直流电源接于变电站直流母线上ups直流电源接口装置制造方法
【专利摘要】一种直流电源接于变电站直流母线上UPS直流电源接口装置。其包括第五开关Q5、第二逆变单元A3、第二整流单元A4和第二直流隔离变压器B2;第二逆变单元A3的直流输入端通过第二开关Q2与变电站直流母线m连接，第二逆变单元A3的交流输出端通过第二直流隔离变压器B2与第二整流单元A4的交流输入端连接，第二整流单元A4的直流输出端通过第五开关Q5与二极管D的阳极连接，二极管D的阳极与UPS装置的直流输入端ZI相连接。本发明将变电站直流母线和UPS装置内部电路隔离，使二者没有电路上联系。使用本装置后，UPS装置内部故障不会对直流母线系统造成影响，UPS装置内部绝缘降低也不会造成直流母线绝缘降低。
【专利说明】直流电源接于变电站直流母线上UPS直流电源接口装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于变电站不间断供电【技术领域】，特别是涉及一种直流电源接于变电站直 流母线上UPS直流电源接口装置。
【背景技术】
[0002] UPS装置是不间断供电系统。它为某些对电源质量要求高的仪器仪表提供可靠电 源，在电网发生故障时，可提供连续不断的供电。变电站自身有直流蓄电池组为直流负载供 电，因此为节省投资，变电站中UPS装置本身不配置蓄电池组，直流电源引自变电站直流母 线，其结构如图1 ;
[0003] 如图1所示，所述的UPS装置包括：第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3、第四 开关Q4、变压器B、整流单元A1、逆变单元A2、静态开关DK和直流隔离二极管D ;其中：第一 开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3和第四开关Q4,静态开关DK为双掷开关；变压器B为交 流隔离变压器，整流单元A1为交流/直流转换装置，逆变单元A2为直流/交流逆变装置， 静态开关DK为由功率电子器件构成的无触点开关，直流隔离二极管D为功率二极管。
[0004] 所述的第一交流输入电源依次经过第一开关Q1和变压器B与整流单元A1的输入 端连接，整流单元A1的输出端为直流输入端ZI，与逆变单元A2的输入端连接，逆变单元A2 的输出端与第三开关Q3的一个输入端相连接，第三开关Q3的另一个输入端与第二交流输 入电源相连接；第三开关Q3的输出端与第四开关Q4的输入端相连接；静态开关DK的一端 与第二交流输入电源连接，另一端与第四开关Q4的输入端相连接；第四开关Q4的输出端为 本UPS装置的电源输出端，与负载连接；第二开关Q2的输入端与变电站直流母线ZM连接， 输出端与直流隔离二极管D的阳极连接，直流隔离二极管D的阴极与直流输入端ZI相连 接；变电站直流母线ZM的两端分别与蓄电池组和直流负载相连接。
[0005] 由于变电站中的UPS装置本身不设置蓄电池组，其直流输入端ZI经直流隔离二极 管D和第二开关Q2接至变电站直流母线ZM上。在这种连接方式下，当UPS装置内部发生直 流接地或绝缘降低等故障时，都会造成变电站直流母线ZM上的直流系统接地或绝缘降低， 当本UPS装置的整流单元A1或逆变单元A2出现故障，即输入输出两端短路时，交流220V 电压将通过直流隔离二极管D和第二开关Q2直接串入变电站直流母线ZM上，由于变电站 直流母线ZM上的直流负载多为保护、控制、测控装置，串入交流后对装置和一次设备危害 极大，极有可能造成保护不正确动作，一次开关误分误合，异常信号上送，对变电站可靠供 电运行造成危害。另外，已经投运的变电站若重新进行UPS装置改造，将涉及较多的回路和 装置，因此施工工艺复杂，费时费力。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种直流电源接于变电站直流母线上 UPS直流电源接口装置。
[0007] 为了达到上述目的，本发明提供的直流电源接于变电站直流母线上UPS直流电源 接口装置包括：第五开关Q5、第二逆变单元A3、第二整流单元A4和第二直流隔离变压器 B2 ;其中：第二逆变单元A3的直流输入端通过第二开关Q2与变电站直流母线ZM连接，第二 逆变单元A3的交流输出端通过第二直流隔离变压器B2与第二整流单元A4的交流输入端 连接，第二整流单元A4的直流输出端通过第五开关Q5与二极管D的阳极连接，二极管D的 阳极与UPS装置的直流输入端ZI相连接。
[0008] 所述的第二逆变器A3为直流/交流逆变装置。
[0009] 所述的第二整流单元A4为交流/直流转换装置。
[0010] 所述的第二变压器B2为交流隔离变压器。
[0011] 所述的第五开关Q5为手动电气开关。
[0012] 本发明提供的直流电源接于变电站直流母线上UPS直流电源接口装置由一个逆 变单元、一个隔离变压器、一个整流单元组成一个DC-DC型变换器；适用于已投运变电站 UPS直流电源接于直流母线上者，在UPS接入变电站直流母线之前，串联加入此装置，相当 于先将引自直流母线的直流电流逆变为交流电、经过隔离变压器电磁隔离后，将交流电再 次整流成直流，使UPS装置和变电站直流母线没有任何回路联系，彻底解决了 UPS装置故障 和不正常运行时对直流系统的影响。而且本装置接线简单，对负载和二次回路影响较小。
[0013] 本接口装置的效果：
[0014] 本接口装置彻底将变电站的直流母线和UPS装置内部电路隔离，使二者没有电路 上的联系。使用本装置后，UPS装置的内部故障不会对直流母线系统造成影响。UPS装置内 部绝缘降低也不会造成直流母线绝缘降低，提高了变电站直流二次系统运行的稳定性，消 除了故障隐患。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为一种已有技术的UPS装置结构示意图。
[0016] 图2为本发明提供的直流电源接于变电站直流母线上UPS直流电源接口装置结构 示意图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图和具体实施例对本发明提供的直流电源接于变电站直流母线上UPS 直流电源接口装置进行详细说明。
[0018] 本发明提供的直流电源接于变电站直流母线上UPS直流电源接口装置，适用于如 图1所示的已投运变电站UPS装置，其串联接入至第二开关Q2和直流隔离二极管D之间；
[0019] 如图2所示，本接口装置包括：第五开关Q5、第二逆变单元A3、第二整流单元A4和 第二直流隔离变压器B2 ;其中：第二逆变单元A3的直流输入端通过第二开关Q2与变电站 直流母线ZM连接，第二逆变单元A3的交流输出端通过第二直流隔离变压器B2与第二整流 单元A4的交流输入端连接，第二整流单元A4的直流输出端通过第五开关Q5与二极管D的 阳极连接，二极管D的阳极与UPS装置的直流输入端ZI相连接。
[0020] 所述的第二逆变器A3为直流/交流逆变装置，用于将输入的直流电转换成交流电 输出。
[0021] 所述的第二整流单元A4为交流/直流转换装置，用于将输入的交流电转换成直流 电输出。
[0022] 所述的第二变压器B2为交流隔离变压器，用于实现交流电源的隔离和电压转换。
[0023] 所述的第五开关Q5为手动电气开关。
[0024] 本发明提供的直流电源接于变电站直流母线上UPS直流电源接口装置，相当于在 UPS装置接入直流母线ZM之前，加入一个逆变-隔离变-整流单元，使UPS装置和变电站直 流母线没有任何回路联系，彻底解决了 UPS装置故障和不正常运行时对直流系统的影响。 而且接线简单，对负载和二次回路影响较小。适用于已投运变电站UPS装置的改造，可以大 大提高直流母线电压质量、绝缘水平和供电可靠性。
【权利要求】
1. 一种直流电源接于变电站直流母线上UPS直流电源接口装置，其特征在于：本接口 装置包括：第五开关Q5、第二逆变单元A3、第二整流单元A4和第二直流隔离变压器B2 ;其 中：第二逆变单元A3的直流输入端通过第二开关Q2与变电站直流母线ZM连接，第二逆变 单元A3的交流输出端通过第二直流隔离变压器B2与第二整流单元A4的交流输入端连接， 第二整流单元A4的直流输出端通过第五开关Q5与二极管D的阳极连接，二极管D的阳极 与UPS装置的直流输入端ZI相连接。
2. 根据权利要求1所述的直流电源接于变电站直流母线上UPS直流电源接口装置，其 特征在于：所述的第二逆变器A3为直流/交流逆变装置。
3. 根据权利要求1所述的直流电源接于变电站直流母线上UPS直流电源接口装置，其 特征在于：所述的第二整流单元A4为交流/直流转换装置。
4. 根据权利要求1所述的直流电源接于变电站直流母线上UPS直流电源接口装置，其 特征在于：所述的第二变压器B2为交流隔离变压器。
5. 根据权利要求1所述的直流电源接于变电站直流母线上UPS直流电源接口装置，其 特征在于：所述的第五开关Q5为手动电气开关。
【文档编号】H02J9/04GK104218663SQ201410476847
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】王宜政, 魏冬利 申请人:国家电网公司