用于配电终端的电源装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于配电终端的电源装置，设有交流输入端口、充放电端口和直流供电端口；该电源装置包括：交流/直流转换电路、直流变换电路、充放电管理电路和电源控制电路；交流直流转换电路与交流输入端口连接；直流变换电路与交流直流转换电路连接；充放电管理电路的一端与充放电端口连接、另一端与直流供电端口连接；电源控制电路，用于检测直流变换电路输出的直流信号并控制充放电管理电路的充电或者放电行为。通过配置交流输入端口和充放电端口，使得电源装置能够接受外界的交流电源和蓄电单元的直流电源，且在交流供电闲置时能经充放电端口对蓄电单元充电，以满足电源装置对配电终端及开关执行机构的可靠供电。
【专利说明】用于配电终端的电源装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自动配电领域，特别地，涉及一种用于配电终端的电源装置。
【背景技术】
[0002]配电自动化系统要求在电力系统正常运行和故障时，能对一次线路进行监控和故障判断，并采取相应措施，所以配电自动化系统本身的供电问题尤为重要。
[0003]配电自动化终端是基于计算机和通信网络的馈线自动化系统的核心设备。配电自动化终端的电源不仅要供终端自身用电，还要供给通讯模块，控制回路跳、合闸等，配电自动化终端必须拥有不间断的供电电源。特别是当配电网馈线发生永久性故障时，馈线出口开关保护动作，馈线失去交流电源，这时配电终端必须有电源保证自身正常工作，以及为开关提供操作电源。
[0004]多年的运行情况表明:配电自动化终端长年运行在户外恶劣的环境里，其电源是出现问题最多的部件，是影响其稳定可靠运行的关键因素。因此，如何确保配电自动化终端在任何时候都能获得不间断的电源是设计的一个重点。
实用新型内容
[0005]本实用新型目的在于提供一种用于配电终端的电源装置，以解决现有的电源装置无法满足配电终端的不间断供电需求的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0007]—种用于配电终端的电源装置，该电源装置设有交流输入端口、充放电端口和直流供电端口 ；该电源装置包括:交流/直流转换电路、直流变换电路、充放电管理电路和电源控制电路；
[0008]交流/直流转换电路与交流输入端口连接，用于将外界的交流输入经整流后变换为第一直流输出；
[0009]直流变换电路与交流/直流转换电路连接，用于第一直流输出经变压及滤波处理后变换为第二直流输出给直流供电端口；
[0010]充放电管理电路的一端与充放电端口连接，用于给蓄电池进行充电或者接收蓄电池的放电电源，充放电管理电路的另一端与直流供电端口连接，用于将蓄电池的放电电源经直流供电端口输出；
[0011]电源控制电路，用于检测直流变换电路输出的直流信号并控制充放电管理电路的充电或者放电行为。
[0012]进一步地，交流输入端口连接有至少两个供电单元，多个供电单元经切换电路连通至交流输入端口。
[0013]进一步地，供电单元为与配电网的馈线相连的电压互感器或者供电变压器。
[0014]进一步地，直流供电端口至少包括:用于供电给配电终端的第一端口、用于供电给配电终端处的开关执行元件的第二端口。
[0015]进一步地，充放电端口连接有蓄电单元。
[0016]进一步地，交流/直流转换电路采用桥式整流电路。
[0017]进一步地，充放电管理电路包括:放电回路、活化回路,活化回路用于经充放电端口给蓄电单元充电；放电回路经充放电端口接收蓄电单元的放电电源并将放电电源经直流供电端口输出。
[0018]进一步地，电源控制电路设有通信端口，用于与主处理器通信，以传送蓄电单元的充放电信息。
[0019]进一步地，直流供电端口设有供电指示灯，用于指示供电的通断状态。
[0020]本实用新型具有以下有益效果:
[0021 ] 本实用新型电源装置，通过设置交流输入端口和充放电端口，使得电源装置能够接受外界的交流电源和蓄电单元的直流电源，且在交流供电闲置时能经充放电端口对蓄电单元充电，以满足电源装置对配电终端及开关执行机构的可靠供电，保证配电自动化系统的安全运行。
[0022]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0024]图1是本实用新型优选实施例用于配电终端的电源装置的原理示意图；以及
[0025]图2是本实用新型优选实施例双供电单元切换的原理示意图。
[0026]附图标记说明:
[0027]11、交流输入端口 ； 12、充放电端口 ； 13、直流供电端口 ；
[0028]21、交流/直流转换电路；22、直流变换电路；23、充放电管理电路；24、电源控制电路；
[0029]30、供电单元；40、蓄电单元；50、切换电路。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0031]参照图1，本实用新型的优选实施例提供了一种用于配电终端的电源装置，该电源装置设有交流输入端口 11、充放电端口 12和直流供电端口 13 ;该电源装置包括:交流/直流转换电路21、直流变换电路22、充放电管理电路23和电源控制电路24。其中，交流/直流转换电路21与交流输入端口 11连接，用于将外界的交流电经整流后变换为第一直流输出；本实施例中，交流/直流转换电路21采用桥式整流电路，用于将交流电经桥式整流后转换成第一直流输出。直流变换电路22与交流/直流转换电路21连接，用于第一直流输出经变压及滤波处理后变换为第二直流输出给直流供电端口 13 ;本实施例中，直流变换电路22包括:DC/DC变换电路和滤波处理电路，其中，DC/DC变换电路对第一直流输出进行电压转换处理，滤波处理电路用于对经电压转换后的直流电进行滤波处理以得到第二直流输出。本实施例中，第二直流输出经直流供电端口 13供电给配电终端和/或开关执行元件。充放电管理电路23的一端与充放电端口 12连接，用于给蓄电池进行充电或者接收蓄电池的放电电源，充放电管理电路23的另一端与直流供电端口 13连接，用于将蓄电池的放电电源经直流供电端口 13输出；电源控制电路24，用于检测直流变换电路22输出的直流信号并控制充放电管理电路23的充电或者放电行为。本实施例中，电源控制电路24采集直流变换电路22的第二直流输出的电流信号或者电压信号，以判断经直流变换电路22供电的支路是否出现故障，若是，则驱动充放电管理电路23进行放电，以满足直流供电端口 13的可靠供电；当交流供电处于闲置状态时，电源控制电路24通过检测第二直流输出的电流信号，以驱动充放电管理电路23对外界的蓄电池进行充电，以满足蓄电池在应急情况下的可靠供电。
[0032]本实施例通过设置交流输入端口 11和充放电端口 12，使得电源装置能够接受外界的交流电源和蓄电单元的直流电源，且在交流供电闲置时能经充放电端口 12对蓄电单元充电，以满足电源装置对配电终端及开关执行机构的可靠供电，保证配电自动化系统的安全运行。
[0033]本实施例中，交流输入端口 11接收的外界的交流电直接从配电网的1KV馈线上取电，一般采用与馈线相连的电压互感器PT或者与馈线相连的供电变压器。
[0034]优选地，为了提高供电的可靠性，本实施例中，交流输入端口 11连接有两个供电单元30，两个供电单元30经切换电路50连通至交流输入端口 11。
[0035]参照图2，双供电单元供电时的电路切换原理如下:
[0036]本实施例中，切换电路50采用带A/D转换的CPU实现对输入电压的精确测量，本实施例中，第一回路的交流电经输入采样器、桥式整流、A/D转换后给CPU，第二回路的交流电同样经输入采样器、桥式整流、A/D转换后给CPU，CPU根据测量的电压数值通过中间继电器实现电压切换。切换模块采用互备的切换方式，当一路交流输入出现了失电或缺相时可自动切换到二路电源。正常工作时，由第一回路工作，参照图2，有交流输入I供电给交流输入端口 11，给CPU监测到第一回路失电或故障时，CPU发出信号使工作电源切换到第二回路，使得交流输入2供电给交流输入端口 11，当第二回路恢复正常，双电源的切换装置不再重新将工作电源切换到第一回路上，除非第二回路出现失电或故障。优选地，为保证整个装置的安全可靠运行，在该切换电路50的投切设置了互锁功能，使电源装置在任意状态下两路交流输入不会同时投入工作。为了防止中间继电器发生抖动，CPU中的切换电压设置回差。
[0037]优选地，本实施例中，充放电端口 12连接有蓄电单元40，本实施例中，蓄电单元40为蓄电池。本实施例中，充放电管理电路23包括:放电回路、活化回路，活化回路用于经充放电端口 12给蓄电单元40充电；放电回路经充放电端口 12接收蓄电池的放电电源并将放电电源经直流供电端口 13输出。
[0038]本实施例中，通过切换电路50实现了两路交流输入的自动投切，通过电源控制电路24实现了交流输入与蓄电单元供电之间的自动投切，从而确保了电源装置对配电终端的工作电源和执行电源的可靠稳定供电。
[0039]本实施例中，直流供电端口 13包括:用于供电给配电终端的第一端口、用于供电给配电终端处的开关执行元件的第二端口和用于供电给通信装置的第三端口。
[0040]优选地，本实施例中，电源控制电路24设有通信端口，用于与主处理器通信，以传送蓄电单元40的充放电信息，本实施例中，蓄电单元40的充放电信息包括:电池活化时间、蓄电池的欠压警告信息、蓄电池的过压警告信息。
[0041 ] 优选地，本实施例中，直流供电端口 13设有供电指示灯，用于指示供电的通断状态。
[0042]本实施例电源装置的基本功能如下:
[0043]双路交流输入自动切换功能:可以实现交流进线电源的自动切换，有些场合双电源切换功能可选用。
[0044]充电功能:实现对蓄电池的充电功能，提供27.5V充电电源，满足蓄电池的充电要求。
[0045]供电功能:满足具有三路直流电源供电输出，24V开关操作电源，12V配电终端及通信工作电源。
[0046]告警功能:具备交流失电告警功能和蓄电池电池欠压告警功能。
[0047]保护功能:瞬时过电压保护功能、电池过放保护功能、短路保护功能。
[0048]指示功能:具备直流输出电压输出指示功能。
[0049]本实施例电源装置的基本参数设计如下:
[0050]输入:
[0051]I)、额定输入电压:220VAC ；
[0052]2)、输入电压范围:220VAC 的-10% ?+30% ；
[0053]3)、输入电压频率:50Ηζ±5%。
[0054]输出:
[0055]I)、充电输出:蓄电池浮充电电压:+27.5V±2%，输出电流0.5A ；
[0056]2)、供电输出:开关操作电源输出电压:+24V±15%,输出电流8A ;
[0057]3)、通讯工作电源:+12V 土 2%，输出电流0.5A。
[0058]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于配电终端的电源装置，其特征在于，所述电源装置设有交流输入端口(11)、充放电端口(12)和直流供电端口(13)； 所述电源装置包括:交流/直流转换电路(21)、直流变换电路(22)、充放电管理电路(23)和电源控制电路(24)； 所述交流/直流转换电路(21)与所述交流输入端口(11)连接，用于将外界的交流输入经整流后变换为第一直流输出； 所述直流变换电路(22)与所述交流/直流转换电路(21)连接，用于所述第一直流输出经变压及滤波处理后变换为第二直流输出给所述直流供电端口(13)； 所述充放电管理电路(23)的一端与所述充放电端口(12)连接，用于给蓄电池进行充电或者接收所述蓄电池的放电电源，所述充放电管理电路(23)的另一端与所述直流供电端口(13)连接，用于将所述蓄电池的放电电源经所述直流供电端口(13)输出； 所述电源控制电路(24)，用于检测所述直流变换电路(22)输出的直流信号并控制所述充放电管理电路(23)的充电或者放电行为。
2.根据权利要求1所述的用于配电终端的电源装置，其特征在于， 所述交流输入端口(11)连接有至少两个供电单元(30)，多个所述供电单元(30)经切换电路(50)连通至所述交流输入端口(11)。
3.根据权利要求2所述的用于配电终端的电源装置，其特征在于， 所述供电单元(30)为与配电网的馈线相连的电压互感器或者供电变压器。
4.根据权利要求1所述的用于配电终端的电源装置，其特征在于， 所述直流供电端口(13)至少包括:用于供电给所述配电终端的第一端口、用于供电给所述配电终端处的开关执行元件的第二端口。
5.根据权利要求1至4任一所述的用于配电终端的电源装置，其特征在于， 所述充放电端口(12)连接有蓄电单元(40)。
6.根据权利要求5所述的用于配电终端的电源装置，其特征在于， 所述交流/直流转换电路(21)采用桥式整流电路。
7.根据权利要求5所述的用于配电终端的电源装置，其特征在于， 所述充放电管理电路(23)包括:放电回路、活化回路，所述活化回路用于经所述充放电端口(12)给所述蓄电单元(40)充电；所述放电回路经所述充放电端口(12)接收所述蓄电单元(40)的放电电源并将所述放电电源经所述直流供电端口(13)输出。
8.根据权利要求5所述的用于配电终端的电源装置，其特征在于， 所述电源控制电路(24)设有通信端口，用于与主处理器通信，以传送所述蓄电单元(40)的充放电信息。
9.根据权利要求5所述的用于配电终端的电源装置，其特征在于， 所述直流供电端口(13)设有供电指示灯，用于指示供电的通断状态。
【文档编号】H02J7/02GK204243884SQ201420351757
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】林峻, 陈丽铭, 周文友, 黄家联, 邵自甦, 龙洪基, 郑星炯, 何湛邦, 吴荣嘉, 邱雪花, 梁自维 申请人:广东电网公司佛山供电局, 湖南英科电力技术有限公司