CN220210016U - 一种用于新能源升压站的辅助电源装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于新能源升压站的辅助电源装置，包括电压互感器，避雷器和隔离开关。隔离开关的一端连接到高压输电线，另一端连接到避雷器的上端，避雷器的上端还连接到电压互感器的一次侧。其中，电压互感器包括一次绕组、供电绕组、测量绕组、电压补偿设备和绝缘介质。一次绕组位于电压互感器的一次侧，供电绕组和测量绕组位于电压互感器的二次侧。一次绕组、供电绕组和测量绕组通过电磁作用，将一次绕组接入的高压电信号转换成供电绕组和测量绕组输出的低压电信号。本申请实施例的用于新能源升压站的辅助电源装置，可从新能源升电站的高压进线直接取电，并快速、便捷、高效地对高压电信号进行降压，以保障偏远地区的配电系统的稳定供电。

Description

一种用于新能源升压站的辅助电源装置

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，尤其涉及一种用于新能源升压站的辅助电源装置。

背景技术

目前，新能源呈现性能快速提高、经济性持续提升、应用规模加速扩张态势，形成了加快替代传统化石能源的世界潮流。新能源发电是指利用传统能源以外的各种能源形式，包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋潮汐能等实现发电的过程。其中，风力发电、光伏发电在过去十几年的发展最为显著。新能源发电站的建设场地选址也逐渐向边远山区、荒漠、高海拔等地扩展。根据目前新能源电站升压站建设要求，为维持站内的可靠用电，需具备两路站用电源，以形成一主一辅的结构。其中，主电源采用站内主变低压侧取电，辅助电源的来源则是外引站外电力公司的10kV配电线路或配备发电机。但是，现有的辅助电源仍无法满足处于偏远、荒漠等地区的新能源站的建设要求。若外引10kV配电线路存在距离远、运行线损大等不足，而配备发电机则会导致运维工作量大，环保性差等问题。

专利CN103944255公开了一种用于新能源移动基站的辅助电源装置及其供电方法，包括新能源供电支路、蓄电池供电支路、监控两供电支路的运行状态并收集运行状态数据的监控单元、与监控单元相连接以接收上述运行状态数据的控制单元以及根据上述控制单元的控制信号而选择性地在两供电支路之间切换供电源的电源切换单元。但是，该辅助电源装置在新能源供电支路损坏的情况下，若蓄电池电量耗尽，则无法维持偏远地区站内的可靠用电。专利CN111740462公开了一种用于新能源移动基站的辅助电源装置及其供电方法，包括辅助电源装置。其中，辅助电源装置连接有新能源供电系统、电压传感器和电磁断路器二。电压传感器电连接有处理器，处理器电连接有上位机，上位机电连接有电磁断路器二和电磁断路器一。该辅助电源装置加装有电压传感器，该电压传感器能够实时检测辅助电源装置两端的电压，当辅助电源装置电压较低时，可通过市电供电系统为用电设备供电。但是，偏远地区外引配电线路存在距离远、运行线损大等不足，所以仍无法解决偏远地区的辅助供电问题。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种用于新能源升压站的辅助电源装置，直接从新能源升电站的高压进线取电，避免架设长距离配电路线，并快速、便捷、高效地对高压电信号进行降压，以获取配电系统所需的低压电信号，从而保障偏远地区的配电系统的稳定供电。

为达到上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种用于新能源升压站的辅助电源装置，包括电压互感器1，避雷器2和隔离开关3，

隔离开关3的一端连接到高压输电线，隔离开关3的另一端连接到避雷器2的上端；

避雷器2的上端连接到电压互感器1的一次侧；

其中，电压互感器1包括一次绕组11、供电绕组12、测量绕组13、电压补偿设备14和绝缘介质15，

一次绕组11位于电压互感器1的一次侧，供电绕组12和测量绕组13位于电压互感器1的二次侧；

一次绕组11、供电绕组12和测量绕组13通过电磁作用，将一次绕组11接入的高压电信号转换成供电绕组12和测量绕组13输出的低压电信号；

电压补偿设备14的一侧连接在供电绕组12上，电压补偿设备14的另一侧连接在测量绕组13上，用于将供电绕组12中的高电流信号转换成测量绕组13中低电流信号；

绝缘介质15位于电压互感器1的一次侧和二次侧之间。

可选的，电压补偿设备14包括电流互感器141和电感元件142，电流互感器141的一次侧串联在供电绕组12上，电流互感器141的二次侧串联在测量绕组13上，电感元件142连接在电流互感器141二次侧端子上。

可选的，电感元件142包括电阻和电抗，电阻和电抗串联连接。

可选的，电阻的电阻值是根据公式一确定的，公式一： 其中，N_C1表示电流互感器一次侧的绕组安匝数，N_C2表示电流互感器二次侧的绕组安匝数，N₁表示一次绕组安匝数，N_p表示供电绕组安匝数，N_m表示测量绕组安匝数，R₁表示电压互感器的短路电阻值。

可选的，电抗的电抗值是根据公式二确定的，公式二： 其中，N_C1表示电流互感器一次侧的绕组安匝数，N_C2表示电流互感器二次侧的绕组安匝数，N₁表示一次绕组安匝数，N_p表示供电绕组安匝数，N_m表示测量绕组安匝数，X₁表示电压互感器的短路电抗值。

可选的，供电绕组12的端子通过电缆连接至变电站交流配电系统，测量绕组13的端子连接至测量仪表。

可选的，绝缘介质15为绝缘油或绝缘气体。

可选的，当绝缘介质15为绝缘油时，辅助电压装置中设置有油位表和油压表。

可选的，当绝缘介质15为绝缘气体时，辅助电压装置中设置有气体密控器。

可选的，一次绕组11的输入电压与高压输电线的电压相同，供电绕组12的输出电压为220V，测量绕组13的输出额定电压为

可选的，电流互感器141二次侧的额定输出电流为5A。

可选的，隔离开关3为双柱式水平旋转结构或双柱式垂直旋转结构。

可选的，避雷器2为复合金属氧化锌制成的绝缘设备。

本申请实施例的用于新能源升压站的辅助电源装置，可以达到如下的技术效果：

1.该辅助电源装置可从新能源升电站的高压进线直接取电，避免了架设长距离配电路线，并能够快速、便捷、高效地对高压电信号进行降压，以获取配电系统所需的低压电信号，从而保障了偏远地区的配电系统的稳定供电。

2.该辅助电源装置可通过避雷器和隔离开关对取电、降压和配电过程进行保护，能够适应偏远地区复杂多样的工作环境，从而保证了辅助电源装置的稳定运行，进而保障了配电系统供电的可靠性和安全性。

3.该辅助电源装置的结构简单，具备施工量小、建设周期短、建设效率高的特点，能够有效降低建设过程的时间和人力成本。

4.该辅助电源装置的结构稳定性强，且易于维护，能够有效降低后期运维过程的时间和人力成本。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1出示了一个实施例的用于新能源升压站的辅助电源装置的结构图；

图2出示了一个实施例的电压互感器内部的接线图；

图3出示了一个实施例的电压补偿设备内部的接线图。

附图说明：1、电压互感器；11、一次绕组；12、供电绕组；13、测量绕组；14、电压补偿设备；141、电流互感器；142、电感元件；15、绝缘介质；2、避雷器；3、隔离开关。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

下面参考附图描述本申请实施例的用于新能源升压站的辅助电源装置。

图1是本申请一个实施例的用于新能源升压站的辅助电源装置的结构图。

如图1所示，新能源升压站的辅助电源装置包括电压互感器1，避雷器2和隔离开关3。

其中，隔离开关3的一端连接到高压输电线，隔离开关3的另一端连接到避雷器2的上端，同时，将该上端再连接到电压互感器1的一次侧。由此，通过易于搭建且便于维护的简单结构，便能够实现从新能源升压站高压进线直接取电以进行后续处理和供电，避免了架设长距离配电线路，有效提高了配电效率。同时，通过避雷器2能够防止电压互感器因过电压损坏，从而起到对电压互感器的保护作用，提高了配电线路的可靠性，并且通过隔离开关3能够根据供电需求断开和闭合辅助电源装置和高压输电线的连接，从而能够灵活、便捷地控制辅助电源装置的运行。

在一个实施例中，隔离开关3为双柱式水平旋转结构或双柱式垂直旋转结构，由于双柱式结构可以具有两个支撑点，从而具备更强的负荷承受能力及稳定性，进而能够保证辅助电源装置供电过程的可靠性和安全性，且双柱式结构的操作方式更加灵活，能够有效提高辅助电源装置的使用效率和工作效率。

在另一个实施例中，避雷器2为复合金属氧化锌制成的绝缘设备，具有良好的抗击穿性能、高温稳定性以及耐腐蚀性，适用于偏远地区复杂多样的使用环境，从而能够对电压互感器起到稳定的保护作用。

在一个具体实施例中，电压互感器1为大功率电压互感器，具有更强的稳定性和安全性。

进一步地，在本实施例中，如图2所示，电压互感器1包括一次绕组11、供电绕组12、测量绕组13、电压补偿设备14和绝缘介质15。

其中，一次绕组11位于电压互感器1的一次侧，供电绕组12和测量绕组13位于电压互感器1的二次侧。

具体地，一次绕组11、供电绕组12和测量绕组13通过电磁作用，将一次绕组11接入的高压电信号转换成供电绕组12和测量绕组13输出的低压电信号。由此，能够快速、便捷地将从升电站高压进线获取的高压进行降压。

在一个实施例中，供电绕组12的端子通过电缆连接至变电站交流配电系统，测量绕组13的端子连接至测量仪表。由此，通过将低压电信号输送到交流配电系统，能够快速、便捷地实现辅助电源装置的稳定供电，从而保障了偏远地区用电的可靠性。同时，通过将低电压电信号输送到测量仪表，能够实现对辅助电源装置供电电压进行实时监测，以便对供电电压进行调整，从而进一步保障供电的稳定性和安全性。

在一个具体实施例中，该辅助电源装置能够将110kV高压进线降压，使得供电绕组12的输出电压为220V。同时，设定测量绕组13的输出额定电压为

进一步地，在本实施例中，电压补偿设备14的一侧连接在供电绕组12上，如图2所示，电压补偿设备14的一侧连接在供电绕组12上端子P₁和端子P₂之间，电压补偿设备14的另一侧连接在测量绕组13上，如图2所示，电压补偿设备14的另一侧连接在测量绕组13上端子H₁和端子H₂上，用于将供电绕组12中的高电流信号转换成测量绕组13中低电流信号。由此，能够保证电流互感器二次侧的输出电流满足测量设备的需求。

在一个具体实施例中，可设置电流互感器141二次侧的额定输出电流为5A。

具体来说，如图3所示，电压补偿设备14可包括电流互感器141和电感元件142。其中，电流互感器141的一次侧串联在供电绕组12上，如图3所示，电流互感器141的一次侧串联在供电绕组12上端子P₁和端子P₂之间，电流互感器141的二次侧串联在测量绕组13上，如图3所示，电流互感器141的二次侧串联在测量绕组13上端子H₁和端子H₂上。同时，电感元件142连接在电流互感器141二次侧端子上，用于调节电路中的阻抗。

在一个实施例中，如图3所示，电感元件142可包括电阻和电抗，且电阻和电抗串联连接。其中，电阻可用于调节控制电路中的电流和功率，从而能够根据测量设备的需求，调整测量绕组13中的电流值。同时，电抗可用于调节电路中的相位和频率，起到滤波降噪的功能，对电路的正常运行起到保护作用，从而保证了辅助电源装置运行的稳定性。

具体地，电阻R_C的电阻值是根据公式一确定的： 其中，N_C1表示电流互感器一次侧的绕组安匝数，N_C2表示电流互感器二次侧的绕组安匝数，N₁表示一次绕组安匝数，N_p表示供电绕组安匝数，N_m表示测量绕组安匝数，R₁表示电压互感器的短路电阻值。

此外，电抗X_C的电抗值是根据公式二确定的： 其中，N_C1表示电流互感器一次侧的绕组安匝数，N_C2表示电流互感器二次侧的绕组安匝数，N₁表示一次绕组安匝数，N_p表示供电绕组安匝数，N_m表示测量绕组安匝数，X₁表示电压互感器的短路电抗值。

进一步地，在本实施例中，绝缘介质15位于电压互感器1的一次侧和二次侧之间，用于将一次侧的高压部分和二次侧的低压部分隔离。

在一个具体实施例中，绝缘介质15可选择绝缘油或绝缘气体。此外，当绝缘介质15为绝缘油时，辅助电压装置中设置有油位表和油压表，用于实时监测电压互感器中绝缘油的油位和油压，有助于及时掌控电压互感器内部绝缘油的变化，从而能够及时做出调整。当绝缘介质15为绝缘气体时，辅助电压装置中设置有气体密控器，用于实时监测电压互感器内部气体的密封性，从而能够及时做出调整，避免外部空气进入导致绝缘性能的下降。由此，能够维护电压互感器的正常运行，进而保障辅助电源装置供电工作的可靠性和稳定性。

本申请实施例的用于新能源升压站的辅助电源装置，可以达到如下的技术效果：

1.该辅助电源装置可从新能源升电站的高压进线直接取电，避免了架设长距离配电路线，并能够快速、便捷、高效地对高压电信号进行降压，以获取配电系统所需的低压电信号，从而保障了偏远地区的配电系统的稳定供电。

2.该辅助电源装置可通过避雷器和隔离开关对取电、降压和配电过程进行保护，能够适应偏远地区复杂多样的工作环境，从而保证了辅助电源装置的稳定运行，进而保障了配电系统供电的可靠性和安全性。

3.该辅助电源装置的结构简单，具备施工量小、建设周期短、建设效率高的特点，能够有效降低建设过程的时间和人力成本。

4.该辅助电源装置的结构稳定性强，且易于维护，能够有效降低后期运维过程的时间和人力成本。

以上，仅为本申请的多个具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其申请构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

需要说明的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (13)

1.一种用于新能源升压站的辅助电源装置，其特征在于，包括电压互感器(1)，避雷器(2)和隔离开关(3)，

所述隔离开关(3)的一端连接到高压输电线，所述隔离开关(3)的另一端连接到所述避雷器(2)的上端；

所述避雷器(2)的上端连接到所述电压互感器(1)的一次侧；

其中，所述电压互感器(1)包括一次绕组(11)、供电绕组(12)、测量绕组(13)、电压补偿设备(14)和绝缘介质(15)，

所述一次绕组(11)位于所述电压互感器(1)的一次侧，所述供电绕组(12)和所述测量绕组(13)位于所述电压互感器(1)的二次侧；

所述一次绕组(11)、所述供电绕组(12)和所述测量绕组(13)通过电磁作用，将所述一次绕组(11)接入的高压电信号转换成所述供电绕组(12)和所述测量绕组(13)输出的低压电信号；

所述电压补偿设备(14)的一侧连接在所述供电绕组(12)上，所述电压补偿设备(14)的另一侧连接在所述测量绕组(13)上，用于将所述供电绕组(12)中的高电流信号转换成所述测量绕组(13)中低电流信号；

所述绝缘介质(15)位于所述电压互感器(1)的一次侧和二次侧之间。

2.根据权利要求1所述的辅助电源装置，其特征在于，所述电压补偿设备(14)包括电流互感器(141)和电感元件(142)，所述电流互感器(141)的一次侧串联在所述供电绕组(12)上，所述电流互感器(141)的二次侧串联在所述测量绕组(13)上，所述电感元件(142)连接在所述电流互感器(141)二次侧端子上。

3.根据权利要求2所述的辅助电源装置，其特征在于，所述电感元件(142)包括电阻和电抗，所述电阻和所述电抗串联连接。

4.根据权利要求3所述的辅助电源装置，其特征在于，所述电阻的电阻值是根据公式一确定的，所述公式一：其中，N_C1表示所述电流互感器一次侧的绕组安匝数，N_C2表示所述电流互感器二次侧的绕组安匝数，N₁表示一次绕组安匝数，N_p表示供电绕组安匝数，N_m表示测量绕组安匝数，R₁表示所述电压互感器的短路电阻值。

5.根据权利要求3所述的辅助电源装置，其特征在于，所述电抗的电抗值是根据公式二确定，所述公式二：其中，N_C1表示所述电流互感器一次侧的绕组安匝数，N_C2表示所述电流互感器二次侧的绕组安匝数，N₁表示一次绕组安匝数，N_p表示供电绕组安匝数，N_m表示测量绕组安匝数，X₁表示所述电压互感器的短路电抗值。

6.根据权利要求1所述的辅助电源装置，其特征在于，所述供电绕组(12)的端子通过电缆连接至变电站交流配电系统，所述测量绕组(13)的端子连接至测量仪表。

7.根据权利要求1所述的辅助电源装置，其特征在于，所述绝缘介质(15)为绝缘油或绝缘气体。

8.根据权利要求7所述的辅助电源装置，其特征在于，当所述绝缘介质(15)为所述绝缘油时，辅助电压装置中设置有油位表和油压表。

9.根据权利要求7所述的辅助电源装置，其特征在于，当所述绝缘介质(15)为绝缘气体时，在辅助电压装置中设置有气体密控器。

10.根据权利要求1所述的辅助电源装置，其特征在于，所述一次绕组(11)的输入电压与高压输电线的电压相同，所述供电绕组(12)的输出电压为220V，所述测量绕组的输出额定电压为

11.根据权利要求2所述的辅助电源装置，其特征在于，所述电流互感器(141)二次侧的额定输出电流为5A。

12.根据权利要求1所述的辅助电源装置，其特征在于，所述隔离开关(3)为双柱式水平旋转结构或双柱式垂直旋转结构。

13.根据权利要求1所述的辅助电源装置，其特征在于，所述避雷器(2)为复合金属氧化锌制成的绝缘设备。