一种变电站直流母线应急旁路电源装置的制作方法

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种变电站直流母线应急旁路电源装置。

背景技术：

如图1所示，正常运行时的变电站站用直流电源系统为I、II段直流母线分列运行，每组充电机由两路交流电源同时供电并输出直流电源供全站直流负荷运行，同时充电机对蓄电池组进行浮充电。

当充电机交流输入电源全部失电后，此时由蓄电池组带全站直流负荷运行。蓄电池组在变电站的最重要作用，即在全站失电时为全站直流负荷供电，以确保保护装置、远动装置、通信装置正常，控制故障范围。但若变电站全站交流失电、蓄电池组开路，此时全站继电保护装置、远动装置、通信装置失电，故障范围扩大。

综上，现有的直流电源系统有显著缺陷，需要研制可以在全站交流失电且蓄电池组开路的情况下仍可为全站直流负荷供电的新装置。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种变电站直流母线应急旁路电源装置，能在全站交流失电且蓄电池组开路的紧急情况下为直流电源系统供电，保障站用直流电源负荷正常运行。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种变电站直流母线应急旁路电源装置，包括：

工作电源单元，用于从另一侧直流母线取电获得工作电压；

检测单元，用于检测充电机交流输入电压以及本侧直流母线电压；

供电单元，用于从本侧蓄电池组取电获得供电电压；

逻辑判别单元，用于在工作电压和供电电压均大于零时，如果所述检测单元检测到充电机交流输入电压以及本侧直流母线电压均为零，则判别为达到装置起动运行条件；以及用于在工作电压和供电电压均大于零时，如果所述检测单元检测到充电机交流输入电压大于零或者本侧直流母线电压大于零，则判别为达到装置退出运行条件；

输出单元，用于在所述逻辑判别单元判别达到装置起动运行条件时，向本侧直流母线输出相匹配的直流电压；

所述工作电源单元分别与所述检测单元、所述输出单元、所述逻辑判别单元相连，所述逻辑判别单元还分别与所述检测单元和所述输出单元相连，所述供电单元与所述输出单元相连。

其中，所述供电单元从本侧蓄电池组后六节电池取电。

其中，所述供电单元包括依次相连的第一直流接触器、12V/110V DC/DC变换器以及第二直流接触器，所述12V/110V DC/DC变换器用于将从本侧蓄电池组后六节电池获取的供电电压，转换为装置运行时向本侧直流母线输出的相匹配的直流电压。

其中，所述检测单元包括继电器，与第一直流接触器辅助接点相连，两端分别通过直流熔断器连接在直流正负母线上。

其中，所述逻辑判别单元包括并联的第一直流接触器、第二直流接触器的线圈，该线圈一端与并联的第二直流接触器、继电器相连接，另一端与充电机交流电源电压回路辅助接点串联。

其中，所述工作电源单元通过工作电源开关，与所述逻辑判别单元连接。

其中，所述输出单元包括从本侧蓄电池组后六节电池出口起始，至本侧母线的中间导线以及输出开关。

其中，所述装置还包括：

保护单元，用于在装置输出回路发生短路或输出过流时，或者在装置输入回路发生短路或输入过流时，切断输出回路或输入回路，所述保护单元分别与所述工作电源单元、所述输出单元、所述逻辑判别单元相连。

其中，所述保护单元则包括设置在本侧蓄电池组后六节电池与第一直流接触器之间的直流熔断器、防电流反向回路以及与防电流反向回路相连的直流熔断器。

其中，所述防电流反向回路由多个二极管组成。

本发明实施例的有益效果在于：

能在全站交流失压且蓄电池组开路的紧急情况下为直流电源系统供电，保障站用直流电源负荷正常运行，避免了故障范围扩大，控制事故事件的发生；在实际生产应用中发挥积极作用，为站用直流电源系统安全稳定运行提供了有效保障措施；

可实现在充电机交流输入失电、蓄电池组开路的情况下，装置自动启动，为直流电源系统供电，并在直流电源系统恢复正常后，装置自动退出运行；

可实现装置内部故障时，如装置输出过流、装置输入过流等，装置自动保护，停止运行；

可实现紧急情况时，外部操作进行紧急停止装置；

装置供电电源取自目标直流电源系统蓄电池，使得本装置接线简单，安装快捷，减少应急蓄电池组的经济成本，可大面积应用于直流电源系统。

附图说明

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1是变电站的一种典型直流电源系统接线示意图。

图2是本发明实施例一种变电站直流母线应急旁路电源装置的结构示意图。

图3是本发明实施例一种变电站直流母线应急旁路电源装置的具体接线示意图。

图4是本发明实施例中，逻辑判别单元的主逻辑判别示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。

请参照图1所示，本发明实施例提供一种变电站直流母线应急旁路电源装置，包括：

工作电源单元，用于从另一侧直流母线取电获得工作电压；

检测单元，用于检测充电机交流输入电压以及本侧直流母线电压；

供电单元，用于从本侧蓄电池组取电获得供电电压；

逻辑判别单元，用于在工作电压和供电电压均大于零时，如果所述检测单元检测到充电机交流输入电压以及本侧直流母线电压均为零，则判别为达到装置起动运行条件；以及用于在工作电压和供电电压均大于零时，如果所述检测单元检测到充电机交流输入电压大于零或者本侧直流母线电压大于零，则判别为达到装置退出运行条件；

输出单元，用于在所述逻辑判别单元判别达到装置起动运行条件时，向本侧直流母线输出相匹配的直流电压；

所述工作电源单元分别与所述检测单元、所述输出单元、所述逻辑判别单元相连，所述逻辑判别单元还分别与所述检测单元和所述输出单元相连，所述供电单元与所述输出单元相连。

此外，为确保在发生故障时可以自我保护，本实施例变电站直流母线应急旁路电源装置还包括：

保护单元，用于在装置输出回路发生短路或输出过流时，或者在装置输入回路发生短路或输入过流时，切断输出回路或输入回路，所述保护单元分别与所述工作电源单元、所述输出单元、所述逻辑判别单元相连。

具体地，结合图3所示，本实施例变电站直流母线应急旁路电源装置用于在因故障导致全站交流电源失电、且蓄电池组开路，为保障继电保护装置、远动装置、通信装置等直流电源负荷用电的情况，在站用直流电源系统的I、II段母线各安装一个。

为描述简便，以下以I段母线侧为例说明。

供电单元从本侧蓄电池组后六节电池取电，本侧蓄电池组后六节电池依次通过直流熔断器、直流接触器1ZC、防电流反向回路、12V/110V DC/DC变换器、直流接触器2ZC与输出开关7ZK一端连接，7ZK另一端与#1直流母线连接。也就是说，本实施例的供电单元包括依次相连的第一直流接触器1ZC、12V/110V DC/DC变换器以及第二直流接触器2ZC。12V/110V DC/DC变换器用于将从本侧蓄电池组后六节电池获取的供电电压，转换为装置运行时向本侧直流母线输出的相匹配的直流电压。保护单元则包括设置在本侧蓄电池组后六节电池与第一直流接触器1ZC之间的直流熔断器、防电流反向回路以及与防电流反向回路相连的直流熔断器。具体地，防电流反向回路由多个二极管组成。输出单元包括从本侧蓄电池组后六节电池出口起始，至本侧母线的中间导线以及输出开关7ZK。

检测单元包括继电器1YJ，与第一直流接触器1ZC辅助接点相连，两端分别通过直流熔断器连接在直流正负母线上。

逻辑判别单元包括并联的第一直流接触器1ZC、第二直流接触器2ZC的线圈，该线圈一端与并联的第二直流接触器2ZC、继电器1YJ相连接，另一端与充电机交流电源电压回路1JC1、2JC2辅助接点串联。

工作电源单元在#2直流母线取电，通过工作电源开关10ZK，与逻辑判别回路连接。

请再结合图4所示，对本实施例变电站直流母线应急旁路电源装置的工作原理及过程做介绍。

以#1直流母线为例，正常运行时，#1直流母线、#2直流母线均有电，装置工作电源单元、供电电源单元有电（工作电压U1>0、供电电压U2>0），即#2直流母线有电（因本侧工作电源单元是从另一侧直流母线取电），且#1蓄电池组后6节电池之间无开路。

#1充电机交流电源回路有电，1JC1、2JC2辅助接点断开，且#1直流母线有电，检测单元的继电器1YJ辅助接点断开，逻辑判别单元判别为直流电源系统正常，本实施例变电站直流母线应急旁路电源装置不投入运行。

如果本测直流母线失电且充电机无交流输入，即#1直流母线失电，且#1充电机无交流输入，充电机交流电源回路1JC1、2JC2辅助接点闭合，检测单元检测到#1充电机交流输入电源失电（充电机交流输入电压U4=0），#1直流母线失电（本侧母线电压U3=0），继电器1YJ辅助接点闭合，逻辑判别单元判别#1直流系统失电，符合装置起动运行条件，直流接触器1ZC、2ZC线圈得电闭合，输出开关7ZK合闸，装置起动运行，从本侧蓄电池组后六节电池获取的供电电压经12V/110V DC/DC变换器转化为1110V直流电压，输出给#1直流母线。

装置投入运行后，装置工作电压U1>0、供电电压U2>0，母线联络开关5ZK或6ZK合闸，令#1直流母线得电，充电机交流输入电源复电，检测单元检测到充电机交流输入电压U4>0或本侧母线电压U3>0，装置判别为直流电源系统恢复正常，继电器1YJ辅助接点断开，充电机交流电源电压回路1JC1、2JC2辅助接点断开，装置自动退出运行。

此外，如果直流电源系统及时恢复正常，而本实施例变电站直流母线应急旁路电源装置仍在运行中，工作人员可通过关断工作电源或供电电源回路，使装置退出运行。

装置运行时，若输出回路发生短路或输出过流，保护单元的直流熔断器将熔断，从而切断输出回路，实现装置自动保护，停止运行。同样，若输入回路发生短路或输入过流，保护单元的直流熔断器将熔断，从而切断输入回路，实现装置自动保护，停止运行。

通过上述说明可知，实施本发明实施例，具有如下有益效果：

能在全站交流失压且蓄电池组开路的紧急情况下为直流电源系统供电，保障站用直流电源负荷正常运行，避免了故障范围扩大，控制事故事件的发生；在实际生产应用中发挥积极作用，为站用直流电源系统安全稳定运行提供了有效保障措施；

可实现在充电机交流输入失电、蓄电池组开路的情况下，装置自动启动，为直流电源系统供电，并在直流电源系统恢复正常后，装置自动退出运行；

可实现装置内部故障时，如装置输出过流、装置输入过流等，装置自动保护，停止运行；

可实现紧急情况时，外部操作进行紧急停止装置；

装置供电电源取自目标直流电源系统蓄电池，使得本装置接线简单，安装快捷，减少应急蓄电池组的经济成本，可大面积应用于直流电源系统。

以深圳东片地区115座变电站直流电源系统为例，以1站2套装置共230套装置的方式计算，如果应用本实施例变电站直流母线应急旁路电源装置，可大大降低深圳电网发生继电保护装置、远动装置、通信装置等直流电源失电的风险，为站用直流电源系统安全稳定运行提供了保障。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。