专利名称：电站直流应急电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于供电或配电的电路装置或系统之领域，尤其涉及一种便于移动或携带的直流应急电源装置。
背景技术：
直流系统在变电站(所)中为控制、信号、继电保护，自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源，还为各一次回路开关的合/分闸操作及控制提供可靠的操作电源，电气设备的远距离操作，一般亦采取直流电源；故直流系统的可靠与否，对变电站(所)的安全运行起着至关重要的作用，直接关系到电网的稳定运行和设备安全，是变电站(所)安全运行的保证。
典型的直流系统装置如PZGN系列镉镍电池直流系统成套装置或GZDW微机型高频开关模块直流电源柜，此类装置通常由馈电屏、主充电屏、备用充电屏、电池屏等数个电气控制屏构成，其蓄电池容量一般为10、20或40Ah(安/时)，输出直流电压通常为110或220V，用于220KV及以下电压等级的变电站(所)、中小型水、火发电厂、电气化铁路或工矿企业单位的配(变)电室，作为直流控制操作、保护及信号等装置或回路的直流电源。
当上述直流系统装置出现故障时，必须及时更换备用的应急电源，将交流电源转换成为符合规定的直流电源，继续向站内的直流系统供电，否则站内的各种控制、信号、继电保护、自动装置、事故照明设备以及一次开关的合/分闸回路就不能正常操作/运行，直接影响变电站(所)的安全供电，给电站和用户造成重大损失。
传统的电站直流应急电源装置采用可控硅整流方式，带有数千瓦的工频变压器，其典型线路结构如公告日为1996年3月13日，公告号为CN 2222374Y的中国专利中公开的“电站(厂)直流电源”之技术方案中所示，其主电路为3×380伏交流经变压器(BYQ)到整流桥(QS)进行整流，然后经电感(L0)和电容(C0)滤波后得到相应的直流电压UZ，完成交流电至直流电的转换。
由于采用工频变压器进行降压，导致现有电站应急直流电源产品的体积大、重量重，需借助运输工具或车辆才能运至现场，其搬运/移动十分困难，给现场直流系统的紧急应用带来很大不便。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种体积小、重量轻、便于运输/搬运、能作为变电站(所)应急替补直流电源使用或其直流电源系统的应急充电电源的电站直流应急电源装置。
本实用新型的技术方案是提供一种电站直流应急电源装置，包括与交流电源连接的交流输入单元和与电站直流系统连接的直流输出单元，其特征是在所述的交流输入单元和直流输出单元之间，设置充电模块、输出电压调节单元和信号显示单元；其中，所述充电模块的交流输入端与交流输入单元连接，充电模块的直流输出端与直流输出单元连接；所述充电模块的电压调节信号输入端与输出电压调节单元连接；所述充电模块的保护信号输出端与信号显示单元连接。
进一步地，在所述交流输入单元与充电模块交流输入端之间，设置防雷单元；在所述充电模块直流输出端与直流输出单元之间，设置防逆流单元；在所述的充电模块直流输出端设置输出显示单元。
其中，上述的交流电源为三相交流电源，上述的交流输入单元和直流输出单元为开关、接触器或断路器及其控制电路，上述的充电模块为AC/DC转换电路，上述的输出电压调节单元为可变电阻调节电路，上述的信号显示单元为LED、氖灯或白炽灯泡式信号灯显示电路。
此外，其所述的防雷单元为压敏电阻电路；所述的防逆流单元为二极管电路；所述的输出显示单元为指针式或数字式电压表和/或电流表。
具体的地，在本实用新型的技术方案中，所述的交流输入单元包括自锁按钮S2、接触器J1和信号灯X2；所述的防雷单元包括压敏电阻R1～R3；所述的充电模块包括数字化充电模块CDMK、其接线端子排XS1和XS2；所述的输出电压调节单元包括可调电阻W；所述的信号显示单元包括发光二极管V3和V4；所述的防逆流单元包括二极管V1；所述的输出显示单元包括电压表V、分流器RS和电流表A；所述的直流输出单元包括直流输出开关S1。
其中，自锁按钮S2与接触器J1的吸合线圈串联后并接在三相交流电源任意一相火线与地线之间，三相交流电源经接触器J1的常开触点J1′之7-8、5-6、3-4、和1-2端分别与充电模块CDMK的交流输入端1、2和3及接地端4对应连接，信号灯X2并接在经过接触器J1之常开触点J1′后的与自锁按钮S2和接触器吸合线圈J1所连接之对应相的火线和地线之间；压敏电阻R1～R3依次分别并接在充电模块CDMK之交流输入端1、2和3与地线之间；充电模块CDMK的电压调节信号输入端T1和T2分别与可调电阻W的2、3端对应连接；发光二极管V3和V4的正极分别与充电模块CDMK的保护信号输出端X1、X2连接，V3和V4的负极与充电模块CDMK的D端连接；充电模块CDMK的直流输出端29和30经接线端子排XS2与电压表V并接，其直流输出端29与并联的电流表A、分流器RS串接后与二极管V1的正极连接；二极管V1的负极及充电模块CDMK的直流输出端30与直流输出开关S1的输入端分别对应连接；直流输出开关S1的输出端构成直流输出的“+”端和“-”端，分别与电站直流系统的“+”、“-”母线对应连接。
与现有技术比较，本实用新型的优点是1.采用无工频变压器的电路方案和线路结构，整个装置的集成化、数字化程度高，体积小、重量轻，便于移动、运输和使用；2.采用数字化充电模块作为核心部件，使整个应急电源装置的电源变换效率高，工作稳定、可靠，并具有完善的保护功能，其输出电压、电流的显示实现了数字化，显示精度高，直观性强，既可当作电站直流系统的应急电源使用，又可充当电站直流系统蓄电池的充电电源；3.由于整个装置便于运输和搬运，使得直流应急电源的快速移动成为现实，使各供电管理/维修单位可以将系统内部需要配置的直流应急电源备台数量减少到最低数量，有利于降低使用单位的一次性设备购置的资金投入。
图1是本实用新型的电路原理方框图；图2是本实用新型实施例的电路方框图；图3是本实用新型实施例的电路原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图1中，在交流输入单元和直流输出单元之间，设置充电模块、输出电压调节单元和信号显示单元；其中，充电模块的交流输入端与交流输入单元连接，充电模块的直流输出端与直流输出单元连接，充电模块的电压调节信号输入端与输出电压调节单元连接，充电模块的保护信号输出端与信号显示单元连接。
上述的交流电源为三相交流电源，其交流输入单元和直流输出单元为开关、接触器或断路器及其控制电路，充电模块为AC/DC转换电路，输出电压调节单元为可变电阻调节电路，信号显示单元为LED、氖灯或白炽灯泡式信号灯显示电路。
图2中，在所述交流输入单元与充电模块交流输入端之间，设置了防雷单元，在所述充电模块直流输出端与直流输出单元之间，设置了防逆流单元，在所述的充电模块直流输出端设置了输出显示单元。
其中，防雷单元为压敏电阻电路，防逆流单元为二极管电路，输出显示单元为指针式或数字式电压表和/或电流表。
其余同图1。
图3中，所述的交流输入单元包括自锁按钮S2、接触器J1和信号灯X2；所述的防雷单元包括压敏电阻R1～R3；所述的充电模块包括数字化充电模块CDMK、其接线端子排XS1和XS2；所述的输出电压调节单元包括可调电阻W；所述的信号显示单元包括发光二极管V3和V4；所述的防逆流单元包括二极管V1；所述的输出显示单元包括电压表V、分流器RS和电流表A；所述的直流输出单元包括直流输出开关S1。
其中，自锁按钮S2与接触器J1的吸合线圈串联后并接在三相交流电源任意一相火线与地线之间，三相交流电源经接触器J1的常开触点J1′之7-8、5-6、3-4、和1-2端分别与充电模块CDMK的交流输入端1、2和3及接地端4对应连接，信号灯X2并接在经过接触器J1之常开触点J1′后的与自锁按钮S2和接触器吸合线圈J1所连接之对应相的火线和地线之间；压敏电阻R1～R3依次分别并接在充电模块CDMK之交流输入端1、2和3与地线之间；充电模块CDMK的电压调节信号输入端T1和T2分别与可调电阻W的2、3端对应连接；发光二极管V3和V4的正极分别与充电模块CDMK的保护信号输出端X1、X2连接，V3和V4的负极与充电模块CDMK的D端连接；充电模块CDMK的直流输出端29和30经接线端子排XS2与电压表V并接，其直流输出端29与并联的电流表A、分流器RS串接后与二极管V1的正极连接；二极管V1的负极及充电模块CDMK的直流输出端30与直流输出开关S1的输入端分别对应连接；直流输出开关S1的输出端构成直流输出的“+”端和“-”端，分别与电站直流系统的“+”、“-”母线对应连接。
充电模块为一高度集成化、数字化的AC/DC高频开关电源，三相交流电经尖峰抑制滤波后输入到工频整流电路，通过无源功率因数校正电路后，再经过高频逆变、高频整流以及两级滤波(LC滤波和EMI滤波)等环节，将交流电转换为平直的直流电源。
关于充电模块部件，可以选用深圳星河时代电气有限公司的电力专用AC/DC高频开关电源模块、深圳市华通信技术有限公司的HXJ系列专用电源、深圳艾黙森网络电源公司的HD220XX-X/110XX-X系列充电模块或深圳奥特迅电力设备有限公司的ATC230XX/115MXX系列电力充电模块等现成的市售商品；自锁按钮S2可以选用带信号灯的相应产品，则其附带的信号灯正好被用作电源信号灯X2，以减少元件数量；其余元件、开关根据应急电源的电压等级及容量选择即可，无特殊要求。
由于本实用新型以数字化充电模块作为核心部件，采用无工频变压器的线路结构，整个装置的集成化、数字化程度高，体积小、重量轻，便于移动、运输和使用，整个应急电源装置的电源变换效率高，工作稳定、可靠，并具有完善的保护功能，其输出电压、电流的显示实现了数字化，显示精度高，直观性强，既可当作电站直流系统的应急电源使用，又可充当电站直流系统蓄电池的充电电源，有利于降低使用单位的一次性设备购置的资金投入。
本实用新型可广泛用于各发电厂、变电站(所)、配电室之直流电源系统，作为事故状态下的应急替补直流电源或直流电源系统的应急充电电源。
权利要求1.一种电站直流应急电源装置，包括与交流电源连接的交流输入单元和与电站直流系统连接的直流输出单元，其特征是在所述的交流输入单元和直流输出单元之间，设置充电模块、输出电压调节单元和信号显示单元；其中，所述充电模块的交流输入端与交流输入单元连接，充电模块的直流输出端与直流输出单元连接；所述充电模块的电压调节信号输入端与输出电压调节单元连接；所述充电模块的保护信号输出端与信号显示单元连接。
2.按照权利要求1所述的电站直流应急电源装置，其特征是在所述交流输入单元与充电模块交流输入端之间，设置防雷单元。
3.按照权利要求1所述的电站直流应急电源装置，其特征是在所述充电模块直流输出端与直流输出单元之间，设置防逆流单元。
4.按照权利要求1所述的电站直流应急电源装置，其特征是在所述的充电模块直流输出端设置输出显示单元。
5.按照权利要求1所述的电站直流应急电源装置，其特征是所述的交流电源为三相交流电源，所述的交流输入单元和直流输出单元为开关、接触器或断路器及其控制电路，所述的充电模块为AC/DC转换电路，所述的输出电压调节单元为可变电阻调节电路，所述的信号显示单元为LED、氖灯或白炽灯泡式信号灯显示电路。
6.按照权利要求2所述的电站直流应急电源装置，其特征是所述的防雷单元为压敏电阻电路。
7.按照权利要求3所述的电站直流应急电源装置，其特征是所述的防逆流单元为二极管电路。
8.按照权利要求4所述的电站直流应急电源装置，其特征是所述的输出显示单元为指针式或数字式电压表和/或电流表。
9.按照权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的电站直流应急电源装置，其特征是所述的交流输入单元包括自锁按钮S2、接触器J1和信号灯X2；所述的防雷单元包括压敏电阻R1～R3；所述的充电模块包括数字化充电模块CDMK、其接线端子排XS1和XS2；所述的输出电压调节单元包括可调电阻W；所述的信号显示单元包括发光二极管V3和V4；所述的防逆流单元包括二极管V1；所述的输出显示单元包括电压表V、分流器RS和电流表A；所述的直流输出单元包括直流输出开关S1；其中，自锁按钮S2与接触器J1的吸合线圈串联后并接在三相交流电源任意一相火线与地线之间，三相交流电源经接触器J1的常开触点J1′之7-8、5-6、3-4、和1-2端分别与充电模块CDMK的交流输入端1、2和3及接地端4对应连接，信号灯X2并接在经过接触器J1之常开触点J1′后的与自锁按钮S2和接触器吸合线圈J1所连接之对应相的火线和地线之间；压敏电阻R1～R3依次分别并接在充电模块CDMK之交流输入端1、2和3与地线之间；充电模块CDMK的电压调节信号输入端T1和T2分别与可调电阻W的2、3端对应连接；发光二极管V3和V4的正极分别与充电模块CDMK的保护信号输出端X1、X2连接，V3和V4的负极与充电模块CDMK的D端连接；充电模块CDMK的直流输出端29和30经接线端子排XS2与电压表V并接，其直流输出端29与并联的电流表A、分流器RS串接后与二极管V1的正极连接；二极管V1的负极及充电模块CDMK的直流输出端30与直流输出开关S1的输入端分别对应连接；直流输出开关S1的输出端构成直流输出的“+”端和“-”端，分别与电站直流系统的“+”、“-”母线对应连接。
专利摘要一种电站直流应急电源装置，属于供、配电装置或系统之领域。包括交流输入单元和直流输出单元，其特征是在交流输入单元和直流输出单元之间，设置充电模块、输出电压调节单元和信号显示单元；其充电模块的交流输入端与交流输入单元连接，充电模块的直流输出端与直流输出单元连接；充电模块的电压调节信号输入端与输出电压调节单元连接；充电模块的保护信号输出端与信号显示单元连接。由于采用无工频变压器的线路结构，整个装置的集成化程度高，体积小、重量轻，便于移动、运输和使用，其显示精度高，直观性强。可广泛用于各发电厂、变电站(所)、配电室之直流电源系统，作为事故状态下的应急替补直流电源或直流电源系统的应急充电电源。
文档编号H02J7/00GK2753036SQ20042009789
公开日2006年1月18日 申请日期2004年11月27日 优先权日2004年11月27日
发明者曲连昌, 李学鹭, 孙淑莲, 郝立众 申请人:山东中瑞电气有限公司