专利名称：智能精密站用一体化电源系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适用于发电厂、大型变电站、数据交换中心、高层楼宇高压配电系统的智能精密站用一体化电源系统。
背景技术：
变电站是电力事业中最基础最重要的基础设施，智能变电站是近些年较为普及和推广的一种新型电站，智能变电站采用一体化电源系统，能够有效的实现网络通信、监控、系统联动一体化的运作。目前变电站一般配置三套各自独立的操作电源系统，即交直流电源、通信电源、交流不间断电源(UPS)，每套电源系统单独配置蓄电池室、蓄电池组和监控管理系统。现有的电源无法综合优化资源，各自独立的操作电源系统重复配置蓄电池组，切换不可靠，容易掉电，使一次投资增加。现有的电源由于采用不同的交流系统和直流系统通讯规约不兼容，难以实现网络化管理，自动化程度低。可靠性受到影响，经济性差，长期维护不方便，维护成本高，设计、生产、维护效率低下。
实用新型内容本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种智能精密站用一体化电源系统，以实现兼容性好且维修简单的优点。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种智能精密站用一体化电源系统，交流输入模块、交流输出模块、高频开关、蓄电池组、AC/DC电源模块、UPS/INV电源模块、DC/DC电源转换模块、ARM监控模块和计算机控制模块，所述交流输入模块通过STS静态或ATS转换开关选择输入交流电，所述输入的交流电一路通过交流输出模块输出，另一路经高频开关转换后输出至蓄电池组、AC/DC电源模块、UPS/INV电源模块和DC/DC电源转换模块，所述ARM监控模块负责AC/DC电源模块、UPS/INV电源模块和DC/DC电源转换模块的监控，并将监控信息发送至计算机控制模块。进一步的，所述ARM监控模块中的ARM处理器采用微处理器芯片S3C2410。进一步的，所述AC/DC电源模块、UPS/INV电源模块和DC/DC电源转换模块上均设置电能质量仪表，所述电能质量仪表通过RS485接口与ARM监控模块通信。进一步的，所述AC/DC电源模块输出电路上电气连接断路器。本实用新型的技术方案通过将直流系统、交流系统、UPS/INV系统、DC/DC通讯电源系统和精密配电系统集成在一个系统中，改变了现有电源的单一功能，将原通信规约不兼容的电源系统统采用同一标准的产品，设置集中监控器与变电站后台监控通信，实现站用电源系统数据一体化的实时监视，被监控对象的控制、调节和运行方式便于实施集中管理、分散控制。集中监控采用总线式结构，能方便地进行监控功能的扩展，方便维护。达到了兼容性好且维修简单的目的。
图1为本实用新型实施例所述的智能精密站用一体化电源系统的原理结构示意图；图2为本实用新型实施例所述的智能精密站用一体化电源系统的电气电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1所示，一种智能精密站用一体化电源系统，交流输入模块、交流输出模块、高频开关、蓄电池组、AC/DC电源模块、UPS/INV电源模块、DC/DC电源转换模块、ARM监控模块和计算机控制模块，交流输入模块通过STS静态或ATS转换开关选择输入交流电，输入的交流电一路通过交流输出模块输出，另一路经高频开关转换后输出至蓄电池组、AC/DC电源模块、UPS/INV电源模块和DC/DC电源转换模块，ARM监控模块负责DC电源模块、UPS/INV电源模块和DC/DC电源转换模块的监控，并将监控信息发送至计算机控制模块。其中，ARM监控模块中的ARM处理器采用微处理器芯片S3C2410。AC/DC电源模块、UPS/INV电源模块和DC/DC电源转换模块上均设置电能质量仪表，所述电能质量仪表通过RS485接口与ARM监控模块通信。DC/DC电源转换模块提供通信用48 V或24V或IlOV电源，所述AC/DC电源模块输出电路上电气连接断路器。每个输出回路都设置断路器，可以方便操作和维护，还可以监测每路的状态。正常和事故状态下都能保持可靠供电给变电站内所有控制、保护、自动装置等控制负荷和各类直流电动机、断路器合闸机构等动力负荷的电源。站用交流配电输入采用STS静态或ATS转换开关，STS静态或ATS转换开关响应时间g 8ms，可以实现负载供电的快速切换。一路投入，两路备用，为系统提供三母线供电。同时STS静态或ATS转换开关具有超载保护、高低电压保护功能，使系统安全性、可靠性提高。两路交流输入取自配电系统，另一路取自其它交流输入，比如柴油发电。就本系统而言，交流的冗余配置，确保了一体化智能精密站用一体化电源系统交流输入的高可靠性。交流电源、直流电源、电力用交流(UPS)和电力用逆变电源(INV)、通信用直流变换电源(DC / DC)等装置组合为一体，共享直流电源的蓄电池组，并统一监控的成套设备。通过带RS485接口的电能质量仪表采集各输入、输出回路的参数实现精密监测。电能质量仪表与ARM监控系统通过MODBUS RTU协议实现数据采集，避免了传统传感器采集方式的数量多、接线多的缺点。统一由直流操作电源供电，除提供直流操作电源AC/DC外，经DC/DC变换提供通讯电源，还提供交流不间断电源UPS。主要由直流电源、电力专用UPS或逆变、集中监控等部分组成。UPS不配置独立蓄电池组，与直流电源共用蓄电池组，UPS装置作为直流系统的负荷之一。电力专用逆变器直流输入取自站内直流控制电源系统的蓄电池组，并且实现了直流与交流输入和输出的电气隔离，以及高精度的稳压稳频逆变输出，是真正意义上的干净电源。配电柜的交流输入和逆变馈出的电压、电流、有功功率、无功功率、频率、相位、电网谐波等电力参数监视采用带有RS485接口的电能质量仪表，代替传统的传感器采集方式；直流馈出和通讯电源输出的电力参数也能得到很好监测；[0019]系统所有子系统与ARM监控系统之间都采用MODBUS RTU协议，统一了通讯协议，系统兼容性得到解决。ARM监控系统与计算机控制中心采用IEC61850规约，以太网通讯，可以实现计算机对系统的管理能力。如图2，在交流配电回路配置STS或ATS切换开关，实现两备一投，具有电气闭锁和机械闭锁的多重功能。交流经整流模块变成直流，直流母线除对负载供电外还对蓄电池充电(均充/浮充)。在每路的直流馈出上接电能质量仪表，对电能质量参数进行检测。还接了霍尔传感器，采集漏电流，监测馈出回路的绝缘电阻。在直流母线上的DC/DC后，可供通讯电源使用。同样利用电能质量仪表可以进行电能质量参数监测。直流经逆变器输出交流电源，在每个交流回路配置电能质量参数仪表实现对电能参数的监测。在站用交流馈出回路同样配置电能质量参数仪表监测电能质量参数。所有的电能质量参数是由ARM监控与电能仪表间通讯采集的数据，通讯是MODBUS RTU0由此系统整合了交直流馈出、通讯电源，由通讯方式整合了配电质量的精密监测。最后应说明的是以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种智能精密站用一体化电源系统，其特征在于，交流输入模块、交流输出模块、高频开关、蓄电池组、AC/DC电源模块、UPS/INV电源模块、DC/DC电源转换模块、ARM监控模块和计算机控制模块，所述交流输入模块通过STS静态或ATS转换开关选择输入交流电，所述输入的交流电一路通过交流输出模块输出，另一路经高频开关转换后输出至蓄电池组、DC 电源模块、UPS/INV电源模块和DC/DC电源转换模块，所述ARM监控模块负责DC电源模块、 UPS/INV电源模块和DC/DC电源转换模块的监控，并将监控信息发送至计算机控制模块。
2.根据权利要求1所述的智能精密站用一体化电源系统，其特征在于，所述ARM监控模块中的ARM处理器采用微处理器芯片S3C2410。
3.根据权利要求1所述的智能精密站用一体化电源系统，其特征在于，所述AC/DC电源模块、UPS/INV电源模块和DC/DC电源转换模块上均设置电能质量仪表，所述电能质量仪表通过RS485接口与ARM监控模块通信。
4.根据权利要求1至3任一所述的智能精密站用一体化电源系统，其特征在于，所述 AC/DC电源模块输出电路上电气连接断路器。
专利摘要本实用新型公开了一种智能精密站用一体化电源系统，交流输入模块、交流输出模块、高频开关、蓄电池组、DC电源模块、UPS/INV电源模块、DC/DC电源转换模块、ARM监控模块和计算机控制模块，所述交流输入模块通过STS静态或ATS转换开关选择输入交流电，所述输入的交流电一路通过交流输出模块输出，另一路经高频开关转换后输出至蓄电池组、DC电源模块、UPS/INV电源模块和DC/DC电源转换模块，所述ARM监控模块负责AC/DC电源模块、UPS/INV电源模块和DC/DC电源转换模块的监控，并将监控信息发送至计算机控制模块。实现兼容性好且维修简单的优点。
文档编号H02J11/00GK202856450SQ201220536729
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者陈超, 刘文国, 刘全文 申请人:四川省科学城帝威电气有限公司