用于双电源双回路中的防晃电装置的制作方法

本实用新型涉及用于煤矿供电安全和电能治理技术领域，具体涉及一种用于双电源双回路中的防晃电装置。

背景技术：

煤矿供电系统主要分地面供电系统和井下供电系统：地面供电系统主要由地面电源进线、35KV变电站、地面机房变配点组成；井下供电系统主要由中央变电所、采区变电所、巷道配电点组成。采用双电源双回路方式不间断供电。实际运行过程中，经常会由于各种突发情况产生晃电问题，晃电是指电网短时电压波动或短时断电，时间很短之后又恢复正常的现象。供电系统产生晃电的基本类型有：电压骤降、骤升、短时断电。晃电对于电力系统中的继电器、变频器、电动机等期器件的伤害比较大。

双电源双回路的电路原理以及防晃电方式可参考图1，原理如下：图中开关951、开关910-1、开关910-2、开关952均为具备快速切换能力的开关。当第一回路母线发生晃电故障时，开关910-1、910-2快速合闸，开关951快速分闸，完成线路切换，由第二回路给第一用电设备提供电能。第一回路母线的晃电故障消除时，951快速合闸，开关910-1、910-2快速分闸，恢复成分列供电。当第二回路母线发生晃电故障时，开关910-1、910-2快速合闸，开关952快速分闸，完成线路切换，由第一回路给第二用电设备提供电能。当第二回路晃电故障消除时，开关952快速合闸，开关910-1、910-2快速分闸，恢复成分列供电。

该方法可以在一定程度上解决双电源双路供电的晃电故障，但是在煤矿上应用时，至少还存在以下不足：当I段和第二回路母线同时发生晃电故障时，上述方法就无法操作，只能两段母线同时跳闸，将供电故障扩大，造成全矿失电事故。

技术实现要素：

本实用新型实施例旨在提供一种用于双电源双回路中的防晃电装置，在两个回路同时晃电时，可保证煤矿供电系统的稳定性。

为此，本实用新型实施例提供一种用于双电源双回路中的防晃电装置，包括：

电压监测组件，监测第一回路电压和第二回路电压，当第一回路电压高于上限值时输出第一监测信号，当第一回路电压低于下限阈值时输出第二监测信号，当第二回路电压高于上限值时输出第三监测信号，当第二回路电压低于下限阈值时输出第四监测信号；

第一充放电组件，其输入端与第一电源电连接，输出端与第一用电设备电连接，被控端接收所述电压监测组件的输出信号，当接收到第一监测信号时执行充电操作，当接收到第二监测信号时执行放电操作；

第二充放电组件，其输入端与第二电源电连接，输出端与第二用电设备电连接，被控端接收所述电压监测组件的输出信号，当接收到第三监测信号时执行充电操作，当接收到第四监测信号时执行放电操作。

可选地，上述的用于双电源双回路中的防晃电装置中，所述第一充放电组件包括：

第一储能电池，其充电端通过第一开关与第一电源电连接，其放电端通过第二开关与第一用电设备电连接；

所述第一开关的一端和所述第二开关的一端作为第一充放电组件的被控端，当接收到所述第一监测信号时第一开关闭合；当接收到第二监测信号时第二开关闭合。

可选地，上述的用于双电源双回路中的防晃电装置中，所述第一充放电组件包括：

第一储能双向变流器，通过第三开关与第一电源电连接；

第二储能电池，输入端与所述第一储能双向变流器的输出端电连接，输出端与第一用电设备电连接；

所述第三开关作为第一充放电组件的被控端，当接收到第一监测信号或第二监测信号时第三开关闭合。

可选地，上述的用于双电源双回路中的防晃电装置中，所述第二储能电池由锂电池和铅酸电池串联组成。

可选地，上述的用于双电源双回路中的防晃电装置中，所述第二充放电组件包括：

第三储能电池，其充电端通过第四开关与第二电源电连接，其放电端通过第五开关与第二用电设备电连接；

所述第四开关的一端和所述第五开关的一端作为第二充放电组件的被控端，当接收到第三监测信号时第四开关闭合；当接收到第四监测信号时第五开关闭合。

可选地，上述的用于双电源双回路中的防晃电装置中，所述第二充放电组件包括：

第二储能双向变流器，通过第六开关与第二电源电连接；

第四储能电池，输入端与所述第二储能双向变流器的输出端电连接，输出端与第二用电设备电连接；

所述第六开关的一端作为第二充放电组件的被控端，当接收到第三监测信号或第四监测信号时第六开关闭合。

可选地，上述的用于双电源双回路中的防晃电装置中，所述第四储能电池由锂电池和铅酸电池串联组成。

可选地，上述的用于双电源双回路中的防晃电装置中，还包括：

第一调节组件，接收所述电压监测组件监测的第一回路电压，在所述第一充放电组件执行充电操作时，根据所述第一回路电压与上限值之间的差值调整所述第一充放电组件的充电量；在所述第一充放电组件执行放电操作时，根据所述第一回路电压与下限值之间的差值调整所述第一充放电组件的放电量；

第二调节组件，接收所述电压监测组件监测的第二回路电压，在所述第二充放电组件执行充电操作时，根据所述第二回路电压与上限值之间的差值调整所述第二充放电组件的充电量；在所述第二充放电组件执行放电操作时，根据所述第二回路电压与下限值之间的差值调整所述第二充放电组件的放电量。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的上述技术方案至少具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的用于双电源双回路中的防晃电装置，通过电压监测组件，监测第一回路电压和第二回路电压。通过第一充放电组件在第一回路电压高于上限值时吸收第一回路中的电能，当第一回路电压低于下限阈值时释放电能至第一回路，从而能够在第一回路出现晃电操作时维持第一回路的电压稳定。同样的道理，通过第二充放电组件在第二回路电压高于上限值时吸收第二回路中的电能，当第二回路电压低于下限阈值时释放电能至第二回路，从而能够在第二回路出现晃电操作时维持第一回路的电压稳定。在双电源双回路中，两个回路分别设置了充放电组件，所以无论是每一回路单独出现晃电故障还是两个回路同时出现晃电故障，都能够采用上述装置保证每一回路中的电压值维持在稳定状态。

附图说明

图1为现有技术中双电源双回路的防晃电原理示意图；

图2为本实用新型一个实施例所述用于双电源双回路中的防晃电装置的原理示意图；

图3为本实用新型一个实施例所述用于双电源双回路中的防晃电装置的具体示例的结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例所述用于双电源双回路中的防晃电装置的具体示例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或视为对实用新型技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

本实施例提供一种用于双电源双回路中的防晃电装置，如图2所示，包括：

电压监测组件3，监测第一回路电压和第二回路电压，当第一回路电压高于上限值时输出第一监测信号，当第一回路电压低于下限阈值时输出第二监测信号，当第二回路电压高于上限值时输出第三监测信号，当第二回路电压低于下限阈值时输出第四监测信号；所述电压监测组件3可以采用电压互感器、电压表等测量装置，根据其自身的使用条件连接于第一回路、第二回路中。在实际应用时，所述电压监测组件3可以包括两块电压传感器，每一电压传感器测量一条回路的电压。每一传感器根据其测量到的结果和上限值、下限值进行比较后输出监测信号。

第一充放电组件1，其输入端与第一电源电连接，输出端与第一用电设备电连接，被控端接收所述电压监测组件的输出信号，当接收到第一监测信号时执行充电操作，当接收到第二监测信号时执行放电操作；当第一回路发生晃电故障时，第一回路的电压会发生骤升或者骤降，当电压骤升时，第一回路中除去提供给第一用电设备的电压之外还有额外电压需要释放，此时由第一充放电组件1将其释放的额外电压进行吸收。类似地，当电压骤降时，第一回路中的电压不足以提供给第一用电设备，此时需要由第一充放电组件1释放电能以补充所需电能。

第二充放电组件2，其输入端与第二电源电连接，输出端与第二用电设备电连接，被控端接收所述电压监测组件的输出信号，当接收到第三监测信号时执行充电操作，当接收到第四监测信号时执行放电操作。当第二回路发生晃电故障时，第二回路的电压会发生骤升或者骤降，当电压骤升时，第二回路中除去提供给第二用电设备的电压之外还有额外电压需要释放，此时由第二充放电组件2将其释放的额外电压进行吸收。类似地，当电压骤降时，第二回路中的电压不足以提供给第二用电设备，此时需要由第二充放电组件2释放电能以补充所需电能。

上述方案中，通过第一充放电组件在第一回路电压高于上限值时吸收第一回路中的电能，当第一回路电压低于下限阈值时释放电能至第一回路，从而能够在第一回路出现晃电操作时维持第一回路的电压稳定。同样的道理，通过第二充放电组件在第二回路电压高于上限值时吸收第二回路中的电能，当第二回路电压低于下限阈值时释放电能至第二回路，从而能够在第二回路出现晃电操作时维持第一回路的电压稳定。在双电源双回路中，两个回路分别设置了充放电组件，所以无论是每一回路单独出现晃电故障还是两个回路同时出现晃电故障，都能够采用上述装置保证每一回路中的电压值维持在稳定状态。

以上方案中，所述第一充放电组件1和所述第二充放电组件2可以选择具有充放电功能的储能部件，如图3和图4中给出两种实现方式:

其中一种方式如图3所示，所述第一充放电组件1包括：第一储能电池11，其充电端通过第一开关12与第一电源电连接，其放电端通过第二开关13与第一用电设备电连接；所述第一开关12的一端和所述第二开关13的一端作为第一充放电组件1的被控端，当接收到所述第一监测信号时第一开关12闭合，第二开关13断开；当接收到第二监测信号时第二开关13闭合，第一开关12断开。所述第二充放电组件2包括：第三储能电池21，其充电端通过第四开关22与第二电源电连接，其放电端通过第五开关23与第二用电设备电连接；所述第四开关22的一端和所述第五开关23的一端作为第二充放电组件2的被控端，当接收到第三监测信号时第四开关22闭合，第五开关23断开；当接收到第四监测信号时第五开关23闭合，第四开关22断开。当第一回路或第二回路的电压骤升时，通过开启对应的储能电池的充电端，对储能电池进行充电，以吸收第一回路中的多余电压保持第一回路的电压恒定。当第一回路或第二回路的电压骤降时，通过开启对应的储能电池的放电端，释放电能给相应的用电设备，消除电压骤降对用电设备带来的危害。

作为另一种方式，如图4所示，所述第一充放电组件1包括：第一储能双向变流器14，通过第三开关15与第一电源电连接；第二储能电池16，输入端与所述第一储能双向变流器14的输出端电连接，输出端与第一用电设备电连接；所述第三开关15作为第一充放电组件1的被控端，当接收到第一监测信号或第二监测信号时第三开关15闭合。所述第二充放电组件2包括：第二储能双向变流器24，通过第六开关25与第二电源电连接；第四储能电池26，输入端与所述第二储能双向变流器24的输出端电连接，输出端与第二用电设备电连接；所述第六开关25的一端作为第二充放电组件2的被控端，当接收到第三监测信号或第四监测信号时第六开关25闭合。采用储能双向变流器(PCS开关)，即为充电、放电一体化开关，其与储能电池配合使用，当回路需要放电时，储能双向变流器即可开启充电方式，使回路中的额外电压通过PCS开关进入储能电池，被储能电池吸收。当回路需要充电时，储能双向变流器即可开启放电方式，使储能电池中的电压通过PCS开关进入回路中，供用电设备使用。

在以上方案中，储能电池要求同时具备高能量和高功率。但是目前主流储能器件很难同时满足高能量和高功率的要求。因此采用两种或者多种储能器件，混合联用，发挥各自长处，从而实现高功率和高能量的复合。两种特性不同的储能设备通过电力电子设备连接协调控制以达到最大效率地使用每种类型储能的目的。因此，作为一种优选的方案，所述第二储能电池和所述第四储能电池由锂电池和铅酸电池串联组成。将锂电池与铅酸电池混合连用，使铅酸电池成本低与锂电池功率密度大，循环寿命长的特点相结合，提高储能系统的性能。锂电池与铅酸电池的混合储能系统，能增大储能系统的功率，降低铅酸电池的内部损耗，延长放电时间，增加使用寿命，同时可以缩小储能装置的体积和重量。

在以上各方案中，所述用于双电源双回路中的防晃电装置还可以包括第一调节组件，接收所述电压监测组件3监测的第一回路电压，在所述第一充放电组件1执行充电操作时，根据所述第一回路电压与上限值之间的差值调整所述第一充放电组件1的充电量；在所述第一充放电组件1执行放电操作时，根据所述第一回路电压与下限值之间的差值调整所述第一充放电组件1的放电量；第二调节组件，接收所述电压监测组件1监测的第二回路电压，在所述第二充放电组件2执行充电操作时，根据所述第二回路电压与上限值之间的差值调整所述第二充放电组件2的充电量；在所述第二充放电组2件执行放电操作时，根据所述第二回路电压与下限值之间的差值调整所述第二充放电组件2的放电量。因为电压监测组件3对第一回路和第二回路的电压监测是实时进行的，因此在第一充放电组件1和第二充放电组件2通过充电、放电方式维持回路电压稳定的过程中，电压监测组件3依然在实时得到回路电压的调整结果。本方案中，通过设置调节组件，对第一充放电组件1和第二充放电组件2的充放电的量度进行调整，以更缩短稳定回路电压所需要的时间。调整组件可以包括变阻器，通过调整变阻器阻值来调整充电、放电效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。