱形槽孔、弹簧和钢球，所述圆柱形槽孔开设在所述转动盘的底端，所述弹簧的一端与圆柱形槽孔的底端固定连接，所述弹簧的另一端与钢球抵触，所述控制盒的上端面径向设置有匹配钢球的槽口，所述钢球直径的三分之一落入槽口内。

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