CN214100854U - 一种隧道全直流供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及隧道供电领域，提供了一种隧道全直流供电系统，其包括：用于将交流电转换成高压直流电的交流配电柜，分别向风机、水泵、隧道基本照明灯具、隧道加强照明灯具、隧道应急照明灯具和监控设备供电的多个直流子系统，各所述直流子系统分别连接于所述交流配电柜，其中的向电机类负载供电的直流子系统包括用于将高压直流电变频后提供给电机类负载的直流变频装置，其中的向隧道应急照明灯具和监控设备供电的直流子系统包括储能型直流供电柜。本系统具有节能效果好，建设成本低等优点。

Description

一种隧道全直流供电系统

技术领域

本实用新型涉及隧道供电领域，具体为一种隧道全直流供电系统。

背景技术

隧道的用电设备包括风机、水泵、隧道基本照明灯具、隧道加强照明灯具、隧道应急照明灯具和监控设备，目前，隧道采用交流供电系统，交流电经交流配电后，直接输送到各用电设备，为各用电设备提供电能，其主要存在以下缺陷：1、能效低，不节能。交流供电系统使用交流变频器驱动大型风机，交流变频器的电能转换率低，而且大型风机不间断运行，电能浪费较大。2、交流配电系统电缆一般为5线制，建设成本高。3、不利于接入光伏发电系统和储能系统。光伏发电系统需要逆变后才能接入交流配电系统，储能系统需要安装AC-DC变换器才能接入交流配电系统，这些导致接入成本较高，不利于光伏发电系统和储能系统接入。

鉴于现有隧道供电系统存在上述缺陷，有必要设计一种隧道全直流供电系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种隧道全直流供电系统。

为达上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种隧道全直流供电系统，用于向隧道的风机、水泵、隧道基本照明灯具、隧道加强照明灯具、隧道应急照明灯具和监控设备供电，所述隧道全直流供电系统包括：

用于将交流电转换成高压直流电的交流配电柜；

用于向所述风机供电的第一直流子系统；

用于向所述水泵供电的第二直流子系统；

用于向所述隧道基本照明灯具供电的第三直流子系统；

用于向所述隧道加强照明灯具的第四直流子系统；

用于向所述隧道应急照明灯具供电的第五直流子系统；以及

用于向所述监控设备供电的第六直流子系统；

各所述直流子系统分别连接于所述交流配电柜；

所述第一至第二直流子系统均包括直流变频装置，用于将直流电变频后输出；

所述第五和第六直流子系统均包括储能型直流供电柜，用于在市电网断电后继续输出直流电。

优选地，所述隧道全直流供电系统还包括：发电机组；以及与所述发电机组、市电网和所述交流配电柜相连的电源切换装置，所述电源切换装置用于当市电网断电后切换所述发电机组向所述交流配电柜供电。

优选地，所述发电机组包括光伏发电系统。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本系统为应用于隧道的全直流供电系统，隧道内的风机和水泵均由直流电经直流变频装置驱动，相比交流变频驱动，直流变频驱动的节能效果显著。

直流配电系统为3线制，相比交流配电系统的5线制，节省了两条电缆，可以降低建设成本。

由于为直流供电系统，不需要逆变器即可接入光伏发电系统供电，不需AC-DC变换器即可接入应急用的储能系统，因而可进一步降低建设成本。

附图说明

图1为隧道全直流供电系统的框图；

附图标记：1、低压变压器；2、发电机组；3、电源切换装置；4、交流配电柜；5、风机；6、水泵；7、隧道基本照明灯具；8、隧道加强照明灯具；9、隧道应急照明灯具；10、监控设备。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

本供电系统为适用于隧道的供电系统，用于向隧道的风机、水泵、隧道基本照明灯具、隧道加强照明灯具、隧道应急照明灯具和监控设备供电。其中的隧道基本照明灯具、隧道加强照明灯具、隧道应急照明灯具优选LED灯具，其中的监控设备供电包括交通违法监控设备，包括但不限于测速雷达、抓拍摄像头、信号灯等。

参照图1，本供电系统包括：用于将交流电转换成高压直流电的交流配电柜4；用于向所述风机5供电的第一直流子系统；用于向所述水泵6供电的第二直流子系统；用于向所述隧道基本照明灯具7供电的第三直流子系统；用于向所述隧道加强照明灯具8的第四直流子系统；用于向所述隧道应急照明灯具9供电的第五直流子系统；以及用于向所述监控设备10供电的第六直流子系统；各所述直流子系统分别连接于所述交流配电柜4；所述第一至第二直流子系统均包括直流变频装置，用于将直流电变频后输出；所述第五和第六直流子系统均包括储能型直流供电柜，用于在市电网断电后继续输出直流电。

本供电系统还包括：发电机组2；以及与所述发电机组2、市电网和所述交流配电柜4相连的电源切换装置3，所述电源切换装置3用于当市电网断电后切换所述发电机组2向所述交流配电柜4供电。其中，可采用的发电机组2包括但不限于燃料发电机、光伏发电系统、风力发电机，优选光伏发电系统。

本供电系统的工作过程如下：

高压市电经低压变压器1变压后，经电源切换装置3输入交流配电柜4，转换成高压直流(一般为200VDC-750VDC)电压，然后分配给各直流子系统，在第一直流子系统，高压直流电压经直流供电柜接入直流变频装置，变频后驱动风机5；在第二直流子系统，高压直流电压经直流供电柜接入直流变频装置，变频后驱动水泵6；在第三直流子系统，高压直流电压经直流供电柜给隧道基本照明灯具7供电；在第四直流子系统，高压直流电压经直流供电柜给隧道加强照明灯具8供电；在第五直流子系统，高压直流电压经储能型直流供电柜给隧道应急照明灯具9供电；在第六直流子系统，高压直流电压经储能型直流供电柜给监测设备供电。

正常情况下，电源切换装置3将交流配电柜4与低压变压器1接通，由市电网供电。当市电网断电后，电源切换装置3将交流配电柜4与发电机组2接通，由发电机组2供电。

正常情况下，第五直流子系统和第六直流子系统中的储能型直流供电柜充电储能。当市电网和发电机组2均断电后，第五直流子系统中和第六直流子系统中的储能型直流供电柜向隧道应急照明灯具9和监控设备10提供直流电，应急使用。

上述隧道供电系统具有以下优点：

上述系统为全直流供电，由于隧道的风机5和水泵6等电机类负载均采用直流供电，用直流变频装置将高压直流电变频后驱动这些电机类的负载。采用直流变频装置可减小变频装置的体积，提高变频装置的转换效率、末端设备更容易实现智能控制、同时可降低设备故障率、提高设备使用寿命、对于电机类负载节能效果显著。

由于为全直流供电，光伏发电系统可直接引入上述系统供电，从而可减少电压变换次数提高新能源利用率。可将储能系统直接设置在上述系统的直流母线上，无需变换，直接使用减少了电压变换带来的损失。

直流配电系统为3线制，相比交流配电系统的5线制，节省了两条电缆，因此可以降低隧道供电系统的建设成本。

上述通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本实用新型的内容，并不能理解为对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员在本实用新型构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种隧道全直流供电系统，用于向隧道的风机、水泵、隧道基本照明灯具、隧道加强照明灯具、隧道应急照明灯具和监控设备供电，其特征在于，所述隧道全直流供电系统包括：

用于将交流电转换成高压直流电的交流配电柜；

用于向所述风机供电的第一直流子系统；

用于向所述水泵供电的第二直流子系统；

用于向所述隧道基本照明灯具供电的第三直流子系统；

用于向所述隧道加强照明灯具的第四直流子系统；

用于向所述隧道应急照明灯具供电的第五直流子系统；以及

用于向所述监控设备供电的第六直流子系统；

各所述直流子系统分别连接于所述交流配电柜；

所述第一至第二直流子系统均包括直流变频装置，用于将直流电变频后输出；

所述第五和第六直流子系统均包括储能型直流供电柜，用于在市电网断电后继续输出直流电。

2.根据权利要求1所述的隧道全直流供电系统，其特征在于，所述隧道全直流供电系统还包括：

发电机组；以及

与所述发电机组、市电网和所述交流配电柜相连的电源切换装置，所述电源切换装置用于当市电网断电后切换所述发电机组向所述交流配电柜供电。

3.根据权利要求2所述的隧道全直流供电系统，其特征在于，所述发电机组包括光伏发电系统。

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