一种模块化直流馈线屏的制作方法

本发明涉及直流系统电源设备，具体涉及一种模块化直流馈线屏。

背景技术：

1、站用直流电源主要为站内控制、保护、分合闸、ups、dc/dc通信电源等重要负荷提供不间断直流电源。

2、目前国内变电站直流电源系统，主要由充电机屏、蓄电池组、馈电屏、监控单元等组成，其中直流馈线屏，一般提供20~60路(或更多)直流馈电支路，每条馈电回路直接配置有直流断路器、漏电流霍尔、供电指示灯、接线端子等元器件。

3、随着运行年限的增加，直流电源系统性能下降、可靠性降低，一旦馈线断路器、指示灯或漏电流霍尔等出现问题，将影响设备可靠供电，需要及时对直流电源系统进行升级改造。

4、传统馈电回路任一元器件更换将影响直流负荷设备的安全稳定运行，且现有直流馈线屏的二次线多、工艺复杂、出错率高，同时由于直流负荷对供电要求较高，设备无法进行停电更换，需要人工先带电转移负荷，然后再带电拆除故障原件并更换，最后再带电恢复原供电支流，操作过程繁琐、安全风险较高，对直流电源安全稳定运行造成巨大威胁，且直流负荷转移工作和安全防护措施会极大降低检修工作效率，对变电站设备产生不利影响。

5、目前国部分开关厂家，开发了多功能直流断路器，在常规断路器的基础上叠加了一些信号、状态采集上传功能，但出现问题更换检修仍需带电作业，风险较高，维护不便。

6、因此，如何在直流设备不停电的情况下，对直流馈电屏进行升级更换改造，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种模块化直流馈线屏，提供一种可不停电、快捷、安全更换维修的模块化直流馈线屏及馈电单元。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种模块化直流馈线屏，直流馈线屏包括屏体，屏体上设有与直流母线连接的第一直流输入开关，直流电压表设置在屏体的上部并与直流母线电连接，直流电压表下方设有直流电源绝缘监测装置，直流电源绝缘监测装置通过rs485总线与下方的各模块化馈电单元通讯。

4、上述的模块化馈电单元由馈电模块、热插拔底座及支架三部分组成，馈电模块上集直流馈线支路通断遥控、过流和短路故障保护跳闸、带电状态指示、负荷电流和漏电流采集及信息为一体，馈电模块通过热插拔端子插入热插拔底座完成电连接，馈电模块通过两个螺钉固定于屏体前面板，热插拔底座固定于支架的后立面，热插拔底座通过导线与第一直流输入开关的输出及馈线屏接线端子连接。

5、上述的馈电模块包括壳体、电操机构、直流断路器、信号灯、负荷电流ct、漏电流ct、信息采集通信板以及热插拔端子，其中直流断路器固定于壳体前面板，用于控制馈线支路的通断、过流和短路故障保护跳闸；负荷电流ct和漏电流ct固定于壳体底面上，负荷电流ct用于采集馈线的负荷电流，漏电流ct用于采集该馈线支路的漏电流、反映其绝缘状态，信号灯固定于壳体前面板，用于指示馈线支路是否带电；电操机构固定于壳体前面板，用于遥控直流断路器的通断；信息采集通信板固定于壳体底面上，用于采集负荷电流、漏电流值、直流断路器合分、脱扣信息、控制电操机构动作以及与直流电源绝缘监测装置通讯；热插拔端子固定于壳体的后立面上，热插拔端子是馈电模块和热插拔底座的电气连接部件。

6、上述的热插拔底座包括底座壳体，底座壳体内部上下两端设有“l”型的直流输入端子和直流输出端子，直流输入端子和直流输出端子的“l”型长边紧贴底座壳体内部上下两侧，直流输入端子和直流输出端子的“l”型短边用于与第一直流输入开关从而从直流母线取电，直流输入端子和直流输出端子之间设有前后两组前后排列的第一连接器和第二连接器，第一连接器和第二连接器包括上下两片连接片及中间的弹簧构成，第一连接器的连接片和弹簧为绝缘材质，第二连接器的连接片和弹簧为导电材质，在底座壳体的前端面板上下两端正对第一连接器与直流输入端子和直流输出端子的接触处设有两个插孔，插孔用于热插拔端子插入。

7、上述的热插拔端子采用铜片和绝缘片复合而成，直流输入端子处热插拔端子的铜片在上，绝缘片在下，直流输出端子处热插拔端子的铜片在下，绝缘片在上。

8、上述的第一连接器和第二连接器上下两端的连接片为“l”形，“l”形一端与直流输入端子和直流输出端子接触，“l”形另一端与竖直放置的导向块接触，导向块与底座壳体侧面固定连接，导向块在热插拔端子插入时起到连接块的上下收缩导向作用。

9、上述的支架包括限位元件、底板和后立面，限位元件设置在底板上，为馈电模块提供支撑和限位，后立面用于固定热插拔底座，整个支架通过馈线屏体横梁固定支撑。

10、上述的底座壳体前端面板上设有信号连接器，信号连接器通过rs485总线与直流电源绝缘监测装置连接、实现信息交互。

11、本发明提供的一种模块化直流馈线屏，具有如下有益效果：

12、（1）针对直流馈电回路供电可靠性要求高、负荷转移安全性差、带电更换难度大等问题，结合直流馈电柜安装和接线特点，提出了直流馈电模块化、单元化设计方案，在确保可靠供电的前体下，实现了直流馈电回路的安全、快捷的不带电维护。

13、（2）将直流馈线断路器、漏电流ct、信号灯及信息采集板组成拔插式模块结构，形成标准化馈电单元。直流馈电模块由直流断路器、负荷电流ct、漏电流ct、信号灯、电操机构、信息采集通信板、热插拔端子和壳体组成，模块化设计、集约化布局，具备回路通断控制和过载、短路保护，以及馈电单元信息状态采集、上传等功能。

14、（2）模块化馈电单元底座自动旁路设计，可实现在直流馈线回路不停电状态下的维护和更换，大幅提升运维效率，提高检修工作的安全性。

技术特征：

1.一种模块化直流馈线屏，其特征在于，直流馈线屏包括屏体，屏体上设有与直流母线连接的第一直流输入开关（4），直流电压表（1）设置在屏体的上部并与直流母线电连接，直流电压表（1）下方设有直流电源绝缘监测装置（2），直流电源绝缘监测装置（2）通过rs485总线与下方的各模块化馈电单元（3）通讯。

2.根据权利要求1所述的一种模块化直流馈线屏，其特征在于，所述的模块化馈电单元（3）由馈电模块（31）、热插拔底座（32）及支架（33）三部分组成，馈电模块（31）上集直流馈线支路通断遥控、过流和短路故障保护跳闸、带电状态指示、负荷电流和漏电流采集及信息为一体，馈电模块（31）通过热插拔端子（318）插入热插拔底座（32）完成电连接，馈电模块（31）通过两个螺钉固定于屏体前面板，热插拔底座（32）固定于支架（33）的后立面（333），热插拔底座（32）通过导线与第一直流输入开关（4）的输出及馈线屏接线端子连接。

3.根据权利要求2所述的一种模块化直流馈线屏，其特征在于，所述的馈电模块（31）包括壳体（311）、电操机构（312）、直流断路器（313）、信号灯（314）、负荷电流ct（315）、漏电流ct （316）、信息采集通信板（317）以及热插拔端子（318），其中直流断路器（313）固定于壳体（311）前面板，用于控制馈线支路的通断、过流和短路故障保护跳闸；负荷电流ct（315）和漏电流ct（316）固定于壳体（311）底面上，负荷电流ct（315）用于采集馈线的负荷电流，漏电流ct（316）用于采集该馈线支路的漏电流、反映其绝缘状态，信号灯（314）固定于壳体（311）前面板，用于指示馈线支路是否带电；电操机构（312）固定于壳体（311）前面板，用于遥控直流断路器的通断；信息采集通信板（317）固定于壳体（311）底面上，用于采集负荷电流、漏电流值、直流断路器合分、脱扣信息、控制电操机构（312）动作以及与直流电源绝缘监测装置（2）通讯；热插拔端子（318）固定于壳体（311）的后立面上，热插拔端子（318）是馈电模块（31）和热插拔底座（32）的电气连接部件。

4.根据权利要求3所述的一种模块化直流馈线屏，其特征在于，所述的热插拔底座（32）包括底座壳体（323），底座壳体（323）内部上下两端设有“l”型的直流输入端子（325）和直流输出端子（326），直流输入端子（325）和直流输出端子（326）的“l”型长边紧贴底座壳体（323）内部上下两侧，直流输入端子（325）和直流输出端子（326）的“l”型短边用于与第一直流输入开关（4）从而从直流母线取电，直流输入端子（325）和直流输出端子（326）之间设有前后两组前后排列的第一连接器（321）和第二连接器（324），第一连接器（321）和第二连接器（324）包括上下两片连接片及中间的弹簧构成，第一连接器（321）的连接片和弹簧为绝缘材质，第二连接器（324）的连接片和弹簧为导电材质，在底座壳体（323）的前端面板上下两端正对第一连接器（321）与直流输入端子（325）和直流输出端子（326）的接触处设有两个插孔（328），插孔（328）用于热插拔端子（318）插入。

5.根据权利要求4所述的一种模块化直流馈线屏，其特征在于，所述的热插拔端子（318）采用铜片和绝缘片复合而成，直流输入端子（325）处热插拔端子（318）的铜片在上，绝缘片在下，直流输出端子（326）处热插拔端子（318）的铜片在下，绝缘片在上。

6.根据权利要求5所述的一种模块化直流馈线屏，其特征在于，所述的第一连接器（321）和第二连接器（324）上下两端的连接片为“l”形，“l”形一端与直流输入端子（325）和直流输出端子（326）接触，“l”形另一端与竖直放置的导向块（327）接触，导向块（327）与底座壳体（323）侧面固定连接，导向块（327）在热插拔端子（318）插入时起到连接块的上下收缩导向作用。

7.根据权利要求6所述的一种模块化直流馈线屏，其特征在于，所述的支架（33）包括限位元件（331）、底板（332）和后立面（333），限位元件（331）设置在底板（332）上，为馈电模块（31）提供支撑和限位，后立面（333）用于固定热插拔底座（32），整个支架（33）通过馈线屏体横梁固定支撑。

8.根据权利要求7所述的一种模块化直流馈线屏，其特征在于，所述的底座壳体（323）前端面板上设有信号连接器（322），信号连接器（322）通过rs485总线与直流电源绝缘监测装置（2）连接、实现信息交互。

技术总结
一种模块化直流馈线屏，屏体上设有与直流母线连接的第一直流输入开关，直流电压表下方设有直流电源绝缘监测装置，直流电源绝缘监测装置通过RS485总线与下方的各模块化馈电单元通讯。结合直流馈电柜安装和接线特点，提出了直流馈电模块化、单元化设计方案，在确保可靠供电的前体下，实现了直流馈电回路的安全、快捷的不带电维护；将直流馈线断路器、漏电流CT、信号灯及信息采集板组成拔插式模块结构，形成标准化馈电单元。直流馈电模块由直流断路器、负荷电流CT、漏电流CT、信号灯、电操机构、信息采集通信板、热插拔端子和壳体组成，模块化设计、集约化布局，具备回路通断控制和过载、短路保护，以及馈电单元信息状态采集、上传等功能。

技术研发人员：黄南,杨骐,陈刚,胡翰文,李黛琳,杜仙,高翔,杜萌,杜东明,杨晖轩,倪呈祥,石志峰,刘春意,陈杰,程泽涛,陈东,董骥,施翔宇,艾洪涛,陈佳琪,冯强,郭余翔,门筱希,周杨雨霏,章影,汪凌宇,秦玮昕,郭玲,王鹏,张洋,施微,徐志高,靳华伟,王浩彬,崔永才,秦庆章
受保护的技术使用者：国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25