专利名称：馈线远方终端ftu后备电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种后备电源，特别是一种馈线远方终端FTU后备电源，适用于在配电网线路发生故障时，提供对开关进行操作的工作电源，以达到故障隔离的目的。
背景技术：
馈线远方终端FTU需要后备电源，在配电网线路发生故障时，馈线远方终端FTU 的工作电源会同时失电，此时馈线远方终端FTU需要后备电源提供操作电源对开关进行操 作，达到故障隔离等功能。一般的后备电源采用蓄电池作为储能元件，配逆变器变到需要的 电压等级。然而，蓄电池的工作温度范围窄，馈线远方终端工作在露天环境，冬夏的环境对 电池的寿命和出力都有影响，蓄电池硫化现象也会影响自身的寿命，因此蓄电池用于馈线 远方终端中不能达到蓄电池的设计寿命，一般最多使用2年。另外，蓄电池需要专人进行维 护，增加设备的维护量，且寿命短间接的增大设备的不可靠性问题。
实用新型内容本实用新型的目的是设计一种能够满足正常的工作要求，不需要专人进行维护， 并且能够提高馈线远方终端FTU设备运行的可靠性的馈线远方终端FTU后备电源，用以克 服现有技术的不足。本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现本馈线远方终端FTU后备电源，由接线端子、二选一市电、储能电路、和切换电路 组成；接线端子，用以引入2个PT电源回路，另外还用以引出跳间回路操作电源DCT_PWR+ 和供电回路操作电源KH_PWR+ ；二选一市电，用以得到装置内使用的市电电源ΡΤ_Ι^ΠPT_N ； 储能电路，用于储存跳闸回路和供电回路需要的电能；切换电路，用于选择由市电提供操作 电源，或者由储能电路通过直流电灭弧提供操作电源。本实用新型所述的储能电路由整流电路和后备电源充放电管理组成；整流电路， 将市电火线PT_L过来的交流电变成直流电；后备电源充放电管理，将经整流电路整流后的 直流电储存到跳闸回路储能元件群和供电回路储能元件群，待需要时放电。本实用新型所述的切换电路由交流/后备二选一和灭弧组成，交流/后备二选一， 用于跳闸回路和供电回路电源的切换；灭弧，用于熄灭在使用交流/后备二选一时直流电 产生的电弧。本实用新型所述的整流电路由整流二极管Dl构成；所述的后备电源充放电管理 中串联有限流电阻1 1，电容器(1丄3、(10、(11、(12和(13并联构成跳闸回路储能元件群， 电容器C2、C4、C5、C6、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20和C21并联构成供电回路储能元件 群，跳间回路储能元件群和供电回路储能元件群之间串联有二极管D2。本实用新型所述的交流/后备二选一由跳闸回路交流/后备二选一和供电回路交 流/后备二选一组成；灭弧由跳闸回路操作电源切换灭弧和供电回路操作电源切换灭弧组 成。[0010]本实用新型所述的二选一市电包括有继电器K3。本实用新型所述的跳闸回路交流/后备二选一包括有继电器K1，所述的供电回路交流/后备二选一包括有继电器K2。本实用新型的优点如下(1)采用电容器作为后备电源的储能元件，其使用寿命和远方终端中其它部分元 器件有对等的使用寿命，做到了后备电源储能元件免维护，提高了馈线远方终端FTU设备 运行的可靠性。(2)通过分段切换方法解决了使用高压直流电源切换时易发生拉弧情况的问题。
图1是本实用新型的电路方框图；图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1—2所示，本馈线远方终端FTU后备电源，由接线端子1、二选一市电2、 储能电路3、和切换电路4组成，通过接线端子1引入2个PT电源回路PT1KK、PT2KK ；2个 PT电源回路PT1KK、PT2KK连接到二选一市电2，二选一市电2包括有继电器K3，2个PT电 源回路ΡΤ1ΚΚ、ΡΤ2ΚΚ通过Κ3继电器完成二选一市电切换工作，得到装置内使用的市电电源 PT_L和PT_N ；市电电源PT_L和PT_N连接到储能电路3，储能电路3将市电火线PT_L经整 流管整流后储存为跳闸回路和供电回路需要的电能；市电电源PT_N，以及由储能电 路3放电得到的直流电源DCT_CAP和FH_CAP均连接到切换电路4，切换电路4，用于选择由 市电提供跳闸回路操作电源DCT_PWR+和供电回路操作电源KH_PWR+，或者由储能电路3通 过直流电灭弧提供跳闸回路操作电源DCT_PWR+和供电回路操作电源KH_PWR+ ；DCT_PWR+和 KH_PWR+分别通过接线端子1引出。所述的储能电路3由整流电路5和后备电源充放电管 理6组成，整流电路5，将市电火线PT_L过来的交流电变成直流电；后备电源充放电管理6， 将经整流电路5整流后的直流电储存到跳间回路储能元件群和供电回路储能元件群，待需 要时放电。所述的切换电路4由交流/后备二选一 7和灭弧8组成，交流/后备二选一 7， 用于跳闸回路和供电回路电源的切换；灭弧8，用于熄灭在使用交流/后备二选一 7时直流 电产生的电弧。所述的整流电路5由整流二极管Dl构成；所述的后备电源充放电管理6中 串联有限流电阻R1，用以限制初期充电的电流，提高可靠性，电容器C1、C3、C10、C11、C12和 C13并联构成跳闸回路储能元件群，电容器C2、C4、C5、C6、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20 和C21并联构成供电回路储能元件群，跳闸回路储能元件群和供电回路储能元件群之间串 联有二极管D2，保证馈线远方终端FTU在进行分合闸时只消耗来自跳闸回路储能元件群的 电能，而不会消耗供电回路储能元件群存储的电能。所述的交流/后备二选一7由跳闸回 路交流/后备二选一 9和供电回路交流/后备二选一 10组成；所述的跳间回路交流/后备 二选一 9包括有继电器Kl，所述的供电回路交流/后备二选一 10包括有继电器K2。灭弧 8由跳闸回路操作电源切换灭弧11和供电回路操作电源切换灭弧12组成。本馈线远方终端FTU后备电源的工作原理为一路PT电源回路PT1KK，由接线端 子1的第13引脚引入，并且连接到二选一市电2的K3线圈回路，有PT电源时，K3继电器吸合，由PT电源回路PTlKK产生的PT电源经过K3的3、5两个触点连接到市电PT_L，得到 装置内使用的市电电源PT_N;反之失去PT电源回路PTlKK产生的PT电源，K3继 电器释放，由接线端子1第15引脚引入的第二路PT电源回路PT2KK先经过K3的2、6这对 触点，再经过K3的1、5这对触点分段切换后连接到市电PT_L，得到装置内使用的市电电源 PT_L和PT_N。得到市电后，将市电电源PT_L和PT_N通过整流电路5整流后变成直流电源， 直流电源经限流电阻Rl向跳闸回路储能元件群Cl、C3、CIO、Cll、C12、C13充电，同时经过 二极管 D2 向供电回路的储能元件群 C2、C4、C5、C6、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21 充电。这样，跳闸回路储能元件群和供电回路的储能元件群放电时就可以得到的直流电源 DCT_CAP和FH_CAP。交流/后备二选一 7及灭弧8的工作原理为K1继电器做为跳闸回路 操作电源的切换，市电回路PT_L和PT_N接于Kl线圈回路，有市电时，Kl继电器吸合，由市 电火线来的PTKK_L(通过接线端子1的第7引脚引入)经过整流二极管D4接通Kl的3、5 两个触点，跳闸回路操作电源DCT_PWR+由市电供电；反之失去市电，Kl继电器释放，跳闸回 路储能元件群来的DCT_CAP先经过Kl的2、6这对触点，再经过Kl的1、5这对触点分段切换 后连接到跳闸回路操作电源DCT_PWR+。K2继电器做为供电回路操作电源的切换，市电回路 PT_L和PT_N接于K2线圈回路，有市电时，K2继电器吸合，由市电火线来的PT_L经过整流 管D3接通K2的3、5两个触点，供电回路操作电源KH_PWR+由市电供电；反之失去市电，K2 继电器释放，供电回路储能元件群来的FH_CAP先经过K2的2、6这对触点，再经过K2的1、 5这对触点分段切换后连接到供电回路操作电源KH_PWR+。跳闸回路操作电源DCT_PWR+经 接线端子1的第5引脚引出，供电回路操作电源KH_PWR+经接线端子1的第11引脚引出。本馈线远方终端FTU后备电源，跳闸回路储能元件群C1、C3、C10、C11、C12、C13采 用450V耐压，充到电容上的直流电压可以达到311V。馈线远方终端FTU在功能上要求从 故障发生到进行一次分合闸的时间在IS内，而跳闸回路储能元件群的容量能保证在IOs内 开关完成一次分合闸，完全满足使用需求。供电回路储能元件群C2、C4、C5、C6、C14、C15、 C16、C17、C18、C19、C20、C21采用450V耐压，充到电容上的直流电压可以达到311V。供电 回路要求向其提供的电能量能使终端带电长达30s，而在这30s内前IOs终端要完成事件的 远程上报，所以这部分使用的电容量较多，必要时还可以通过二级管D2借用跳闸回路储能 元件群存储的电量。本馈线远方终端FTU后备电源，其储能元件采用高压电容，在同等电容容量情况 下，选择高压电容储存的能量比低压电容的高。电容在进行能量转换时没有对电容本身损 伤的机制存在，电容的使用寿命选择宽温长寿命，其使用寿命等同于馈线远方终端内其他 电容的寿命，所以满足远方终端对使用寿命的要求。该后备电源在进行交流/后备二选一 切换电路使用时，交流电灭弧可以依靠交流电过零时自灭；直流电灭弧是通过继电器的两 对切换触点分段切换，可以很好的控制在新方法下后备电源在切换时产生的拉弧现象。
权利要求一种馈线远方终端FTU后备电源，由接线端子(1)、二选一市电(2)、储能电路(3)、和切换电路(4)组成，其特征是接线端子(1)，用以引入2个PT电源回路(PT1KK、PT2KK)，另外还用以引出跳闸回路操作电源DCT_PWR+和供电回路操作电源KH_PWR+；二选一市电(2)，用以得到装置内使用的市电电源PT_L和PT_N；储能电路(3)，用于储存跳闸回路和供电回路需要的电能；切换电路(4)，用于选择由市电提供操作电源，或者由储能电路(3)通过直流电灭弧提供操作电源。
2.根据权利要求1所述的馈线远方终端FTU后备电源，其特征是所述的储能电路(3) 由整流电路(5)和后备电源充放电管理(6)组成，整流电路(5)，将市电火线来的交 流电变成直流电；后备电源充放电管理(6)，将经整流电路(5)整流后的直流电储存到跳闸 回路储能元件群和供电回路储能元件群，待需要时放电。
3.根据权利要求1所述的馈线远方终端FTU后备电源，其特征是所述的切换电路(4) 由交流/后备二选一(7)和灭弧(8)组成，交流/后备二选一(7)，用于跳闸回路和供电回 路电源的切换；灭弧(8)，用于熄灭在使用交流/后备二选一(7)时直流电产生的电弧。
4.根据权利要求2所述的馈线远方终端FTU后备电源，其特征是所述的整流电路(5) 由整流二极管Dl构成；所述的后备电源充放电管理(6)中串联有限流电阻R1，电容器Cl、 C3、CIO、ClU C12和C13并联构成跳闸回路储能元件群，电容器C2、C4、C5、C6、C14、C15、 C16、C17、C18、C19、C20和C21并联构成供电回路储能元件群，跳闸回路储能元件群和供电 回路储能元件群之间串联有二极管D2。
5.根据权利要求3所述的馈线远方终端FTU后备电源，其特征是所述的交流/后备 二选一(7)由跳闸回路交流/后备二选一(9)和供电回路交流/后备二选一(10)组成；灭 弧(8)由跳闸回路操作电源切换灭弧(11)和供电回路操作电源切换灭弧(12)组成。
6.根据权利要求1所述的馈线远方终端FTU后备电源，其特征是所述的二选一市电 (2)包括有继电器K3。
7.根据权利要求5所述的馈线远方终端FTU后备电源，其特征是所述的跳闸回路交 流/后备二选一(9)包括有继电器K1，所述的供电回路交流/后备二选一(10)包括有继电 器K2。
专利摘要一种馈线远方终端FTU后备电源，由接线端子、二选一市电、储能电路、和切换电路组成；储能电路由整流电路和后备电源充放电管理组成；切换电路由交流/后备二选一和灭弧组成；2个PT电源回路PT1KK和PT2KK由接线端子引入，跳闸回路操作电源DCT_PWR+和供电回路操作电源KH_PWR+由接线端子引出。其优点为，采用电容器作为后备电源的储能元件，其使用寿命和远方终端中其它部分元器件有对等的使用寿命，做到了后备电源储能元件免维护，提高了馈线远方终端FTU设备运行的可靠性；并且通过分段切换方法解决了使用高压直流电源切换时易发生拉弧情况的问题。
文档编号H02J9/04GK201590680SQ200920254119
公开日2010年9月22日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者夏凌云, 夏彦卫, 梁飞, 郭卫东 申请人:邯郸供电公司;精伦电子股份有限公司