CN213959822U - 不间断供电电路、风电变流器及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

公开了不间断供电电路、风电变流器及风力发电机组。所述不间断供电电路包括：变压器，所述变压器的原边与交流电源连接；整流器，所述整流器的交流输入端与所述变压器的副边连接；至少两组支撑电容，所述至少两组支撑电容的正极与所述整流器的正直流输出端连接，所述至少两组支撑电容的负极与所述整流器的负直流输出端连接，并且所述至少两组支撑电容的正极分别与各自对应负载的正极连接，所述至少两组支撑电容的负极分别与所述各自对应负载的负极连接；至少一个防反二极管，所述至少两组支撑电容的正极之间分别连接有一个防反二极管。通过本公开，解决了相关技术中在交流电源停电期间采用电池供电寿命短以及故障率高的问题。

Description

不间断供电电路、风电变流器及风力发电机组

技术领域

本公开总体说来涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及不间断供电电路、风电变流器及风力发电机组。

背景技术

目前，对于风电变流器的220V的不间断电源具备转换器、逆变器、以及双向斩波器。如图1所示，不间断电源将来自交流电源的交流电由转换器转换为直流电，该直流电由双向斩波器向蓄电装置供给，并且由逆变器转换为交流电而向负载供给。在停止从交流电源供给交流电的停电时期，蓄电装置的直流电经由双向斩波器向逆变器供给，转换为交流电而向负载供给。

因此，在交流电源停电期间，由蓄电装置(一般为电池)提供能量，而蓄电装置寿命较短(一般不超过5年)且故障率较高。

实用新型内容

本公开的实施例提供一种不间断供电电路、风电变流器及风力发电机组，所述不间断供电电路、风电变流器及风力发电机组能够有效解决在交流电源停电期间采用电池供电寿命短以及故障率高的问题。

在一个总的方面，提供一种不间断供电电路，所述不间断供电电路包括：变压器，变压器的原边与交流电源连接；整流器，整流器的交流输入端与变压器的副边连接，至少两组支撑电容，至少两组支撑电容的正极与整流器的正直流输出端连接，至少两组支撑电容的负极与整流器的负直流输出端连接，并且至少两组支撑电容的正极分别与各自对应负载的正极连接，至少两组支撑电容的负极分别与各自对应负载的负极连接；至少一个防反二极管，至少两组支撑电容的正极之间分别连接有一个防反二极管。

可选地，每组支撑电容包括多个并联的电容模块，电容模块的容值及数量根据对应的负载的功率大小以及交流电源失电的情况下需要持续供电的时间确定。

可选地，不间断供电电路还包括：至少两组放电电阻，每组支撑电容至少并联连接有一组放电电阻。

可选地，不间断供电电路还包括：至少两套第一保护开关组件，连接在支撑电容及其对应的负载之间，且第一保护开关组件的一端与支撑电容的正极连接，另一端与支撑电容对应负载的正极连接。

可选地，第一保护开关组件包括直流微型断路器。

可选地，不间断供电电路还包括：多组电压检测单元，每组支撑电容的两端分别并联一个电压检测单元，各电压检测单元用于检测支撑电容两端的电压。

可选地，电压检测单元包括直流继电器。

可选地，至少两个支撑电容为电解电容或薄膜电容。

在另一总的方面，提供一种风电变流器，该风电变流器包括如上所述的任一项的不间断供电电路。

在另一总的方面，提供一种风力发电机组，该风力发电机组包括如上所述的风电变流器。

根据本公开的实施例的不间断供电电路、风电变流器及风力发电机组，在交流输入失电时通过电容为对应的负载供电，能够有效解决在交流电源停电期间采用电池供电寿命短以及故障率高的问题，且在不同电容间连接防反二极管，即第一电容和第二电容间连接有防反二极管，防止第一电容的负载合闸时，第二电容向第一电容的负载供电，导致第二电容的电压跌落而造成第二电容的负载供电电压不足的问题。

将在接下来的描述中部分阐述本公开总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本公开总体构思的实施而得知。

附图说明

通过下面结合示出实施例的附图进行的描述，本公开的实施例的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出现有的不间断电源的示意图；

图2是示出根据本公开的实施例的不间断供电电路示意图；

图3是示出根据本公开的实施例的优选不间断供电电路示意图。

具体实施方式

提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物将是清楚的。例如，在此描述的操作的顺序仅是示例，并且不限于在此阐述的那些顺序，而是除了必须以特定的顺序发生的操作之外，可如在理解本申请的公开之后将是清楚的那样被改变。此外，为了更加清楚和简明，本领域已知的特征的描述可被省略。

在此描述的特征可以以不同的形式来实现，而不应被解释为限于在此描述的示例。相反，已提供在此描述的示例，以仅示出实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式，所述许多可行方式在理解本申请的公开之后将是清楚的。

如在此使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项中的任何一个以及任何两个或更多个的任何组合。

尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不应被这些术语所限制。相反，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分进行区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。

在说明书中，当元件(诸如，层、区域或基底)被描述为“在”另一元件上、“连接到”或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”另一元件上、直接“连接到”或“结合到”另一元件，或者可存在介于其间的一个或多个其他元件。相反，当元件被描述为“直接在”另一元件上、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于其间的其他元件。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并不将用于限制公开。除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”说明存在叙述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

除非另有定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与由本公开所属领域的普通技术人员在理解本公开之后通常理解的含义相同的含义。除非在此明确地如此定义，否则术语(诸如，在通用词典中定义的术语)应被解释为具有与它们在相关领域的上下文和本公开中的含义一致的含义，并且不应被理想化或过于形式化地解释。

此外，在示例的描述中，当认为公知的相关结构或功能的详细描述将引起对本公开的模糊解释时，将省略这样的详细描述。

图2是示出本公开的实施例的不间断供电电路的示意图。

参照图2，该不间断供电电路包括变压器T1、整流器D1、至少两组支撑电容C1和C2以及至少一个防反二极管D2。变压器T1的原边与交流电源连接，整流器D1的交流输入端与变压器T1的副边连接至少两组支撑电容C1和C2的正极与整流器D1的正直流输出端连接，至少两组支撑电容C1和C2的负极与整流器D1的负直流输出端连接，并且至少两组支撑电容C1和C2的正极分别与各自对应负载的正极连接，至少两组支撑电容的负极分别与各自对应负载的负极连接至少两组支撑电容的正极之间分别连接有一个防反二极管D2。根据本公开的实施例，该至少两组支撑电容为电解电容或薄膜电容。

根据上述实施例的不间断供电电路，在交流输入失电时通过不同容量的电容为对应的负载供电，能够有效解决采用电池供电寿命短以及故障率高的问题，且在不同电容间连接防反二极管，即第一电容和第二电容间连接有防反二极管，防止第一电容的负载合闸时，第二电容向第一电容的负载供电，导致第二电容的电压跌落而造成第二电容的负载供电电压不足的问题。

根据本公开的实施例，每组支撑电容包括多个并联的电容模块，电容模块的容值及数量根据对应负载的功率大小以及交流电源失电的情况下需要持续供电的时间确定。通过本实施例，采用不同容量的电容模块为对应负载供电，可以更合理的使用能源。

根据本公开的实施例，不间断供电电路还包括至少两组放电电阻，每组支撑电容至少并联连接有一组放电电阻。通过本实施例，增加放电电阻，使不间断供电电路在维护前确保不间断供电电路中的电容无储能，进而确保维护人员的安全。

根据本公开的实施例，不间断供电电路还包括至少两套第一保护开关组件，该至少两套第一保护开关组件连接在支撑电容及其对应负载之间，且第一保护开关组件的一端与支撑电容的正极连接，另一端与支撑电容对应负载的正极连接。通过本实施例，在支撑电容和负载间增加保护开关，使得在负载短路时将负载与本不间断供电电路断开。这里，第一保护开关组件包括但不限于直流微型断路器。

根据本公开的实施例，不间断供电电路还包括多组电压检测单元。每组支撑电容的两端分别并联一个电压检测单元，各电压检测单元用于检测支撑电容两端的电压。通过本实施例，增加电压检测单元，使得可以检测支撑电容是否出现电压低的情况，并将相应的信号反馈给上位机。这里，电压检测单元包括但不限于直流继电器。

以下参照图3具体描述根据本公开的实施例的不间断供电电路。

如图3所示，不间断供电电路包括：短路保护开关Q1；降压变压器T1；单相全桥不控整流器D1；直流支撑电容C1；直流支撑电容C2；放电电阻R1和R2；电压检测继电器K0和K1；负载短路保护开关Q2和Q3；防反二极管D2。虚线框内的KM1～KMn、QF1～QFn为负载(KM1～KMn一般为多只接触器的合闸线圈，QF1～QFn一般为多只框架断路器的欠压线圈、合闸线圈、分励线圈等)。

不间断供电电路保护开关Q1为直流微型断路器，Q1的上口与单相输入220V交流电源连接，Q1的下口与降压变压器T1的原边连接。不间断供电电路保护开关Q1在不间断供电电路中的直流母线出现短路时将不间断供电电路与交流电源断开，对不间断供电电路进行短路保护。同时，不间断供电电路保护开关Q1具备在不间断供电电路合闸时不跳闸的功能，因此合闸涌流不能使Q1跳闸。

降压变压器T1的原边与Q1的下口连接，副边与单相全桥不控整流器D1的交流输入端连接。降压变压器T1的主要作用是将220V交流电压变压成160V交流电压。

单相全桥不控整流器D1将4个整流二极管封装在一起，组成单相桥式不控整流电路。单相全桥不控整流器D1的交流输入端与变压器T1的副边连接，直流正输出端与电容C1的正极连接，直流负输出端与电容C1的负极连接，并且电容C1的负极接地。单相全桥不控整流器D1的主要作用是将输入的160V交流电压整流成220V直流电压。

直流支撑电容C1可采用电解电容和薄膜电容，能够起到稳定直流母线，存储能量的作用，在交流电源输入失电的情况下为负载提供直流电。直流支撑电容C1可包括多个并联连接的电容，所述多个并联连接的电容的容值和数量可根据负载的大小以及在交流电源输入失电的情况下需要持续供电的时间进行调整。直流支撑电容C1的正极和单相全桥不控整流器D1的正输出端、电压检测继电器K0的正极、放电电阻R1的一端、防反二极管D2的A极、输出保护开关Q2的上口连接，直流支撑电容C1的负极和单相全桥不控整流器D1的负输出端、K0的负极、放电电阻R1的另一端连接。

直流支撑电容C2可采用电解电容和薄膜电容，能够起到稳定直流母线，存储能量的作用，在交流电源输入失电的情况下为负载提供直流电。直流支撑电容C2可包括多个并联连接的电容，所述多个并联连接的电容的容值和数量可根据负载的大小以及在交流电源输入失电的情况下需要持续供电的时间进行调整。直流支撑电容C2的正极和电压检测继电器K1的正极、放电电阻R2的一端、防反二极管D2的K极、输出保护开关Q3的上口连接，直流支撑电容C2的负极和单相全桥不控整流器D1的负输出端、K0的负极、放电电阻R1的另一端连接。

放电电阻R1和R2为功率电阻，其主要作用是对直流母线进行放电，使不间断供电电路在维护前确保不间断供电电路中的电容无储能，进而确保维护人员的安全。

电压检测继电器K0和K1为直流继电器，其主要作用是分别检测直流支撑电容C1和直流支撑电容C2是否出现电压低的情况，并将相应的信号反馈给上位机。电压检测继电器K0和K1也可以采用其他电压检测电路替代，只需要具备相同的功能即可。

负载短路保护开关Q2和Q3为直流微型断路器，负载短路保护开关Q2和Q3的上口分别与直流支撑电容C1和C2的正极连接，下口分别与对应负载的正极连接，其主要作用是在负载短路时将负载与本不间断供电电路断开。

防反二极管D2的主要作用是在直流支撑电容C1的负载合闸时，阻止直流支撑电容C2向直流支撑电容C1的负载提供能量，以避免直流支撑电容C2的电压快速跌落，进而避免因为直流支撑电容C2的电压跌落而造成直流支撑电容C2的负载因供电电压不足而误动作。

根据本公开的实施例，还可实现包括如上所述的不间断供电电路的风电变流器以及包括该风电变流器的风力发电机组。

综上，本公开的实施例提供了一种不间断供电电路、一种包括该不间断供电电路的风电变流器以及一种包括该风电变流器的风力发电机组。所述不间断供电电路通过单相变压器对220V交流输入电压进行变压，再通过单相全桥不控整流器将交流电压整流成220V直流电压，直流母线通过不同容量的电容作为支撑，可实现在交流电源输入失电时通过直流支撑电容持续为负载供电，解决了采用电池供电故障率高、寿命短的弊端，可以应用于风电变流器的不同机型；再有，在不同电容间连接防反二极管，即第一电容和第二电容间连接有防反二极管，防止第一电容的负载合闸时，第二电容向第一电容的负载供电，导致第二电容的电压跌落而造成第二电容的负载供电电压不足的问题；并且，与传统的220V不间断电源相比，本公开的实施例的不间断供电电路，结构简单，元器件数量少，可靠性显著提高。

虽然已表示和描述了本公开的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (10)

1.一种不间断供电电路，其特征在于，所述不间断供电电路包括：

变压器，所述变压器的原边与交流电源连接；

整流器，所述整流器的交流输入端与所述变压器的副边连接；

至少两组支撑电容，所述至少两组支撑电容的正极与所述整流器的正直流输出端连接，所述至少两组支撑电容的负极与所述整流器的负直流输出端连接，并且所述至少两组支撑电容的正极分别与各自对应负载的正极连接，所述至少两组支撑电容的负极分别与所述各自对应负载的负极连接；

至少一个防反二极管，所述至少两组支撑电容的正极之间分别连接有一个防反二极管。

2.如权利要求1所述的不间断供电电路，其特征在于，每组所述支撑电容包括多个并联的电容模块，所述电容模块的容值及数量根据对应负载的功率大小以及所述交流电源失电的情况下需要持续供电的时间确定。

3.如权利要求1所述的不间断供电电路，其特征在于，所述不间断供电电路还包括：至少两组放电电阻，每组所述支撑电容至少并联连接有一组放电电阻。

4.如权利要求1所述的不间断供电电路，其特征在于，所述不间断供电电路还包括：至少两套第一保护开关组件，连接在所述支撑电容及其对应的负载之间，且所述第一保护开关组件的一端与所述支撑电容的正极连接，另一端与所述支撑电容对应负载的正极连接。

5.如权利要求4所述的不间断供电电路，其特征在于，所述第一保护开关组件包括直流微型断路器。

6.如权利要求1所述的不间断供电电路，其特征在于，所述不间断供电电路还包括：多组电压检测单元，每组所述支撑电容的两端分别并联一个电压检测单元，各所述电压检测单元用于检测所述支撑电容两端的电压。

7.如权利要求6所述的不间断供电电路，其特征在于，所述电压检测单元包括直流继电器。

8.如权利要求1至7中任一项所述的不间断供电电路，其特征在于，所述至少两组支撑电容为电解电容或薄膜电容。

9.一种风电变流器，其特征在于，所述风电变流器包括如权利要求1 至8中任一项所述的不间断供电电路。

10.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求9所述的风电变流器。

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