一种用于多点不同高压悬浮电位的分布式供能系统的制作方法

本发明涉及一种分布式供能系统，具体涉及一种用于多点不同高压悬浮电位的分布式供能系统。

背景技术：

随着超高压交、直流输电技术的发展，越来越多的高压测量、触发放电设备需要由地面向高压悬浮电位给送电能，如串联电容补偿装置保护用火花间隙触发及控制装置和基于预充电振荡人工过零发的真空直流开断装置等，均需要由地面地电位向电压高达几百kv以上的高压悬浮电位供给电能。高压悬浮电位装置的供电电源必须具有很高的可靠性、超强的抗干扰能力和良好的环境适应能力，根据能源种类的不同，现有的技术大致可分为ct取能、激光取能、电池储能、太阳能电池等几种形式。

ct取能是一种在电力工业领域广泛应用的传统取能方式，ct取能电源以其技术成熟、可靠性高、成本低廉等优点成为实现超高压平台测量系统能源供给的主要方案之一，但ct取能局限于交流输电，且供电功率为mw级，难以驱动对电源功率较大的工况。

在平台电源子系统的实现方案中，另一种采用较多的是激光送能电源。利用激光传输能量是目前一种技术先进且可靠地供能方式。在世界上现已投运的可控串联补偿装置中，大部分都配备了激光送能电源。激光能量通过送能光缆、光纤信号柱把光能送到高压平台上，再由光能转化为电能，供测量系统使用。激光送能价格昂贵，设备运维成本高，且同ct取能一样，供能功率有限，最大不过1～2w。

电池储能存在电池电量耗尽后无法维系之后的电能供给，因此多与太能电池配合使用，然而太阳能电池对天气要求较高，在多雨季节或沙尘天气下，也不能保证电源的可靠供给。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于多点不同高压悬浮电位的分布式供能系统，该系统能够实现分布式供能，并且供电功率高，成本低，对天气要求较低。

为达到上述目的，本发明所述的用于多点不同高压悬浮电位的分布式供能系统包括供气单元、控制器及若干高压悬浮电位供能模块，其中，各高压悬浮电位供能模块均包括压缩气管、气动马达、发电机、蓄电池及dc/dc直流变压装置，其中，压缩气管的一端与气动马达的入气口相连通，气动马达的输出轴与发电机的驱动轴相连接，发电机的输出端与蓄电池的充电接口相连接，蓄电池与dc/dc直流变压装置相连接，控制器与供气单元的控制端相连接；

供气单元的压缩气体出口与各高压悬浮电位供能模块中压缩气管的另一端相连通。

供气单元包括空气压缩机、储气罐、截止阀及单向阀，其中，空气压缩机依次经截止阀、储气罐、单向阀及压缩气管与气动马达的入气口相连通，控制器与空气压缩机的控制端及单向阀的控制端相连接。

还包括用于检测蓄电池剩余电量的电量检测系统，电量检测系统的输出端与监测控制器的输入端相连接，监测控制器的输出端与控制器的输入端相连接。

监测控制器与控制器之间通过光纤相连接。

还包括多个绝缘固定装置，其中，所述绝缘控制装置包括上连接端子、下连接端子及中空结构的套筒，上连接端子及下连接端子分别固定于套筒的上端及下端，光纤及压缩气管均穿过上连接端子、套筒及下连接端子。

套筒上下两端均设有用于固定套筒的法兰盘。

套筒的外壁上设有伞裙。

气动马达的输出轴通过传动装置与发电机的驱动轴相连接。

电量检测系统通过光纤与监测控制器相连接。

发电机的输出端通过ac/dc整流装置与蓄电池的充电接口相连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的用于多点不同高压悬浮电位的分布式供能系统在具体操作时，以压缩气体为介质实现分布式供能，具体的，供气单元输出的压缩空气经压缩气管输入到气动马达中，从而使驱动气动马达工作，气动马达带动发电机工作，发电机产生的电充入蓄电池中，蓄电池通过dc/dc直流变压装置为负载提供所需的电压，从而实现分布式供能。需要说明的是，本发明先将产生的电存储到蓄电池中，再由蓄电池及dc/dc直流变压装置进行供电，因此具有较高的供电功率，同时成本较低，不受天气的影响。

进一步，空气压缩机通过截止阀与储气罐相连通，避免储气罐内压缩空气的气压过高。

进一步，电量检测系统检测蓄电池的剩余电量，再通过监测控制器及控制器控制气动马达的进气量，实现对蓄电池及压缩空气的动态控制。

进一步，套筒的外壁上设有伞裙，提高套筒高耐压沿面的绝缘性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中绝缘固定装置15的结构示意图；

图3为本发明的系统原理图。

其中，1为空气压缩机、2为储气罐、3为单向阀、4为截止阀、5为压缩气管、6为气动马达、7为传动装置、8为发电机、9为ac/dc整流装置、10为蓄电池、11为dc/dc直流变压装置、12为监测控制器、13为光纤、14为控制器、15为绝缘固定装置、16为伞裙、17为上接线端子、18为套筒、19为法兰盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1及图3，本发明所述的用于多点不同高压悬浮电位的分布式供能系统包括供气单元、控制器14及若干高压悬浮电位供能模块，其中，各高压悬浮电位供能模块均包括压缩气管5、气动马达6、发电机8、蓄电池10及dc/dc直流变压装置11，其中，压缩气管5的一端与气动马达6的入气口相连通，气动马达6的输出轴与发电机8的驱动轴相连接，发电机8的输出端与蓄电池10的充电接口相连接，蓄电池10与dc/dc直流变压装置11相连接，控制器14与供气单元的控制端相连接；供气单元的压缩气体出口与各高压悬浮电位供能模块中压缩气管5的另一端相连通。

供气单元包括空气压缩机1、储气罐2、截止阀4及单向阀3，其中，空气压缩机1依次经截止阀4、储气罐2、单向阀3及压缩气管5与气动马达6的入气口相连通，控制器14与空气压缩机1的控制端及单向阀3的控制端相连接。本发明还包括用于检测蓄电池10剩余电量的电量检测系统，电量检测系统的输出端与监测控制器12的输入端相连接，监测控制器12的输出端与控制器14的输入端相连接。

监测控制器12与控制器14之间通过光纤13相连接；本发明还包括多个绝缘固定装置15，其中，所述绝缘控制装置包括上连接端子17、下连接端子及中空结构的套筒18，上连接端子17及下连接端子分别固定于套筒18的上端及下端，光纤13及压缩气管5均穿过上连接端子17、套筒18及下连接端子；套筒18上下两端均设有用于固定套筒18的法兰盘19；套筒18的外壁上设有伞裙16。

气动马达6的输出轴通过传动装置7与发电机8的驱动轴相连接；电量检测系统通过光纤13与监测控制器12相连接；发电机8的输出端通过ac/dc整流装置9与蓄电池10的充电接口相连接。

本发明的具体工作过程为：

空气压缩机1对室外空气进行压缩，再将压缩气体经截止阀4充入储气罐2中，当储气罐2内压缩气体的气压达到设定气压时，截止阀4关闭，同时空气压缩机1停止运行。通过电量检测系统实时检测蓄电池10的剩余电量信息，并将蓄电池10的剩余电量信息发送至监测控制器12中，当蓄电池10的剩余电量小于等于预设电量阈值时，则产生充电请求信息，并将所述充电请求信息发送至控制器14中，控制器14控制单向阀3打开，使储气罐2中的压缩气体经压缩气管5进入到气动马达6中，使气动马达6工作，气动马达6带动发电机8工作，发电机8产生的电经ac/dc整流装置9整流后为蓄电池10充电，蓄电池10输出的电经dc/dc直流变压装置11为负载提供所需电压。本发明通过多个dc/dc直流变压装置11可实现同一高压悬浮电位下多电压电源的输出，以驱动不同的负载类型。当储能电池电量充满，监测控制器12产生停止充电请求信息，并将停止充电请求信息发送至控制器14中，控制器14根据所述停止充电请求信息关闭单向阀3，同时使空气压缩机1工作，空气压缩机1产生的压缩气体为储气罐2补充气体，直至储气罐2中的气体补充完成为止。

当对处于不同高压悬浮电位负载供能时，通过搭建多个绝缘固定装置15，将储气罐2中的压缩气体向气动马达6中，从而完成不同高压悬浮电位电能的供给。绝缘固定装置15的耐压等级由负载所处高压悬浮电位电压等级而定。

本发明通过搭建多个绝缘支柱，将地面产气装置产生压缩气体分别通过绝缘支柱向位于高压平台的不同高压悬浮电位供能模块给气，从而完成不同高压悬浮电位电能的供给。其中，绝缘支柱耐压等级由负载所处高压悬浮电位电压等级而定。多点悬浮电位供能系统共用一套地面产气装置、产气装置控制器和位于高电位平台的监测控制装置。