CN218415913U - 箱式变电站上置机组开关柜的控制电源以及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了箱式变电站上置机组开关柜的控制电源以及风力发电机组，涉及风力发电领域，其中控制电源包括：塔底主控柜以及高压开关柜，塔底主控柜内设有合闸电源，合闸电源与高压开关柜内的断路器电性连接，合闸电源向断路器提供低压直流电；塔底主控柜内设有塔底柜供电系统，塔底柜供电系统与合闸电源电性连接，塔底柜供电系统为对合闸电源供电的第一电源，合闸电源还电性连接有用于为合闸电源供电的第二电源，合闸电源与第二电源之间设有供电切换装置。本实用新型通过塔底主控柜内设置的合闸电源，向高压开关柜内的断路器提供低压直流电，实现合闸高压开关柜内的断路器，现场操作简单，实现快速合闸，可靠性高。

Description

箱式变电站上置机组开关柜的控制电源以及风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，具体涉及箱式变电站上置机组开关柜的控制电源以及风力发电机组。

背景技术

风力发电机组中箱式变电站上置机组以其成本和施工周期优势目前在业界广泛使用。因箱式变电站上置，目前塔底会配置高压开关柜以及高压电源，然而不会配置低压控制电源，但是高压开关柜需要低压控制电源才能合闸。

因此，如何配置风力发电机组以及箱式变电站上置机组的开关柜所需的合闸方案是目前业界亟待解决的重要课题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了箱式变电站上置机组开关柜的控制电源以及风力发电机组，以解决目前缺少风力发电机组以及箱式变电站上置机组的开关柜所需的合闸方案的问题。

根据第一方面，本实用新型实施例提供了一种箱式变电站上置机组开关柜的控制电源，包括：

塔底主控柜以及高压开关柜，所述塔底主控柜内设有合闸电源，所述合闸电源与所述高压开关柜内的断路器电性连接，所述合闸电源向所述断路器提供低压直流电；

所述塔底主控柜内设有塔底柜供电系统，所述塔底柜供电系统与所述合闸电源电性连接，所述塔底柜供电系统为对所述合闸电源供电的第一电源，所述合闸电源还电性连接有用于为所述合闸电源供电的第二电源，所述合闸电源与所述第二电源之间设有供电切换装置；

当所述塔底柜供电系统为所述合闸电源供电时，所述供电切换装置断开所述合闸电源与所述第二电源之间的连接；当所述塔底柜供电系统并非为所述合闸电源供电时，所述供电切换装置导通所述合闸电源与所述第二电源之间的连接。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述合闸电源采用不间断电源，所述第二电源采用不间断直流供电电池。

结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，所述塔底柜供电系统包括主控系统和塔底柜开关电源，所述主控系统和所述塔底柜开关电源电性连接，所述塔底柜开关电源与所述合闸电源电性连接，所述塔底柜开关电源用于将所述主控系统提供的交流电转换为低压直流电。

结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述主控系统和所述塔底柜开关电源连接的电路上设有开关电源进线侧空气开关。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述供电切换装置采用按钮开关，所述合闸电源的电源正极进线侧与所述第二电源的电源正极出线侧之间串联有所述供电切换装置，所述合闸电源的电源负极进线侧与所述第二电源的电源负极出线侧之间串联连接。

结合第一方面，在第一方面第五实施方式中，所述合闸电源与所述断路器之间设有输出侧空气开关。

结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，塔底主控柜与所述高压开关柜的连接线束的两侧均采用重载插头。

结合第一方面，在第一方面第七实施方式中，所述塔底主控柜还连接有应急电源，所述应急电源与所述合闸电源电性连接，所述应急电源为对所述合闸电源供电的第三电源且所述应急电源采用直流电源。

结合第一方面第七实施方式，在第一方面第八实施方式中，所述应急电源与所述合闸电源之间设有升压装置。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种风力发电机组，包括：

塔底主控柜以及高压开关柜，所述塔底主控柜内设有控制电源，所述控制电源与所述高压开关柜内的断路器电性连接，所述控制电源向所述断路器提供低压直流电；

所述塔底主控柜内设有塔底柜供电系统，所述塔底柜供电系统与所述控制电源电性连接，所述塔底柜供电系统为对所述控制电源供电的第一电源，所述控制电源还电性连接有用于为所述控制电源供电的第二电源，所述控制电源与所述第二电源之间设有供电切换装置；

当所述塔底柜供电系统为所述控制电源供电时，所述供电切换装置断开所述控制电源与所述第二电源之间的连接；当所述塔底柜供电系统并非为所述控制电源供电时，所述供电切换装置导通所述控制电源与所述第二电源之间的连接。

本实用新型提供的箱式变电站上置机组开关柜的控制电源，通过塔底主控柜内设置的合闸电源，向高压开关柜内的断路器提供低压直流电，实现合闸高压开关柜内的断路器，并且当塔底主控柜内的塔底柜供电系统正常工作时，供电切换装置处于断开状态，由第一电源提供高压开关柜合闸所需的低压直流电，而当塔底主控柜断电时，通过供电切换装置将第二电源与合闸电源进行导通，由第二电源提供高压开关柜合闸所需的低压直流电，形成了两种合闸方案，即使塔底主控柜断电也能够正常合闸高压开关柜，现场操作简单，实现快速合闸，可靠性高。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1示出了本实用新型提供的箱式变电站上置机组开关柜的控制电源的电路示意图之一；

图2示出了本实用新型提供的箱式变电站上置机组开关柜的控制电源的电路示意图之二。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作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。

箱式变电站上置机组以其成本和施工周期优势目前在业界广泛使用。因箱式变电站上置，目前塔底会配置高压(35kv)开关柜以及高压(35kv)电源，然而不会配置低压控制电源，但是高压开关柜需要低压控制电源才能合闸。

现有技术中，采用的合闸方案为：配置电压互感器，将35kV的高压转化为低压控制电源，但是该方案成本高，且会增加高压开关柜体积，导致后期维护困难；配置大容量不间断电源(Uninterruptible Power Supply，UPS)电池组，但该方案同样成本高，且会一定程度上增加安全隐患。

因此，如何配置箱式变电站上置机组的开关柜所需的合闸方案是目前业界亟待解决的重要课题。

下面结合图1和图2描述本实用新型的箱式变电站上置机组开关柜的控制电源，具体包括：

塔底主控柜10以及高压开关柜20，其中，塔底主控柜内10设有合闸电源30，合闸电源30与高压开关柜20内的断路器21电性连接，合闸电源30向断路器21提供低压直流电，实现合闸高压开关柜20内的断路器21。

考虑到高压开关柜20的安全使用，在本实施例中，在高压开关柜20内还设置有继电保护装置22，继电保护装置22与断路器21连接。

在本实用新型实施例中，低压直流电为24V的直流电，通过塔底主控柜10中合闸电源30的设置，满足高压开关柜20较长时间断电后的合闸控制电源需求。

更具体的，塔底主控柜10内设有塔底柜供电系统40，塔底柜供电系统40与合闸电源30电性连接，塔底柜供电系统40为对合闸电源30供电的第一电源，合闸电源30还电性连接有用于为合闸电源供电的第二电源11，合闸电源30与第二电源之间设有供电切换装置12。当塔底柜供电系统40为合闸电源30供电时，供电切换装置12断开合闸电源30与第二电源11之间的连接，而当塔底柜供电系统40并非为合闸电源30供电时，供电切换装置12则会导通合闸电源30与第二电源11之间的连接。

作为本实用新型实施例的一种优选实施方式，合闸电源30与断路器21之间设有输出侧空气开关13，塔底主控柜与高压开关柜的连接线束的两侧均采用重载插头。

当塔底主控柜10内的塔底柜供电系统40正常工作时，供电切换装置12处于断开状态，本实用新型直接通过塔底柜供电系统40为合闸电源30，由第一电源提供高压开关柜20合闸所需的低压直流电，合闸电源30再为高压开关柜20供电。当塔底主控柜10断电时，通过按动供电切换装置12按钮，此时，本实用新型中的第二电源11与合闸电源30导通，由第二电源11提供高压开关柜20合闸所需的低压直流电。

本实用新型的箱式变电站上置机组开关柜的控制电源，通过塔底主控柜10内设置的合闸电源30，向高压开关柜20内的断路器21提供低压直流电，实现合闸高压开关柜20内的断路器21，并且当塔底主控柜10内的塔底柜供电系统40正常工作时，供电切换装置12处于断开状态，由第一电源提供高压开关柜20合闸所需的低压直流电，而当塔底主控柜10断电时，供电切换装置12将第二电源11与合闸电源30进行导通，由第二电源11提供高压开关柜20合闸所需的低压直流电，形成了两种合闸方案，即使塔底主控柜10断电也能够正常合闸高压开关柜20，现场操作简单，实现快速合闸，可靠性高。

作为本实用新型实施例的一种优选实施方式，合闸电源30采用UPS的供电方式，对应的，第二电源11采用UPS直流供电电池。优选的，第二电源11采用的直流UPS蓄电池，第二电源11的电池设计容量为当塔底柜供电系统40断电后，通过第二电源11供电可以确保高压开关柜20的待机时长维持2-3小时。

也即，当出现塔底柜供电系统40需要检修或发生故障断电后，第二电源11可以供电30min，实现对相关数据的备份，并且在数据备份完成后进行自动关机，确保第二电源11的剩余电量仍可维持供电2-2.5小时。需要说明的是，当第二电源11的电量不足时可以进行充电，确保第二电源11能够起到相应的供电作用。

请参阅图2，供电切换装置12采用按钮开关，按钮开关作为启动开关，更具体的，合闸电源30的电源正极进线侧与第二电源11的电源正极出线侧之间串联有供电切换装置12，合闸电源30的电源负极进线侧与第二电源11的电源负极出线侧之间串联连接。

当塔底主控柜10断电时，可以通过按下供电切换装置12，供电切换装置12会短接合闸电源30的电源正极进线侧与第二电源11的电源正极出线侧，因此，此时第二电源11能够激活合闸电源30，实现合闸电源30的再次启动。

在一些可能的情况下，当塔底柜供电系统40检修完成具备上电条件后，依然可以通过按下供电切换装置12以重新启动合闸电源30，合闸电源30开机后，可以为高压开关柜20提供控制电源，合闸高压开关柜20的断路器21。当合闸完成后，再次切换至塔底柜供电系统40为合闸电源30供电。

也就是说，不必配置大容量的电池即可实现高压开关柜20较长时间停机后的上电启动需求，成本低且安全系数高。

塔底柜供电系统40包括主控系统41和塔底柜开关电源42，主控系统41和塔底柜开关电源42电性连接，塔底柜开关电源42与合闸电源30电性连接，塔底柜开关电源42用于将主控系统41提供的交流电例如230V交流电转换为低压直流电也就是24V直流电。

考虑到主控系统41供电的安全性，在本实用新型实施例中，主控系统41和塔底柜开关电源42连接的电路上设有开关电源进线侧空气开关43。

其中，在一些可能的情况下，塔底柜合闸电源30具备定时自动关机和手动再次启动功能。

请参阅图1，塔底主控柜10还连接有应急电源50，应急电源50同样地与合闸电源30电性连接，应急电源50为对合闸电源30供电的第三电源且应急电源30采用直流电源。当出现塔底柜供电系统40长时间断电的特殊情况(例如断电1个月以上)，导致第二电源11蓄能不足时，还可以通过应急电源50进行高压开关柜20的合闸。

作为本实用新型实施例的一种优选实施方式，应急电源50可以是利用汽车点烟器接口连接的汽车电压器，因此，应急电源50可以设置在塔底主控柜10外部，并且应急电源50通过应急供电线束(该应急供电线束其中一侧配置航空插头，另一侧则配置适配点烟器插头)连接汽车点烟器和塔底控制柜10上设置的应急供电接口，由应急电源50提供高压开关柜20合闸所需的低压直流电。

作为本实用新型实施例的另一种优选实施方式，应急电源50可以是可进行反复充电的直流蓄电池，此时，同样可以由应急电源50提供高压开关柜20合闸所需的低压直流电。

考虑到采用汽车电压器或者直流蓄电池等供电方式的应急电源50提供的电压为12V直流电也就是低于合闸电源所需的24V直流电，在本实用新型实施例中，应急电源50与合闸电源30之间设有升压装置14，升压装置14最终会将应急电源50提供的电压升压至24V。可以理解的是，通过应急电源与升压装置14的配合，可以在特殊情况下，由应急电源50提供高压开关柜20合闸所需的低压直流电。

考虑到应急电源50供电的安全性，在本实用新型实施例中，升压装置14与合闸电源30之间设有升压装置侧空气开关15。

本实用新型实施例还提供了一种风力发电机组，具体包括：

塔底主控柜10以及高压开关柜20，其中，塔底主控柜内10设有控制电源，控制电源即为本实用新型的箱式变电站上置机组开关柜的控制电源中的合闸电源30，合闸电源30与高压开关柜20内的断路器21电性连接，合闸电源30向断路器21提供低压直流电，实现合闸高压开关柜20内的断路器21。

考虑到高压开关柜20的安全使用，在本实施例中，在高压开关柜20内还设置有继电保护装置22，继电保护装置22与断路器21连接。

在本实用新型实施例中，低压直流电为24V的直流电，通过塔底主控柜10中合闸电源30的设置，满足高压开关柜20较长时间断电后的合闸控制电源需求。

更具体的，塔底主控柜10内设有塔底柜供电系统40，塔底柜供电系统40与合闸电源30电性连接，塔底柜供电系统40为对合闸电源30供电的第一电源，合闸电源30还电性连接有用于为合闸电源供电的第二电源11，合闸电源30与第二电源之间设有供电切换装置12。当塔底柜供电系统40为合闸电源30供电时，供电切换装置12断开合闸电源30与第二电源11之间的连接，而当塔底柜供电系统40并非为合闸电源30供电时，供电切换装置12则会导通合闸电源30与第二电源11之间的连接。

作为本实用新型实施例的一种优选实施方式，合闸电源30与断路器21之间设有输出侧空气开关13，塔底主控柜与高压开关柜的连接线束的两侧均采用重载插头。

当塔底主控柜10内的塔底柜供电系统40正常工作时，供电切换装置12处于断开状态，本实用新型直接通过塔底柜供电系统40为合闸电源30，由第一电源提供高压开关柜20合闸所需的低压直流电，合闸电源30再为高压开关柜20供电。当塔底主控柜10断电时，通过按动供电切换装置12按钮，此时，本实用新型中的第二电源11与合闸电源30导通，由第二电源11提供高压开关柜20合闸所需的低压直流电。

本实用新型的风力发电机组，通过塔底主控柜10内设置的控制电源，向高压开关柜20内的断路器21提供低压直流电，实现合闸高压开关柜20内的断路器21，并且当塔底主控柜10内的塔底柜供电系统40正常工作时，供电切换装置12处于断开状态，由第一电源提供高压开关柜20合闸所需的低压直流电，而当塔底主控柜10断电时，供电切换装置12将第二电源11与控制电源进行导通，由第二电源11提供高压开关柜20合闸所需的低压直流电，形成了两种合闸方案，即使塔底主控柜10断电也能够正常合闸高压开关柜20，现场操作简单，实现快速合闸，可靠性高。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件介质的形式体现出来，该计算机软件介质可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干命令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种箱式变电站上置机组开关柜的控制电源，其特征在于，包括：

塔底主控柜以及高压开关柜，所述塔底主控柜内设有合闸电源，所述合闸电源与所述高压开关柜内的断路器电性连接，所述合闸电源向所述断路器提供低压直流电；

所述塔底主控柜内设有塔底柜供电系统，所述塔底柜供电系统与所述合闸电源电性连接，所述塔底柜供电系统为对所述合闸电源供电的第一电源，所述合闸电源还电性连接有用于为所述合闸电源供电的第二电源，所述合闸电源与所述第二电源之间设有供电切换装置；

当所述塔底柜供电系统为所述合闸电源供电时，所述供电切换装置断开所述合闸电源与所述第二电源之间的连接；当所述塔底柜供电系统并非为所述合闸电源供电时，所述供电切换装置导通所述合闸电源与所述第二电源之间的连接。

2.根据权利要求1所述的箱式变电站上置机组开关柜的控制电源，其特征在于，所述合闸电源采用不间断电源，所述第二电源采用不间断直流供电电池。

3.根据权利要求1所述的箱式变电站上置机组开关柜的控制电源，其特征在于，所述塔底柜供电系统包括主控系统和塔底柜开关电源，所述主控系统和所述塔底柜开关电源电性连接，所述塔底柜开关电源与所述合闸电源电性连接，所述塔底柜开关电源用于将所述主控系统提供的交流电转换为低压直流电。

4.根据权利要求3所述的箱式变电站上置机组开关柜的控制电源，其特征在于，所述主控系统和所述塔底柜开关电源连接的电路上设有开关电源进线侧空气开关。

5.根据权利要求2所述的箱式变电站上置机组开关柜的控制电源，其特征在于，所述供电切换装置采用按钮开关，所述合闸电源的电源正极进线侧与所述第二电源的电源正极出线侧之间串联有所述供电切换装置，所述合闸电源的电源负极进线侧与所述第二电源的电源负极出线侧之间串联连接。

6.根据权利要求1所述的箱式变电站上置机组开关柜的控制电源，其特征在于，所述合闸电源与所述断路器之间设有输出侧空气开关。

7.根据权利要求6所述的箱式变电站上置机组开关柜的控制电源，其特征在于，塔底主控柜与所述高压开关柜的连接线束的两侧均采用重载插头。

8.根据权利要求1所述的箱式变电站上置机组开关柜的控制电源，其特征在于，所述塔底主控柜还连接有应急电源，所述应急电源与所述合闸电源电性连接，所述应急电源为对所述合闸电源供电的第三电源且所述应急电源采用直流电源。

9.根据权利要求8所述的箱式变电站上置机组开关柜的控制电源，其特征在于，所述应急电源与所述合闸电源之间设有升压装置。

10.一种风力发电机组，其特征在于，包括：

塔底主控柜以及高压开关柜，所述塔底主控柜内设有控制电源，所述控制电源与所述高压开关柜内的断路器电性连接，所述控制电源向所述断路器提供低压直流电；

所述塔底主控柜内设有塔底柜供电系统，所述塔底柜供电系统与所述控制电源电性连接，所述塔底柜供电系统为对所述控制电源供电的第一电源，所述控制电源还电性连接有用于为所述控制电源供电的第二电源，所述控制电源与所述第二电源之间设有供电切换装置；

当所述塔底柜供电系统为所述控制电源供电时，所述供电切换装置断开所述控制电源与所述第二电源之间的连接；当所述塔底柜供电系统并非为所述控制电源供电时，所述供电切换装置导通所述控制电源与所述第二电源之间的连接。

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