一种集成式直流电源转接馈电装置的制作方法

1.本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种集成式直流电源转接馈电装置。


背景技术：

2.直流系统是变电站的“心脏”，为变电站的控制、监测、保护等各项功能提供动力，是变电站不可或缺的一部分。目前110 kv及以下电压等级的变电站，直流电源系统一般均设置一套，随着运行年久，直流电源系统性能下降、可靠性降低，故障频发，影响高压设备可靠供电，需及时对直流电源系统升级改造。但是因场地空间受限或控制、装置电缆长度不够等原因，直流充馈电屏无法实现易地更换改造，并且用电单位对供电要求较高，全站设备无法满足全部停电要求，改造工程需进行负荷转供，但改造过程中存在整站保护及自动化装置失电的装置误动甚至瘫痪风险，用户及公司需求为缩短直流负荷转供时间，提高改造效率，保障高质量可靠用电，因此改造过程中直流电源转接馈电装置的应用就显得尤为重要，直流绝缘检测装置实时监测直流系统是否正常，各项指标是否完善。
3.近年来，在不断总结事故隐患的基础上，在变电设备精益化管理要求的驱动下，直流改造工作取得了长足的进步，但目前已有的直流电源充馈电装置结构较为简单，无法应对更复杂的状况，存在缺少必要的直流电源转接装置：所需装置笨重繁杂且重复拆接线导致工作流程复杂，费工费时，工作效率低下；改造过程中典型电磁继电器绝缘监察装置存在固有缺点且缺少交流窜入直流系统告警功能；，当二极管开路或者损坏时，整个直流系统控制母线都将失电，影响直流系统安全运行，当直流系统为单母线系统时，无法提供正常的控制母线电压；在改造现场或者改造中断后，当开关跳闸，蓄电池熔丝熔断、电压异常、绝缘异常等系统出现异常时，现场改造人员因现场噪音大，没有告警声音，不能及时发现有异常情况，无法及时知道有异常等问题。
4.如中国专利cn204793760u，公开日2015年11月18日，一种直流电源充馈电屏，包括柜体，其特征在于：所述的柜体从上到下依次设置为监控柜、整流柜、出线柜，并在柜体上设置有吊耳、通气孔，所述的监控柜上设置有密封门，所述的密封门通过连接块与柜体连接，并在密封门上设置有监控器、锁扣，所述的整流柜上设置有整流块，所述的出线柜上由上至下依次设置有分路开关、控母指示灯、控母开关、合母指示灯、合母开关。其虽然在柜台上设置有监控柜与整流柜，通过监控柜能够观察电源电压的情况，与计算机连接后，便于人员对电压进行实时监控，提高电源的稳定性，但其存在结构简单、缺少报警装置、转接不方便等问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：目前的直流电源充馈电装置存在转接不方便的技术问题。提出了一种转接方便的集成式直流电源转接馈电装置。
6.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种集成式直流电源转接馈电装置，包括电源模块、用于将不同电压等级直流系统合母及蓄电池组电压降压至控母电
压的降压模块、电流电压监测模块、直流绝缘检测模块和馈电模块，所述电源模块与所述降压模块连接，所述降压模块分别与所述馈电模块和所述直流绝缘检测模块连接，所述电流电压监测模块分别与所述馈电模块和所述直流绝缘检测模块连接。一种集成式直流电源转接馈电装置，通过直流绝缘检测模块实现电流电压监测、直流接地监测、交流窜入监测过压/欠压监测等功能；通过降压模块实现不同电压等级直流系统合母及蓄电池组电压降压至控母电压；通过告警模块提供直流接地，交流窜入直流，过欠压，熔丝熔断等后台及就地告警信息，满足顾客安全性的需求；通过指示模块实现直观显示各待供电装置供电成功与否，以满足装置正常运行的目的；通过电流电压监测模块提供蓄电池电压、蓄电池电流、控母电压、总负荷电流监测功能；通过馈电模块准确输出继电保护装置控制电源、装置电源及设备分合闸电源，提高直流电源转接准确性。
7.作为优选，所述降压模块包括降压硅链，所述降压硅链与所述电源模块连接。本装置拥有单一直流馈电屏所没有的降压硅链，从而多一条合闸母线，可接后备电源蓄电池或合闸空开负荷。降压硅链可方便拆卸更换，110v和220v电压均通用，各个电压等级变电站适应性强。且适用于直流系统各个运行方式，增加了降压硅链强制并联隔离开关，对单母线系统此装置也依然适用。
8.作为优选，所述降压硅链设有相应的硅链电压自动调压装置。设置可快速拆卸式的硅链电压自动调压装置，针对不同直流电压等级，只需要单独更换硅链电压自动调压装置，同时可以强制并联隔离开关，保证控制直流母线连续不间断供电。
9.作为优选，本装置还包括告警模块，所述告警模块与所述直流绝缘检测模块连接。直流绝缘检测模块确保出线负荷转供期间的安全，避免发生直流接地、交流窜入等未能及时发现造成严重后果，当直流绝缘检测模块检测出异常时通过告警模块提醒工作人员。
10.作为优选，所述告警模块包括用于提醒工作人员的本地声光告警单元和用于远程提醒的后台告警单元，所述本地声光告警单元和所述后台告警单元均与所述直流绝缘检测模块连接。通过本地声光告警单元和后台告警单元实现本地声光告警以及后台告警功能，当改造过程中有任何开关跳闸、蓄电池熔丝熔断、电压异常、绝缘异常等告警会提醒检修及值班人员，及时处理，确保安全。
11.作为优选，所述电源模块包括合母充电单元、控母充电单元和蓄电池充电单元，所述合母充电单元、所述控母充电单元和所述蓄电池充电单元均与所述降压模块连接。本装置配有合母充电接口，控母充电接口以及蓄电池接口及保护，三者均可提供电源。从而使蓄电池硬（直接）接入馈电屏，不至于脱离系统，可靠性强。
12.作为优选，所述馈电模块包括控制馈出回路单元和合闸馈出回路单元，所述控制馈出回路单元和所述合闸馈出回路单元均与所述降压模块连接。馈电模块用于准确输出继电保护装置控制电源、装置电源及设备分合闸电源，提高直流电源转接准确性。
13.作为优选，本装置还包括用于显示各待供电装置供电情况的指示模块，所述指示模块与所述直流绝缘检测模块连接。指示模块用于实现直观显示各待供电装置供电成功与否，以满足装置正常运行的目的。
14.本发明的实质性效果是：本发明针对改造过程中典型电磁继电器绝缘监察装置存在的固有缺点，增加交流窜入直流系统告警功能，配备可快速拆卸式的硅链电压自动调压装置，针对不同直流电压等级，只需要单独更换硅链电压自动调压装置，同时可以强制并联
隔离开关，保证控制直流母线连续不间断供电；配备告警模块，有效减少异常发现时间，可以在最短时间内进行消缺，杜绝设备安全隐患，保证直流母线的电压正常。本发明通过集成化、一体化的设置让转接更为方便，操作流程简单，能够适用于电缆层及改造屏位附近等特色工况。
附图说明
15.图1为本实施例的结构示意图；图2为本实施例的转接馈电系统示意图。
16.其中：1、电源模块，2、降压模块，3、电流电压监测模块，4、直流绝缘检测模块，5、馈电模块，6、告警模块，7、指示模块，8、合母充电单元，9、控母充电单元，10、蓄电池充电单元，11、控制馈出回路单元，12、合闸馈出回路单元，13、本地声光告警单元，14、后台告警单元，15、充电机，16、蓄电池组，17、合母、控母充电部分，18、蓄电池熔丝，19、电流电压监测，20、直流绝缘检测，21、系统后台监控，22、控制馈出回路，23、合闸馈出回路。
具体实施方式
17.下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
18.一种集成式直流电源转接馈电装置，如图1所示，包括电源模块1、用于将不同电压等级直流系统合母及蓄电池组电压降压至控母电压的降压模块2、电流电压监测模块3、直流绝缘检测模块4、馈电模块5、告警模块6和指示模块7，电源模块1与降压模块2连接，降压模块2分别与馈电模块5和直流绝缘检测模块4连接，电流电压监测模块3分别与馈电模块5和直流绝缘检测模块4连接，电流电压监测模块3可选用数字式表计。数字式表计全量程范围内读数误差更小，测量显示方便，读数时间短，工作效率高。
19.电源模块1包括合母充电单元8、控母充电单元9和蓄电池充电单元10，合母充电单元8、控母充电单元9和蓄电池充电单元10均与降压模块2连接。本装置配有合母充电接口，控母充电接口以及蓄电池接口及保护，三者均可提供电源。从而使蓄电池硬（直接）接入馈电屏，不至于脱离系统，可靠性强。
20.降压模块2包括降压硅链，降压硅链与电源模块1连接。本装置拥有单一直流馈电屏所没有的降压硅链，从而多一条合闸母线，可接后备电源蓄电池或合闸空开负荷。降压硅链可方便拆卸更换，110v和220v电压均通用，各个电压等级变电站适应性强。且适用于直流系统各个运行方式，增加了降压硅链强制并联隔离开关，对单母线系统此装置也依然适用。降压硅链设有相应的硅链电压自动调压装置。设置可快速拆卸式的硅链电压自动调压装置，针对不同直流电压等级，只需要单独更换硅链电压自动调压装置，同时可以强制并联隔离开关，保证控制直流母线连续不间断供电。
21.告警模块6与直流绝缘检测模块4连接。直流绝缘检测模块4确保出线负荷转供期间的安全，避免发生直流接地、交流窜入等未能及时发现造成严重后果，当直流绝缘检测模块4检测出异常时通过告警模块6提醒工作人员。告警模块6包括用于提醒工作人员的本地声光告警单元13和用于远程提醒的后台告警单元14，本地声光告警单元13和后台告警单元14均与直流绝缘检测模块4连接。通过本地声光告警单元13和后台告警单元14实现本地声光告警以及后台告警功能，当改造过程中有任何开关跳闸、蓄电池熔丝熔断、电压异常、绝
缘异常等告警会提醒检修及值班人员，及时处理，确保安全。
22.馈电模块5包括控制馈出回路单元11和合闸馈出回路单元12，控制馈出回路单元11和合闸馈出回路单元12均与降压模块2连接。馈电模块5用于准确输出继电保护装置控制电源、装置电源及设备分合闸电源，提高直流电源转接准确性。馈电模块5可选用空气开关。空气开关分断后恢复时间相对较短，工作效率高，机械寿命相对较长。
23.指示模块7用于显示各待供电装置供电情况，指示模块7与直流绝缘检测模块4连接。指示模块7用于实现直观显示各待供电装置供电成功与否，以满足装置正常运行的目的。指示模块7可选用led指示灯。led指示灯绝缘电阻值相对较高，功率消耗较小。
24.如图2所示，在实际的运用中，将三种不同电源接入充电部分，包括充电机15、蓄电池组16和合母、控母充电部分17，即一路交流接入合母充电部分，一路交流接入控母充电部分，蓄电池组16接入蓄电池熔丝18充电部分。
25.各路电源通过降压模块2进行电压调节，降压模块2是直流电源系统解决蓄电池（动力合闸母线）电压和控制母线电压之间相差太大的矛盾而采用的一种方法，通过调整降压硅上的压降使得蓄电池不管在浮充电状态、均衡充电状态、放电状态下，控制母线（km）电压基本保持不变。降压模块2有自动控制电路、调节开关、大电流直流继电器和分组降压硅链等组成，可将动力合闸母线电压（hm）从最大值连续下降时，自动调压装置始终使控制母线（km）上的电压保持在整定值，动力母线电压从最小值逐渐上升到最大值时，自动调压装置也能使控制母线上的电压保持整定值。还设有手动调节功能。使动力母线电压值不变，每次手动调压一档使控制母线电压变化一次直至调整到控制母线电压与动力母线电压相等为止。也可进行逆向电压调节。具有自动调节和手动调节迅速手滑，工作稳定可靠，重量轻安装方便等优点。配置降压管芯组成的降压硅链具有 pn 结正向特性一致性好，降压电压稳定，动态电阻小等优点。并可根据客户需求进行任意组合，确保整机产品的可靠性和优越性，最大限度优化电源系统设计，达到完美，可靠合理的应用。此外，在应用过程中，我们模拟二极管开路或者损坏，只需合上强制并联隔离开关，就为控制直流母线提供一个旁路直通回路，保证控制直流母线连续不间断供电，确保直流系统安全运行。在应用过程中遇到有些直流系统为单母线系统时，我们也合上此强制并联隔离开关实现了降压硅链输入与输出端电压相同，保证控制直流母线正常。
26.装置中蓄电池电压值、蓄电池电流值、控母电压值、总负荷电流值通过电流电压监测19装置进行监测。再通过外回路直流接线及空气开关，将电压输送至合闸馈出回路23及控制馈出回路22。
27.在实际运用中直流系统在正常运行时，正负极均不接地。发生一点接地时，接地点没有短路电流流过，熔断器不会熔断，仍可继续运行，但也必须及时发现、及时消除。否则再发生另一点接地时，有可能引起控制回路、继电保护回路的误动作。由于直流电源系统对地分布电容的大量增加，当直流系统对地电容达到一定数量级，满足一定工况条件下，直流系统一点接地同样可能导致出口保护继电器的误动，从而导致变电站主变跳闸等重大事故，严重影响生产。为了监视直流系统的绝缘状况，装设绝缘监察装置，运行人员可使用该装置经常测量直流系统的绝缘电阻，使其保持在0.5mω以上。通过直流绝缘检测20装置能够实时监测直流系统的对地绝缘状况，及时发现并预警绝缘降低或者直流接地等异常状态，可避免严重电力系统事故的发生。该装置能进行常规监测：即（1）数字显示母线电压值，当电
压过高或过低时输出报警信号。（2)数字显示正、负母线的对地绝缘电阻值，当绝缘电阻过低时输出报警信号。（3)电压过高或过低、绝缘电阻过低的整定值均采用功能键来整定，数字显示各整定值。（4)监测范围宽、精度高。同样也能进行支路巡查：即（1)巡查时不需切断支路电源；叠加信号源（7v、15~25hz)时，有自检和保护措施。（2)当母线对地绝缘电阻降低时发信号。投入信号源后，自动巡查各支路阻抗或单独查找各支路的阻抗情况。（3)在系统中存在较大分布电容的情况下，仍能保证电阻显示精度。（4)配套的小电流互感器型号品种多，尺寸大小只与负荷电缆粗细有关，其电参数一致、接线无方向要求，可任意安装。（5)当母线对地绝缘电阻值降低时发信号，并自动投入信号源，自动巡查各支路阻抗和容抗的情况。（6)工作人员无需操作、无需等待，就能得到故障支路号和对应的绝缘电阻值。（7)在系统中存在较大分布电容的情况下，仍能保证电阻显示精度。
28.在改造现场，当开关跳闸，蓄电池熔丝18熔断、电压异常、绝缘异常等系统出现异常时，现场改造人员因现场噪音大，没有告警声音，不能及时发现有异常情况，针对以上情况，需要在装置内加装告警模块，使其在开关跳闸，蓄电池熔丝18熔断、电压异常、绝缘异常等系统出现异常时能发出声音以及亮光来及时提醒现场工作人员有异常情况出现，需要及时处理，杜绝设备安全隐患，保证直流母线的电压正常。在改造中断后，当开关跳闸，蓄电池熔丝18熔断、电压异常、绝缘异常等系统出现异常时，既使系统出现异常，发出声音以及亮光告警，但因现场无工作人员，无法及时知道有异常。针对以上情况，需要在装置内加装接入后台的告警信号，使其在开关跳闸，蓄电池熔丝18熔断、电压异常、绝缘异常等系统出现异常时能通过硬接点和rs
‑
485接口接入后台，以便通过系统后台监控21，提醒后台监控人员有异常情况出现，联系专业检修人员及时处理，杜绝设备安全隐患，保证直流母线的电压正常。
29.本实施例通过直流绝缘检测模块4实现电流电压监测、直流接地监测、交流窜入监测过压/欠压监测等功能；通过降压模块2实现不同电压等级直流系统合母及蓄电池组电压降压至控母电压；通过告警模块6提供直流接地，交流窜入直流，过欠压，熔丝熔断等后台及就地告警信息，满足顾客安全性的需求；通过指示模块7实现直观显示各待供电装置供电成功与否，以满足装置正常运行的目的；通过电流电压监测模块3提供蓄电池电压、蓄电池电流、控母电压、总负荷电流监测功能；通过馈电模块5准确输出继电保护装置控制电源、装置电源及设备分合闸电源，提高直流电源转接准确性。
30.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。