一种本质安全化直流系统的制作方法

文档序号:8608747阅读:291来源:国知局
一种本质安全化直流系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种适用于发电厂、变电站的本质安全化直流系统,属于电力系统技术领域。
【背景技术】
[0002]直流系统常应用于各类变电站以及火力、水力发电厂等需要使用直流设备的地方,直流系统是电力二次系统的重要组成部分,是电力系统控制和保护的基础,同时也是确保事故能得到快速处理的保障。当交流电网出现故障造成变电站全站停电或发电厂全厂停电时,此时若备用的蓄电池组由于维护不到位而发生短路、断路或电池异常也不能正常放电时,不仅会使得检修人员无法快速处理交流电网的故障,甚至还可能引发更严重的事故,为了有效保证变电站、发电厂乃至整个电网的安全稳定运行,需要采取措施防止由于蓄电池组故障而带来的不利影响,目前常见的措施有以下几种采用两组蓄电池组;2采用带测试内阻功能的电池巡检仪;3采用大功率放电法检测蓄电池组容量;采取措施I的话需要额外增加一组蓄电池组,不仅投资维护成本提高了,而且该两组蓄电池组并非并列运行,故而不能真正解决问题;而措施2的方案内阻跟蓄电池容量之间没有严格的数学关系,无法根据单个电池的内阻值去预测蓄电池的寿命和容量,只能通过对内阻测试数据不断累积和定量分析,才可以推断出电池容量变化趋势和寿命情况,所以措施2不仅方法复杂,而且实用性不强,在实际运用中容易出现大的误差;措施3的方案只是一种定期检测的方法,不是在线检测,所以并不能实时了解蓄电池组的真实容量。因此,一种可靠性高、成本低的本质安全化直流系统的开发很有必要。
【实用新型内容】
[0003]实用新型目的:本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可靠性高、成本低的本质安全化直流系统。
[0004]为解决上述技术问题,本实用新型所采用的技术手段为:
[0005]一种本质安全化直流系统,该系统的输入端同时连接两路三相交流电源,该系统的输出端分别与控制母线和合闸母线相连,包括多组并列运行的蓄电池组,每组蓄电池组有与其相对应的充电回路、非隔离馈出回路和隔离馈出回路,蓄电池组分别和与其相对应的充电回路、非隔离馈出回路和隔离馈出回路连接,其中,多条非隔离馈出回路并联后的输出端与合闸母线连接,多条隔离馈出回路并联后的输出端与控制母线连接。
[0006]其中,所述蓄电池组为2?3组,该2?3组蓄电池组为采用并列运行。
[0007]进一步优选,所述充电回路包括高频充电机;所述非隔离馈出回路包括单片机控制电路1、非隔离型DC/DC变换器和输出二极管;所述隔离馈出回路包括单片机控制电路2、隔离型DC/DC变换器和输出二极管;所述高频充电机连接所述蓄电池组的输入端,所述蓄电池组的输出端分别与所述非隔离型DC/DC变换器和隔离型DC/DC变换器连接,所述单片机控制电路I的输出端与所述非隔离型DC/DC变换器连接,所述非隔离型DC/DC变换器的输出端与所述输出二极管连接,所述单片机控制电路2的输出端与所述隔离型DC/DC变换器连接,所述隔离型DC/DC变换器的输出端与所述输出二极管连接。
[0008]进一步优选,所述非隔离型DC/DC变换器包括蓄电池组输入端Ubat+、Ubat-和输出端U1+、U1-,蓄电池组输入端Ubat+和Ubat-端通过电容Cl连接,输出端Ul+和Ul-通过电容C2连接,电感LI的一端分别连接蓄电池组输入端Ubat+和电容Cl的一端,电感LI的另一端分别连接功率管Q的集电极和二极管D的阳极,功率管Q的发射极分别连接蓄电池组输入端Ubat-、电容Cl的另一端、电容C2的一端和输出端U1-,功率管Q的栅极连接PWM驱动信号端,PWM端的信号由单片机控制电路I给出,二极管D的阴极分别连接蓄电池组输出端Ul+和电容C2的另一端。
[0009]进一步优选,所述非隔离型DC/DC变换器包括英飞凌IGBT模块,其中IGBT模块包含功率管Q和二极管D。
[0010]进一步优选,所述隔离型DC/DC变换器包括蓄电池组输入端Ubat+、Ubat-和输出端U2+、U2-,蓄电池组输入端Ubat+和Ubat-端通过滤波电容C3连接,输出端U2+和U2-通过滤波电容C4连接,功率管Q1、功率管Q2、功率管Q3、功率管Q4选用IGBT模块,所述功率管Q1、功率管Q2、功率管Q3和功率管Q4的栅极分别与PWM1、PWM2、PWM3和PWM4控制信号输入端连接,控制信号输入端PWMl、PWM2、PWM3和PWM4的信号由单片机控制电路2给出,所述功率管Ql的发射极分别连接功率管Q3的集电极和高频隔离变压器T原边的一端,所述功率管Q2的发射极分别连接功率管Q4的集电极和高频隔离变压器T原边的另一端,所述功率管Q3的发射极分别连接功率管Q4的发射极、滤波电容C3的一端、接地端口和蓄电池组输入端Ubat-,所述功率管Q4的发射极分别连接功率管Q3的发射极、滤波电容C3的一端、接地端口和蓄电池组输入端Ubat-,所述高频隔离变压器T的副边连接由整流二极管Dl、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4、电感L2以及滤波电容C4组成的整流滤波电路。
[0011]进一步优选,所述单片机控制电路I的单片机型号为PIC16F72,单片机控制电路I设有两个电压采样输入端Uli和Ulo,电压采样输入端Uli串联电阻R1、电阻R2后接地,电压采样输入端Ulo串联电阻R3、电阻R4后接地,单片机包括ANO端口和ANl端口,电阻Rl和电阻R2之间连接ANO端口,电阻R3和电阻R4之间连接ANl端口,单片机还包括PWM信号输出端口和AN2端口,PWM信号输出端连接到功率管Q的栅极,单片机通过AN2端口与电阻R5串联接地,同时单片机通过AN2端口采集电流传感器LEM感应的非隔离型DC/DC变换器的输入电流Ii,单片机还包括端口 1,单片机通过端口 I接5V电压端,单片机还包括端口2和端口 3,单片机的端口 2和端口 3分别与晶振连接。
[0012]进一步优选,所述单片机控制电路2的单片机型号为dsPIC30F2023,单片机控制电路2设有两个电压采样输入端U2i和U2o,电压采样输入端U2i串联电阻R6、电阻R7后接地,电压采样输入端U2o串联电阻R8、电阻R9后接地,单片机包括ANO端口和ANl端口,电阻R6和电阻R7之间连接ANO端口,电阻R8和电阻R9之间连接ANl端口,单片机还包括P丽1、P丽2、P丽3、P丽4信号输出端口和AN2端口,P丽1、P丽2、P丽3、P丽4信号输出端口分别连接到功率管Ql、功率管Q2、功率管Q3、功率管Q4的栅极,单片机通过AN2端口与电阻RlO串联接地,同时单片机通过AN2端口采集电流互感器CT感应的隔离型DC/DC变换器的输出电流1,单片机还包括端口 1,单片机通过端口 I接5V电压端,单片机还包括端口 2和端口 3,单片机的端口 2和端口 3分别与晶振连接。
[0013]有益效果:相比于现有技术,本实用新型的直流系统利用非隔离型DC/DC变换器和隔离型DC/DC变换器的升压功能,将原有直流系统中的蓄电池组分成2?3组,在其中一组或两组蓄电池组出现故障的情况下仍能输出稳定的直流电,给直流负荷供电,达到蓄电池组冗余的效果,大大提高了直流系统的可靠性;另外,本实用新型直流系统还能通过非隔离型DC/DC变换器和隔离型DC/DC变换器判断蓄电池组是否存在故障,从而及时进行蓄电池组的维护和更换。因此本实用新型的直流系统可靠性高、成本低,没有增加蓄电池组的投资和维护成本,能够有效避免当变电站全站停电或发电厂全厂停电时蓄电池组由于故障而不能放电情形的发生,从而避免了变电站全站停电或发电厂全厂停电后的事故扩大。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新
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