变电站通信电源与操作电源互为备份的实现方法与流程

本申请属于供电管理领域，尤其涉及变电站通信电源与操作电源互为备份的实现方法。

背景技术：

变电站的直流电源能够为各种设备提供稳定的直流供应，占据非常重要的作用。目前很多变电站的操作电源以及通信电源都是配备一组蓄电池，以此配备方式的变电站存在许多缺陷，例如当交流停电、蓄电池出现故障时，存在变电站直流电源失效的风险，容易导致重大事故的发生，引起巨大的经济损失。另外，当对蓄电池进行核对容量放电操作过程中时，往往需要额外携带后备电源，进行短时间的并联切换，增加了操作难度和复杂性，且容易出现人为操作误差，会给蓄电池维护工作带来较大的人财物开支。

目前直流系统备份多采用两组或多组蓄电池组并联在同一段直流母线上或者两套直流系统通过开关控制互为后备电源的方式，这两种方式实现的备份均存在上述不足，潜在一定的风险。不少电力研究人员通过在蓄电池组输入输出端接入控制装置或采用两套直流系统直接接入柔性跨接装置来解决以上不足，当出现异常或需要进行维护时，可提高直流系统的安全性和供电可靠性。但是，通过控制装置并联多组蓄电池于直流母线上在一定程度上会大大增加变电站的维护成本和投资成本；在两套直流系统之间采用柔性跨接方式，对两套直流系统的电压等级、功率等级有较高的要求，并不适用于不同规格的两套直流系统之间的备份。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本申请提出了变电站通信电源与操作电源互为备份的实现方法，对两侧的直流系统没有规格要求，使变电站的通信电源和操作电源具备更高的安全性和供电可靠性；并且备份电源可无缝不间断的为异常直流电源负荷供电，有效降低了变电站直流电源失效的风险。

具体的，本申请实施例提出的变电站通信电源与操作电源互为备份的实现方法，所述实现方法包括：

确定变电站通信电源与操作电源中输入输出电压或功率，根据已确定的输入输出电压或功率确定连接在通信电源与操作电源之间的高频变压器中初级线圈与次级线圈的匝数比；

根据当前电源备份需求确定高频变压器的工作模式；

在高频变压器的输入端分别连接操作电源或通信电源，将高频变压器中初级线圈与次级线圈的匝数比进行调整后完成电源备份操作。

可选的，所述根据当前电源备份需求确定高频变压器的工作模式；包括：

操作电源给通信电源备份时，采用高频变压器降压模式；或

通信电源给操作电源备份时，采用高频变压器升压模式。

可选的，所述操作电源给通信电源备份时，采用高频变压器降压模式，包括：

操作电源连接高频变压器输入端，通信电源连接在高频变压器输出端；

检测到通信电源运行异常时，迅速启动pwm隔离驱动模块，并控制mos模块c和mos模块d处于开关状态；

操作电源输出的能量经高频变压器降压、整流后无缝不间断地输出通信电源输出线路上，作为通信电源的备用供电。

可选的，所述通信电源给操作电源备份时，采用高频变压器升压模式，包括：

通信电源连接在高频变压器输入端，操作电源连接在高频变压器输出端；

检测到操作电源运行异常时，迅速启动pwm隔离驱动模块，并控制mos模块c和mos模块d处于开关状态；

通信电源输出的能量经高频变压器升压、整流后无缝不间断地输出操作电源输出线路上，作为操作电源的备用供电。

可选的，所述一种变电站通信电源与操作电源护卫备份装置采用单向dc/dc变换或双向dc/dc变换的方式实现操作电源与通信电源互为备份的功能。

可选的，所述实现方法还包括：

通信电源与操作电源之间互相物理隔离。

本申请提供的技术方案带来的有益效果是：

通过调整高频变压器中的线圈匝数比来实现对应的升降压操作，可以适用于任何电压等级、功率等级的直流电源互为备份。同时备份电源可无缝不间断的为异常直流电源负荷供电，有效降低了变电站直流电源失效的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提出的方法流程示意图；

图2为本申请实现原理框图；

图3为操作电源为通信电源备份的电路结构图；

图4为通信电源为操作电源备份的电路结构图。

具体实施方式

为使本申请的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的结构作进一步地描述。

实施例一

本申请实施例提出的变电站通信电源与操作电源互为备份的实现方法，如图1所示，所述实现方法包括：

11、确定变电站通信电源与操作电源中输入输出电压或功率，根据已确定的输入输出电压或功率确定连接在通信电源与操作电源之间的高频变压器中初级线圈与次级线圈的匝数比；

12、根据当前电源备份需求确定高频变压器的工作模式；

13、在高频变压器的输入端分别连接操作电源或通信电源，将高频变压器中初级线圈与次级线圈的匝数比进行调整后完成电源备份操作。

在实施中，本申请一种变电站通信电源与操作电源互为备份装置的实现方法，如图2所示，所涉及的元件包括cpu模块a、高频变压器b、mos模块c、mos模块d、pwm隔离驱动模块e、二极管f、电流传感器g、电压采集模块h。

所述高频变压器b的初级绕线组引出中间抽头，所述mos模块c、所述mos模块d分别与所述高频变压器b的初级线圈引出线连接；所述二极管f、所述电流传感器g依次连接在所述高频变压器b的输出线路上，所述电压采集模块h则并联在该输出线路上，所述电流传感器g和所述电压采集模块h用于采集直流电源的电流和电压实时情况；所述cpu模块a分别与所述电流传感器g、所述电压采集模块h连接，用于接收、处理采集数据，判断直流电源的运行状况，并发送控制指令；所述pwm隔离驱动模块e一端与所述cpu模块a连接，另一端与所述mos模块的栅极连接，用于接收cpu模块发出的指令，并发送驱动至mos模块，控制mos模块的打开和关断。一种变电站通信电源与操作电源护卫备份装置的实现方法，包括：

(1)将一种变电站通信电源与操作电源互为备份装置连接在第一直流电源和第二直流电源之间，根据第一直流电源和第二直流电源的电压和功率等级选择合适匝数比的高频变压器。

(2)操作电源给通信电源备份时，如图3所示，高频变压器b采用降压模式，操作电源连接本申请装置的输入端，通信电源连接在本申请装置的输出端；电流传感器g和电压采集模块h分别采集通信电源输出线路上的电流和电压变化，并以特定的时间间隔传输至cpu模块a进行数据分析及处理。当通信电源输出异常，其电压和电流数值发生变化，cpu模块a立即判断出异常情况，发送启动备份电源的指令至pwm隔离驱动模块e，pwm隔离驱动模块e智能调节pwm1和pwm2占空比，控制mos模块c和mos模块d处于开关状态，操作电源输出的能量经mos模块震荡后变换为交变电，通过高频变压器b降压、整流后无缝不间断地为通信电源的负荷提供直流电能，作为通信电源的备用供电电源。

(3)通信电源给操作电源备份时，如图4所示，高频变压器b采用升压模式，通信电源连接在装置的输入端，操作电源连接在装置的输出端；电流传感器g和电压采集模块h分别采集操作电源输出线路上的电流和电压变化，并以特定的时间间隔传输至cpu模块a进行数据分析及处理。当操作电源输出异常，其电压和电流数值发生变化，cpu模块a立即判断出异常情况，发送启动备份电源的指令至pwm隔离驱动模块e，pwm隔离驱动模块e智能调节pwm1和pwm2占空比，控制mos模块c和mos模块d处于开关状态，通信电源输出的能量经mos模块震荡后变换为交变电，通过高频变压器b升压、整流后无缝不间断输出为操作电源的负荷提供直流电能，作为操作电源的备用供电电源。

可选的，所述一种变电站通信电源与操作电源护卫备份装置采用单向dc/dc变换或双向dc/dc变换的方式实现操作电源与通信电源互为备份的功能。通信电源与操作电源之间互相物理隔离。

本申请提出一种变电站通信电源与操作电源互为备份装置的实现方法，应用场景范围广，可以适用于任何电压等级、功率等级的直流电源互为备份。操作电源可通过降压模式传输能量作为通信电源的备份电源，通信电源可通过升压模式传输能量作为操作电源的备份电源，使变电站的通信电源和操作电源具备更高的安全性和供电可靠性。本申请的应用，可使异常直流电源与备份电源互相物理隔离，互不影响，并且备份电源可无缝不间断的为异常直流电源负荷供电，有效降低了变电站直流电源失效的风险。采用本申请，可使变电站蓄电池的核容放电过程简化，无需再额外携带后备电源，没有繁琐、复杂的短时并联切换，对蓄电池的维护工作节省了较大的人、财、物开支。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本申请的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。