一种变电站直流电源应急转换器 |
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| 申请号 | CN202410001905.4 | 申请日 | 2024-01-02 | 公开(公告)号 | CN118017844A | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
| 申请人 | 国网山东省电力公司淄博供电公司; | 发明人 | 宋晓民; 侯念国; 孙竟成; 冯照飞; 刘逸; 郭金霞; 张双; 李飞; 王龙; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于变电站应急技术领域，具体提供一种变电站直流电源应急转换器，包括 蓄 电池 组模 块 、直流转换模块、低压直流输出端口和主控模块，蓄 电池组 模块依次通过直流转换模块和低压直流输出端口连接到外部的变电站保护装置，直流转换模块还连接到主控模块；本发明所提出的应急转换器能够将 蓄电池 电压 抬升至变电站继电保护装置所需的工作电压，以应对变电站全站失电或直流系统损坏时对继电保护设备等关键保护装置进行电源供应，来满足关键保护装置对重要 开关 和继电器的操作，来达到对全站启动的功能；该应急转换器打破了传统的应急发电车全站供电的壁垒，且其体积较小，机动性较高，更加灵活方便。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种变电站直流电源应急转换器，其特征在于，包括蓄电池组模块、直流转换模块、低压直流输出端口和主控模块，蓄电池组模块依次通过直流转换模块和低压直流输出端口连接到外部的变电站保护装置，直流转换模块还连接到主控模块； |
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| 说明书全文 | 一种变电站直流电源应急转换器技术领域[0001] 本发明属于变电站应急技术领域，具体涉及一种变电站直流电源应急转换器。 背景技术[0002] 目前，在变电站遇到突发故障时，变电站的备自投设备失灵将引起大范围全站停电，带来重大的经济损失，此时需要启动变电站的应急设备，快速恢复送电，来保障电能的可靠供应。现阶段所采用的技术是采用应急发电车作为移动电源接入变电站交流系统，恢复全站二次设备的直流电源供应，再对其站内的一次电源设备进行重启恢复。由于事件的突发性，导致应急发电车到达现场有一定的时间，不能在第一时间对变电站中的继电保护装置进行快速恢复送电及重启，且由于应急发电车的体积庞大，更加延长了应急发电车到达故障变电站的时间，同时需要耗费大量人力物力。 发明内容[0003] 针对现有技术中存在当变电站遇到突发故障时，需要采用应急发电车作为移动电源接入变电站进行站内直流设备的电源供应，但由于应急发电车的体积庞大，致使应急发电车不能在第一时间对变电站中的继电保护装置进行快速恢复送电及重启的缺陷，本发明提供一种变电站直流电源应急转换器，以解决上述技术问题。 [0004] 本发明提供一种变电站直流电源应急转换器，包括蓄电池组模块、直流转换模块、低压直流输出端口和主控模块，蓄电池组模块依次通过直流转换模块和低压直流输出端口连接到外部的变电站保护装置，直流转换模块还连接到主控模块； [0006] 本技术方案的进一步改进还有，全桥电路包括电容C1、绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4，电容C1的第一端连接到蓄电池组模块的正极，电容C1的第二端连接到蓄电池组模块的负极，电容C1的第一端还连接到绝缘栅双极型晶体管Q1的漏极和绝缘栅双极型晶体管Q2的漏极，绝缘栅双极型晶体管Q1的源极连接到升压器单元的第一端和绝缘栅双极型晶体管Q3的漏极，绝缘栅双极型晶体管Q2的源极连接到升压器单元的第二端和绝缘栅双极型晶体管Q4的漏极，绝缘栅双极型晶体管Q3的源极和绝缘栅双极型晶体管Q4的源极连接到电容C1的第二端。 [0007] 本技术方案的进一步改进还有，绝缘栅双极型晶体管Q1的漏极、绝缘栅双极型晶体管Q2的漏极、绝缘栅双极型晶体管Q3的漏极和绝缘栅双极型晶体管Q4的漏极均连接到主控模块。 [0008] 本技术方案的进一步改进还有，主控模块包括主控芯片和存储器，主控芯片基于存储器中预存的载波信号向绝缘栅双极型晶体管Q1的漏极、绝缘栅双极型晶体管Q2的漏极、绝缘栅双极型晶体管Q3的漏极和绝缘栅双极型晶体管Q4的漏极发送调制信号E。 [0009] 本技术方案的进一步改进还有，调制信号E的范围为0至1。 [0010] 本技术方案的进一步改进还有，调制信号E包括超前桥臂调制信号E1和滞后桥臂调制信号E2，超前桥臂调制信号E1和滞后桥臂调制信号E2与调制信号E的关系为： [0011] [0012] 本技术方案的进一步改进还有，升压器单元包括电感L1和升压器T1，电感L1的第一端连接到绝缘栅双极型晶体管Q1的源极，电感L1的第二端连接到升压器T1的第一端，升压器T1的第二端连接到绝缘栅双极型晶体管Q2的源极，升压器T1的第三端连接到二极管电路的第一端，升压器T1的第四端连接到二极管电路的第二端。 [0013] 本技术方案的进一步改进还有，二极管电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电感L2，二极管D1的正极和二极管D3的负极均连接到升压器T1的第三端，二极管D1的负极和二极管D2的负极连接到电感L2的第一端，电感L2的第二端连接到低压直流输出端口的正极，二极管D2的正极连接到升压器T1的第四端和二极管D4的负极，二极管D4的正极和二极管D3的正极均连接到低压直流输出端口的负极。 [0014] 本技术方案的进一步改进还有，还包括箱体，蓄电池组模块、直流转换模块、低压直流输出端口和主控模块均设置在箱体内，箱体的一次侧配置有与低压直流输出端口相匹配的安装孔。 [0015] 本技术方案的进一步改进还有，箱体的底部设置有移动轮。 [0016] 本发明的有益效果在于，本发明所提出的应急转换器能够将蓄电池电压抬升至变电站继电保护装置所需的工作电压，以应对变电站全站失电或直流系统损坏时对继电保护设备等关键保护装置进行电源供应，来满足关键保护装置对重要开关和继电器的操作，来达到对全站启动的功能；该应急转换器打破了传统的应急发电车全站供电的壁垒，且其体积较小，机动性较高，更加灵活方便。 [0018] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0019] 图1为该应急转换器的结构示意性框图。 [0020] 图2为调制信号的关系原理图。 [0021] 110为蓄电池组模块，120为直流转换模块，130为低压直流输出端口。 具体实施方式[0022] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。 [0023] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。 [0024] 如图1所示，本发明提供一种变电站直流电源应急转换器，该应急转换器包括蓄电池组模块、直流转换模块、低压直流输出端口和主控模块，蓄电池组模块依次通过直流转换模块和低压直流输出端口连接到外部的变电站保护装置，直流转换模块还连接到主控模块；直流转换模块包括全桥电路、升压器单元和二极管电路，蓄电池组模块依次通过全桥电路、升压器单元和二极管电路连接到低压直流输出端口。 [0025] 具体地，全桥电路包括电容C1、绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4，电容C1的第一端连接到蓄电池组模块的正极，电容C1的第二端连接到蓄电池组模块的负极，电容C1的第一端还连接到绝缘栅双极型晶体管Q1的漏极和绝缘栅双极型晶体管Q2的漏极，绝缘栅双极型晶体管Q1的源极连接到升压器单元的第一端和绝缘栅双极型晶体管Q3的漏极，绝缘栅双极型晶体管Q2的源极连接到升压器单元的第二端和绝缘栅双极型晶体管Q4的漏极，绝缘栅双极型晶体管Q3的源极和绝缘栅双极型晶体管Q4的源极连接到电容C1的第二端。 [0026] 升压器单元包括电感L1和升压器T1，电感L1的第一端连接到绝缘栅双极型晶体管Q1的源极，电感L1的第二端连接到升压器T1的第一端，升压器T1的第二端连接到绝缘栅双极型晶体管Q2的源极，升压器T1的第三端连接到二极管电路的第一端，升压器T1的第四端连接到二极管电路的第二端。 [0027] 二极管电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电感L2，二极管D1的正极和二极管D3的负极均连接到升压器T1的第三端，二极管D1的负极和二极管D2的负极连接到电感L2的第一端，电感L2的第二端连接到低压直流输出端口的正极，二极管D2的正极连接到升压器T1的第四端和二极管D4的负极，二极管D4的正极和二极管D3的正极均连接到低压直流输出端口的负极。 [0028] 另外，绝缘栅双极型晶体管Q1的漏极、绝缘栅双极型晶体管Q2的漏极、绝缘栅双极型晶体管Q3的漏极和绝缘栅双极型晶体管Q4的漏极均连接到主控模块；其中，主控模块包括主控芯片和存储器，主控芯片基于存储器中预存的载波信号Vref向绝缘栅双极型晶体管Q1的漏极、绝缘栅双极型晶体管Q2的漏极、绝缘栅双极型晶体管Q3的漏极和绝缘栅双极型晶体管Q4的漏极发送调制信号E；具体地，调制信号E的范围为0至1；此外，调制信号E包括超前桥臂调制信号E1和滞后桥臂调制信号E2，超前桥臂调制信号E1和滞后桥臂调制信号E2与调制信号E的关系为： [0029] [0030] 如图2所示，为保证全桥电路的导通，需要向绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4输入驱动信号，其中，图中的Q1、Q2、Q3和Q4分别对应绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4的驱动信号，同理，S1、S2、S3和S4分别对应二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4的驱动信号，该应急转换器在驱动信号和调制信号的共同作用下使得二极管电路输出的电压Vout为220V，其占空比为50％。 [0031] 为了保护电气元件不受损害，本发明还为该应急转换器配置有箱体，蓄电池组模块、直流转换模块、低压直流输出端口和主控模块均设置在箱体内，箱体的一次侧配置有与低压直流输出端口相匹配的安装孔，便于通过低压直流输出端口向外部变电站保护装置供电，其中，变电站保护装置包括继电器保护装置。 [0032] 该应急转换器可以直接设置在相应的变电站保护装置的周围，一旦变电站遇到突发故障，可以直接通过该应急转换器为保护装置进行电源供应，来满足保护装置对重要开关和继电器的操作，来达到对全站启动的功能；同时，为了节约成本，可以在箱体的底部设置有移动轮，使得该应急转换器可以来回移动。 [0033] 尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。 |
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