一种继保安全用储能模块及直流屏的制作方法

本发明属于供电安全，具体涉及一种继保安全用储能模块及直流屏。

背景技术：

1、目前，我国很多厂矿企业和边远供电所其实只是个简易变电站，这种简易变电站采用简化的直流供电系统对站内的继电保护装置及其它操控装置提供直流操控电源；如附图1所示，其中虚线框btbox所表示的是在这种简易变电站中未实际配置的电池组屏；下面结合附图1对这种简易变电站进行说明：

2、强电部分：外部电源acs连接高压侧进线断路器hbr0给主变ptv供电，主变ptv输出端经过低压侧断路器lbr0给低压母线lb供电，低压母线lb通过连接其上的各分支断路器lbr1，lbr2……lbrn给各分支线路供电。

3、弱电部分：外部交流电源acs经过熔断器fu0给站用变stv供电，stv低压输出端经过低压断路器sbr1给直流屏rec1供电，直流屏rec1把输入的交流电压经过直流屏rec1内的整流滤波模块转变成合格的直流合母电压（额定电压240v）送到合母母线（+hm，-hm）上，降压硅链sl阳极连接在合母母线+hm上，把+hm的电位降低20v后通过阴极再送到控线母线+km上，这样就得到以下两种直流电压：+hm与-hm之间额定电压为240v的直流电压称为合母电压；+km与-km之间额定电压为220v的直流电压称为控母电压；其中-hm和-km等电位且共用一根线。

4、直流屏rec1同时输出的240v的直流合母电源和220v的直流控母电源通过合母母线（+hm，-hm）及控母母线（+km，-km）送入保护控制柜cpc，cpc内集中安装有变电站内所有的保护控制装置。

5、虚线柜btbox是在简易变电站省略的实际没有安装的蓄电池组柜；简易变电站没有配备电池组柜btbox的原因主要是在目前的技术和工艺条件下，电池组在正常运行过程中必须进行定期和不定期持续维护才能保证其正常工作。专业供电企业资金技术相对雄厚，全都有专业的技术团队和专用设备对电池组进行维护，而大多厂矿企业和边远山区孤立供电所没有条件配备电池组柜btbox。

6、附图1所示的简易变电站中的直流系统，在进行正常的保护传动及操控试验中，都能以合格的性能通过试验，我们在保护装置柜cpc上模拟发生各种故障，位于cpc内的保护装置都能正常跳闸切除故障。图1中所示的线路ln上的点f1，低压母线上点f2，主变压器ptv高压进线上的点f3，保护装置柜cpc上的保护装置都能正确识别故障且跳开相应的断路器lbrn，lbr0，hbro切除故障点。但是经过长期运行实践发现，这种通过试验合格的简易变电站经常发生保护装置在事故发生时刻拒绝动作，造成大量设备损坏甚至全站设备烧毁的情况，事后试验一切又正常如初的情况。经统计分析发现，保护拒动不能跳闸的情况大多发生在短路点距离变电站较近的地方，短路故障点距变电站很远时基本没有发生过保护拒动的情况。

7、保护拒动原因如下：

8、直流屏rec1的作用是把站用变stv的交流电压转变成cpc所需的直流电压，通过合母母线+hm，-hm及控线母线+km，-km提供给继电保护装置的。rec1输出的直流电压随着进入站用变stv的交流电压的变化进行实时成比例的变化，当输入给站用变stv的交流电压降低时，会同步引起合线母线＋ｈｍ，－ｈｍ之间和控母线线＋ｋｍ，－ｋｍ之间的直流电压同步降低。当直流电压降低幅度超过cpc内的继电保护装置工作电压要求时，继电保护装置cpc就不能正常发现跳闸指令，或者即使cpc能发现跳闸信号，但因断路器实际操作电压太低而不能跳闸（有些断路器跳闸只用+km，-km之间的控母电压，还有些断路器除了用到了+km，-km之间的控母电压外还用到+hm，-hm之间的合线电压）。

9、当短路点距离变电站很远，如图１中的线路末端的f1点时，因为短路点离主变ptv很远，线路的短路阻抗较大，又加上ptv本身阻抗的共同作用，使站用变stv的输入电压虽然有所降低，但降低幅度并不太大，从stv输出到直流屏rec1的交流电压降低幅度也不太大，因此直流屏rec1送到合母母线+hm，-hm及控母母线+km，-km上的直流电压降低幅度也不太大，仍能保证cpc内继电保护装置正常发出跳闸指令，命令断路器lbrn成功跳闸。

10、但当短路故障点距离变电站很近，甚至就在变电站内，如图1中主变压器ptv进线上的f3点，就会引起站用变stv电压大幅度降低，导致直流屏rec1输出的直流合母电压（+hm，-hm之间电压），和控母电压（+km，-km之间电压）瞬间大幅度降低，直接导致cpc内的全部保护装置及控制装置全部失灵。断路器hbr0不能跳闸，事故扩大甚至烧毁整个变电站。

11、直流屏rec1输出的直流电压降低的程度与短路故障点距离站用变stv的电气距离成正相关关系，短路点距离站用变stv越近，rec1输出的直流电压降低越多，这就导致这种简易变电站经常发生以下四个怪现象：

12、（1）正常巡检变电站时，cpc内的保护控制装置试验时功能完全正常：即在保护装置上加一个短路信号，保护装置总能正常发现跳闸指令，并正确跳开相应断路器。

13、（2）有时变电站附近发生短路故障，cpc内的保护装置能发出跳闸指令，但断路器跳闸失败。

14、（3）有时变电站附近发生短路故障，cpc内的保护装置既不能发出跳闸指令，也不能跳开相应断路器。

15、（4）同一条线路发生短路故障，有时保护能正常跳闸，有时不能正常跳闸。

16、这种问题困扰电力行业多年，亟需一种可靠的解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种继保安全用储能模块及直流屏，可通过储能模块对原变电站直流屏进行改造，或采用本发明的继保安全用直流屏，从而使变电站运行过程中若发生短路故障，虽然进入站用变stv的交流电压瞬间降低，但直流屏输出的直流电压仍能保持足够时间以满足cpc内所有设备正常工作，以保障继保设备的正常运行。

2、本发明的目的是这样实现的：一种继保安全用储能模块，它的内部设置有以储能电容cr为核心的储能电路，所述储能电路包括储能母线+hk1和储能母线-hk1，所述储能母线+hk1上设置有第一接点1、第三接点3和第五接点5，所述储能母线-hk1上设置有第二接点2、第四接点4和第六接点6；

3、限流电阻rr的第一端与所述储能母线+hk1上的第一接点1相连接，限流电阻rr的第二端连接充电二极管d1的第一端，所述充电二极管d1的第二端与电压监控模块mkc的第一端相连接，所述电压监控模块mkc的第一端还与放电二极管d2的第一端相连接，所述电压监控模块mkc的第二端与所述储能母线-hk1上的所述第二接点2相连接；

4、放电接触器jk的常开接点jk_1的第一端与所述储能母线+hk1上的第三接点3相连接，所述放电接触器jk的常开接点jk_1的第二端与所述放电二极管d2的第二端相连接，所述放电二极管d2的第一端与所述储能电容cr的第一端相连接，所述储能电容cr的第二端与所述储能母线-hk1上的所述第四接点4相连接；

5、所述电压监控模块mkc的常开接点mkc_1的第一端与所述储能母线+hk1上的第五接点5相连接，所述电压监控模块mkc的常开接点mkc_1的第二端连接放电接触器jk线圈的第一端，所述放电接触器jk线圈的第二端与所述储能母线-hk1上的第六接点6相连接。

6、所述储能模块可通过所述储能母线+hk1和所述储能母线-hk1与外部线路或者设备相连接，并通过其内储能电路中的+hk1→rr→d1→cr→-hk回路给所述储能电容cr充电。

7、所述电压监控模块mkc为可编程电压监控模块，所述电压监控模块mkc通过连接于所述储能电容cr两端，取得模块本身工作电压，并对所述储能电容cr两端的实时电压进行监测，当所述电压监控模块mkc监测到所述储能电容cr两端电压达到设定阈值时，闭合所述电压监控模块mkc的常开接点mkc_1以接通由-hk1→cr→d2→jk_1→+hk1构成的放电回路，以在外接线路或者设备需要时对其进行供能。

8、一种继保安全用直流屏，所述直流屏内集成有所述的储能模块；所述直流屏通过其内设置的直流模块将外部输入的交流电压进行整流滤波转换成直流合母电压并输送至合母母线+hm、-hm上；所述储能模块可通过其储能母线+hk1和储能母线-hk1与合母母线+hm、-hm相连接；

9、所述储能模块与合母母线+hm、-hm连接后，通过其内储能电路中的+hk1→rr→d1→cr→-hk回路给所述储能电容cr充电；所述储能电容cr两端电压达到设定阈值时，闭合所述电压监控模块mkc的常开接点mkc_1以接通由-hk1→cr→d2→jk_1→+hk1构成的放电回路，在合母母线+hm、-hm之间的直流电压降低时对其进行供电。

10、本发明的有益效果：本发明的继保安全用储能模块，可通过所述储能母线+hk1和所述储能母线-hk1与外部线路或者设备相连接，并通过其内储能电路中的+hk1→rr→d1→cr→-hk回路给所述储能电容cr充电；所述电压监控模块mkc为可编程电压监控模块，所述电压监控模块mkc通过连接于所述储能电容cr两端，取得模块本身工作电压，并对所述储能电容cr两端的实时电压进行监测，当所述电压监控模块mkc监测到所述储能电容cr两端电压达到设定阈值时，闭合所述电压监控模块mkc的常开接点mkc_1以接通由-hk1→cr→d2→jk_1→+hk1构成的放电回路，以在外接线路或者设备需要时对其进行供能；通过将本发明的继保安全用储能模块对变电站原电流屏进行集成改造，或采用本发明的继保安全用直流屏，将储能模块与合母母线+hm、-hm相连接，可使变电站运行过程中若发生短路故障，虽然进入站用变stv的交流电压瞬间降低，但直流屏输出的直流电压仍能保持足够时间以满足cpc内所有设备正常工作，保障继保设备的正常运行。