专利名称：一种变电站一体化电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型的应用领域本实用新型涉及一种用于变电站的一体化电源装置。
本实用新型的技术背景在电力系统的各个等级变电站中，有部分设备需要配备稳定可靠的供电电源，这些设备包括后台机、变送器需要稳定可靠的220V交流电源，控制装置、继电保护装置需要可靠的220V或110V直流电源，通信设备需要稳定可靠的48V直流电源。因此变电站内通常需要配置独立的UPS、控制直流电源和通信电源。
控制直流电源包括充电装置、蓄电池组和电源监控单元，正常情况下，充电装置为蓄电池充电，并为变电站内的控制装置和继电保护装置供电；交流停电情况下，由蓄电池组为控制装置和继电保护装置供电。通信电源包括整流器、蓄电池组和电源监控单元，正常情况下，整流器为蓄电池组充电，并为通信设备供电；事故情况下，由蓄电池为通信设备供电。UPS包括整流器、蓄电池组、充电回路、逆变器和监控单元，正常情况下，整流器将交流电源变换为直流，再由逆变器逆变为稳压稳频的交流电源；事故情况下，由蓄电池为逆变器供电，保证重要负荷的供电的连续性，变电站使用的UPS容量较小，一般在5kVA以下。
变电站目前的这种供电方式存在以下几个方面的问题1)设备投资较大从控制直流电源、通信电源和UPS的组成来看，三种电源都需要配置独立的蓄电池组，因此设备的初期投资较高。相对于其它设备，蓄电池的寿命较短，在正确使用和维护的情况下，12V阀控铅酸蓄电池的寿命可达到3-5年，2V蓄电池的寿命可达到8-10年。由于使用不当，蓄电池往往达不到额定的使用年限，从而增加了变电站的运行成本。从发展和谐社会的角度，大量废弃的蓄电池还将增加国家对环保的投资。
2)岗位重复设置目前，控制直流电源、通信电源和UPS都使用阀控密封铅酸蓄电池，即“免维护电池”，这里的“免维护”仅指不需要定期加酸加水，仍需要定期对蓄电池进行活化放电试验，否则，长期处于浮充状态，将大大缩短蓄电池的使用年限。根据三种电源各自不同的运行维护规程，均需要定期对蓄电池组进行核对性放电试验和活化放电试验。虽然三组蓄电池都在一个变电站中，由于分属于不同的管理部门，三个部门都需要设置相应的岗位。因此，本可以由一个维护小组承担的工作，却人为的分散到了三个部门。
3)维护成本高不同电压等级的电池组，在对蓄电池进行活化放电和容量核对性放电时，使用的维护设备也不同，因此，若对变电站内的所有蓄电池组进行维护，则需要配备三种完全不同的维护设备，增加了维护设备的投资。此外，由于隶属关系的不同，三个部门的维护人员往返于各个变电站之间，也增加了设备的维护成本。
4)可靠性低由于维护成本和岗位的原因，一些电源的管理部门没有设置相应的岗位，造成蓄电池组自投运后，得不到相应的维护和检测，当事故发生需要蓄电池组提供备用电源时，才发现蓄电池容量早已降低甚至损坏。
本实用新型的发明内容本实用新型目的本实用新型的目的在于提供一种变电站一体化电源装置。
本实用新型的第二个目的在于提供一种可靠性高、维护方便的变电站一体化电源装置。
本实用新型技术方案为达到上述目的，本实用新型是这样实现的一体化电源装置由控制屏(1)、馈线屏(2)、电池屏(3)组成，控制屏(1)由充电装置(4)、直流变换器(5)、逆变电源(6)、电源监控单元(7)组成，馈线屏(2)由多路馈线开关(8)、直流接地选线装置(9)组成，电池屏(3)中安装蓄电池组(10)，充电装置(4)输出直流220V，直流变换器(5)输出直流48V，逆变电源输出交流220V，充电装置(4)和蓄电池组(10)组成直流母线为直流变换器(5)、逆变电源(6)供电。
为达到第二个目的，本实用新型的充电装置(4)、直流变换器(5)、逆变电源(6)均采用模块化结构，各个模块按照N+1冗余配置。
本实用新型的附图为更好地说明本发明，下面通过附图予以详细说明。
附
图1是本实用新型的外型图。
附图2是本实用新型的电气原理图。
其中图号1充电屏； 2馈线屏； 3电池屏；4充电装置；5直流变换器； 6逆变电源；7监控单元；8馈线开关； 9直流接地选线装置；10蓄电池组； 11开关QF1； 12开关QF2；13开关QF3；14开关QF4。
本实用新型的具体实施方式
以下结合附图对本实用新型予以详细说明。
充电装置(4)输出经开关QF1(11)输出到直流母线，蓄电池组(10)经开关QF2(12)连接到直流母线，逆变电源(6)的输入经开关QF3(14)连接到直流母线，直流变换器(5)经开关QF4(13)连接到直流母线，馈线开关(8)直接与直流母线连接。
正常情况下，充电装置(4)将三相交流电源变为直流220V电压，输出到直流母线，直流母线对蓄电池组(10)进行浮充电，并通过馈线开关(8)为变电站内的控制装置和继电保护装置供电，直流变换器(5)将直流母线提供的220V直流电压变换为48V直流电压，为变电站内的通信设备供电，逆变电源(6)将直流母线提供的220V直流电压逆变为220V交流电压，为变电站内的后台机、变送器供电。
事故情况下，三相交流电源消失，充电装置(4)输出电压消失，由蓄电池组(10)为直流母线供电，保证直流母线电压稳定，直流变换器(5)、逆变电源(6)的输出电压保持不变，保证变电站内的控制装置、继电保护装置、通信设备、后台机、变送器供电的连续性。
蓄电池组(10)的容量除控制装置、继电保护装置的负荷外，还要考虑通信设备、后台计算机、变送器等的电源功率。充电装置(4)、直流变换器(5)、逆变电源(6)均采用可并联模块化结构，多个模块按照N+1冗余方式配置，多个模块之间可实现电流的平均分配。充电装置(4)采用额定电流为20A的模块，根据蓄电池组容量，并联数量为2-4只；直流变换器(5)采用额定电流为10A的模块，根据通信设备的功率，并联数量2-6只；逆变电源(6)采用额定容量为2kVA的模块，根据后台机和变送器的电源消耗功率，并联数量2-4只。
监控单元(7)对充电装置(4)、直流变换器(5)、逆变电源(6)、配线开关(8)、蓄电池组(10)的运行状态进行测量、监视和控制，通过RS232、RS485与上位机进行通信。直流接地选线装置(9)对直流母线和馈线开关(8)的绝缘状态进行监测。
本实用新型有益结果1)取消了通信电源电池组、UPS电池组、通信电源机柜，因而降低了变电站电源设备的总体造价，2)只需要一个管理部门的人员对变电站电源设备进行维护，提高工作效率，降低维护工作量，3)由专人对蓄电池进行维护管理，可大大提高电源的可靠性，确保事故情况下变电站内重要设备的供电，4)充电装置、直流变换器、逆变电源全部采用高频可并联模块，可靠性高，维护方便。
权利要求1.一种变电站一体化电源装置，由控制屏(1)、馈线屏(2)、电池屏(3)组成，其特征是控制屏(1)由充电装置(4)、直流变换器(5)、逆变电源(6)、电源监控单元(7)组成，馈线屏(2)由多路馈线开关(8)、直流接地选线装置(9)组成，电池屏(3)中安装蓄电池组(10)。
2.根据权利要求1所述的变电站一体化电源装置，其特征是充电装置(4)采用多个高频开关电源模块按照N+1冗余方式并联，输出220V或110V直流。
3.根据权利要求1所述的变电站一体化电源装置，其特征是充电装置(4)和蓄电池组(10)组成直流母线为直流变换器(5)、逆变电源(6)供电。
4.根据权利要求1所述的变电站一体化电源装置，其特征是直流变换器(5)采用多个变换器模块按照N+1冗余方使并联，输出48V直流。
5.根据权利要求1所述的变电站一体化电源装置，其特征是逆变电源(6)采用多个逆变模块按照N+1冗余方式并联，输出交流220V。
专利摘要一种变电站一体化电源装置，由控制屏(1)、馈线屏(2)、电池屏(3)组成，控制屏(1)由充电装置(4)、直流变换器(5)、逆变电源(6)、电源监控单元(7)组成，馈线屏(2)由多路馈线开关(8)、直流接地选线装置(9)组成，电池屏(3)中安装蓄电池组(10)，充电装置(4)由多个高频开关电源模块并联输出220V或110V直流，为蓄电池组(10)充电，并为变电站内的控制和继电保护设备供电，充电装置(4)和蓄电池组(10)组成直流母线为直流变换器(5)、逆变电源(6)供电，直流变换器(5)由多个变换器模块并联输出48V直流，为变电站内的通信设备供电，逆变电源(6)由多个逆变模块并联输出交流220V，为变电站内的后台机等重要交流负荷供电。本实用新型将变电站常用的三种电源设备组合成一体化电源装置，具有投资少、可靠性高等特点，可大大降低变电站控制电源的维护工作量。
文档编号H02J1/00GK2870245SQ20062002515
公开日2007年2月14日 申请日期2006年1月16日 优先权日2006年1月16日
发明者邢莉 申请人:天津海飞特电源科技有限公司