專利名稱：配電自動化移動試驗電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及配電自動化移動試驗電源，應用于配電自動化現(xiàn)場檢修領域。
背景技術：
配電自動化技術在中國實用化發(fā)展剛剛起步，隨著配電網(wǎng)中智能終端覆蓋率的提升，現(xiàn)場檢修工作將日益頻繁。由于配電網(wǎng)的多分段結構特點，配電自動化智能終端在線路(包括架空線路和電纜)上將沿線安裝，供電一般取自與電壓或電流互感器，當線路停電檢修時，上述智能終端將失去檢修電源?，F(xiàn)代FTU、DTU、TTU中的后備電源由于其儲能元件容量小，也不能滿足檢修試驗要求。針對配電自動化檢修供電電源市場供應情況進行調研，還無成套的配電自動化專用試驗電源，特別是目前配電自動化終端、就地通信模塊及配電網(wǎng)斷路器操作回路的供電電源一般采用直流24V或48V，現(xiàn)有現(xiàn)場檢修電源無同時提供上述兩種電壓等級的產(chǎn)品，不能滿足當前配電自動化設備的現(xiàn)場檢修。雖然現(xiàn)場檢修中也有采用交流柴油發(fā)電機產(chǎn)生交流電源，再經(jīng)過調壓器變壓、整流設備整流后，最后通過進行直流調壓供給設備供電。但這種情況需要設備多、現(xiàn)場接線復雜、污染(包括噪音)嚴重，不利于城區(qū)內、居民區(qū)內配電自動化設備的檢修。另外，城市配電網(wǎng)中配電自動化終端設置點多面廣、分布于城市和城郊的大街小巷，現(xiàn)有設備的便攜性也較差，影響供電可靠性的提高和優(yōu)質服務水平的提升。
發(fā)明內容針對以上現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種配電自動化移動試驗電源。以滿足智能化配電網(wǎng)檢修試驗要求，提供具有電壓穩(wěn)定、容量充足、便攜經(jīng)濟、安全可靠、環(huán)保優(yōu)質的試驗電源，提高了配電網(wǎng)自動化檢修試驗水平。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現(xiàn):配電自動化移動試驗電源，該電源包括電源模塊、整流逆變電源模塊、蓄電池組和信號指示單元，所述整流逆變電源模塊的第一輸入端通過第一直流空氣開關連接交流電源輸入端，所述整流逆變電源模塊的第二輸入端分別通過電源模塊和第二直流空氣開關連接直流電源輸入端，所述整流逆變電源模塊的第三輸入端通過第三直流空氣開關連接蓄電池組，所述的整流逆變電源模塊還連接有信號指示單元。進一步，所述蓄電池組包括24V和48V直流電壓輸出。進一步，所述電源模塊與24V直流電源連接。進一步，所述第二直流空氣開關與48V直流電源連接。本實用新型的優(yōu)點在于:I)移動試驗電源的全部設備均布置在一個可移動的機箱上，便于現(xiàn)場工作的應用，體積小、重量輕的特點使得現(xiàn)場檢修工作強度有效降低。原來需要5人搬運的設備，現(xiàn)在僅I人即可完成工作。2)配電自動化移動試驗電源，經(jīng)過電路的計算及設計，可以滿足配電自動化智能單元現(xiàn)場檢修的交流220V、直流24V、直流48V供電電源要求，解決了原有現(xiàn)場設備單元多、接線復雜的問題?，F(xiàn)場試驗過程中，電源系統(tǒng)不需要接線，大大提升試驗效率，累計減少試驗時間I小時/次，有效提高了配電網(wǎng)供電可靠性。3)提高現(xiàn)場檢修工作的安全程度，由于試驗電源無外漏接線端子，減少了試驗人員接觸帶電接線柱的可能性。
圖1:本實用新型結構原理圖。
具體實施方式
如圖1所示為本實用新型結構原理圖，配電自動化移動試驗電源包括電源模塊、整流逆變電源模塊、蓄電池組和信號指示單元，所述整流逆變電源模塊的第一輸入端通過第一直流空氣開關連接交流電源輸入端，所述整流逆變電源模塊的第二輸入端分別通過電源模塊和第二直流空氣開關連接直流電源輸入端，所述整流逆變電源模塊的第三輸入端通過第三直流空氣開關連接蓄電池組，所述的整流逆變電源模塊還連接有信號指示單元。所述蓄電池組包括24V和48V直流電壓輸出。所述電源模塊與24V直流電源連接。所述第二直流空氣開關與48V直流電源連接。下面對試驗電源工作過程進行說明。正常將輸入的交流220V變換成配電自動化終端設備供電的24V直流及柱上斷路器操作回路使用的直流48V，該48V也可以供就地的通信設備使用。移動試驗電源應滿足直接交流220V的輸出，即在試驗現(xiàn)場有交流220V的情況下，可以直接輸出交流220V電壓供相關的負載使用，并同步進行后備蓄電池組的充電及24V和48V直流電壓的變換和輸出。直流48V需要滿足就地I臺斷路器操作及通信設備的供電容量要求，最大瞬時功率約400W直流。直流24V需要滿足就地I臺斷路器操作及通信設備的供電容量要求，最大瞬時功率約400W直流(主要是為適應FTU、DTU裝置工作電源及斷路器操作電源均為直流24V的情況)。設置直流蓄電池作為后備電源。在充滿電并無輸入交流充電的情況下，滿足6路斷路器分合閘4次。采用蓄電池組充電的人機互動模式，實現(xiàn)對蓄電池的精益化充放電管理，當蓄電池電壓降低需要進行活化、充電或放電時，蓄電池管理模塊輸出相應的信號，通知試驗人員，進行相關的操作。在現(xiàn)場試驗中，由于蓄電池可能出于連續(xù)放電狀態(tài)，當蓄電池電壓下降到不允許的低值時，應及時發(fā)出信號。電源系統(tǒng)裝在一個鋁合金箱內。根據(jù)對配電網(wǎng)試驗要求及移動式電源設備儲能技術的研究，采用蓄電池組及采用超級電容的方法是首選的兩種方案。超級電容式近年來發(fā)展起來的新的儲能技術設備，運行維護工作量小，重量輕，但儲能容量較小，不能滿足現(xiàn)場試驗的長時間工作要求，所以蓄電池組儲能為本裝置儲能單元的選擇方案。蓄電池組工作狀態(tài)和壽命受溫度的影響較為嚴重，需要做好保溫措施，同時還要采取高溫工況下的散熱措施。蓄電池組容量的選擇:現(xiàn)場無交流供電的檢修試驗工作中，配電自動化試驗電源首先提供整個就地通信系統(tǒng)的供電，然后再進行單臺FTU+對應斷路器試驗，所以僅考慮I臺FTU+1臺斷路器+通信系統(tǒng)供電的模式配置移動試驗電源的總容量，其中考慮FTU容量75W、斷路器操作回路及儲能300W、通信系統(tǒng)20W，瞬時最大計算功率為395W。根據(jù)蓄電池瞬時輸出功率計算可靠系數(shù)要求(綜合考慮溫度系數(shù)1.1、老化系數(shù)1.1及裕度系數(shù)1.15)，選擇實用系數(shù)為1.4。則設計要求的蓄電池瞬時最大功率為395WX 1.4=553W。蓄電池組端電壓要求有24V和48V直流電壓輸出，蓄電池組端電壓48V直流模式，而24V直流采用48V/24V電壓變換模塊實現(xiàn)。選用的智能蓄電池管理模塊要輸出48V直流電壓對蓄電池進行充電。根據(jù)計算容量及端電壓要求，蓄電池組選擇4只，其單只端電壓為24V，這樣兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)，滿足端電壓及容量兩個方面的要求。附圖中IDY為配電自動化移動試驗電源智能管理模塊，2DY為直流48V轉換24V模塊。在交流電源輸入回路接入220V交流電壓，合上QFll交流自動空氣開關，提供智能管理模塊工作電源，1DY17UDY15端子輸出48V直流電源，供即時負載使用，合上QFl直流空氣開關，1SY5USY6即可輸出直流48V電壓，合上QF直流空氣開關，1SY3、1SY4即可輸出直流24V電壓。智能管理模塊另一路直流輸出48V (1DY19、1DY21)，為蓄電池組提供充電電源，合上QF2直流空氣開關，即可為蓄電池組充電。IZS為配電自動化移動試驗電源的信號指示單元，可以選用24V光隔端子或者24V信號指示燈。信號指示回路的工作電源直接取在24V直流電源輸出，保證不論移動試驗電源是否接入交流充電電源，信號指示單元均可正常工作(蓄電池儲能情況下)信號回路設計為電源智能管理模塊輸出空節(jié)點方式，其中包括:電源故障指示開入:電源輸出在短路、保護、欠壓等狀態(tài)下，該指示燈點亮；電池欠壓指示開入:電池電壓低于40V左右時，指示燈點亮，指示電池欠壓；電池活化指示開入:電池活化時，該指示燈點亮；智能管理模塊工作指示開入:當智能電源模塊有輸入時，指示燈點亮。為保證蓄電池組工作在正常狀態(tài)，需要對蓄電池組進行運行和維護，蓄電池組第一次帶電或需要為負載供電時，按“電池啟動”按鈕，投入蓄電池組作為供電電源。當需要推出蓄電池組時，按“電池退出”按鈕，將蓄電池組退出運行。注意在蓄電池活化過程中，禁止按“電池退出”按鈕，否則會造成負荷供應的中斷。需要對蓄電池組進行活化時，按“活化啟動”按鈕，活化工作完成后，按“活化退出”或依據(jù)智能電源管理模塊自行判斷退出活化流程。智能移動試驗點煙內部有后備蓄電池，是維護的重點，需要半年左右對電池進行一次活化操作?；罨埃铍姵貞幱诔錆M狀態(tài)；按下活化按鈕(注意此時，蓄電池投入空開應投入，交流輸入電源可有可無，智能電源帶載運行)，啟動電池活化；活化完成后，智能電源自動退出活化狀態(tài)，并自動關斷電池。正常蓄電池充電時間為8小時，智能電源管理模塊控制蓄電池按照恒流恒壓模式充電并自動化轉入浮充電方式。在東山坡512線路停電過程中，對#2、#3環(huán)網(wǎng)柜的DTU及2進4出線路斷路器進行檢修試驗，移動試驗電源能夠滿足整個試驗過程中設備的供電要求，無報警現(xiàn)象。應當理解，以上借助優(yōu)選實施例對本發(fā)明的技術方案進行的詳細說明是示意性的而非限制性的。本領域的普通技術人員在閱讀本發(fā)明說明書的基礎上可以對各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求1.配電自動化移動試驗電源，其特征在于，該電源包括電源模塊、整流逆變電源模塊、蓄電池組和信號指示單元，所述整流逆變電源模塊的第一輸入端通過第一直流空氣開關連接交流電源輸入端，所述整流逆變電源模塊的第二輸入端分別通過電源模塊和第二直流空氣開關連接直流電源輸入端，所述整流逆變電源模塊的第三輸入端通過第三直流空氣開關連接蓄電池組，所述的整流逆變電源模塊還連接有信號指示單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的配電自動化移動試驗電源，其特征在于，所述蓄電池組包括24V和48V直流電壓輸出。
3.根據(jù)權利要求1所述的配電自動化移動試驗電源，其特征在于，所述電源模塊與24V直流電源連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的配電自動化移動試驗電源，其特征在于，所述第二直流空氣開關與48V直流電源連接。
專利摘要本實用新型涉及配電自動化移動試驗電源，包括電源模塊、整流逆變電源模塊、蓄電池組和信號指示單元，所述整流逆變電源模塊的第一輸入端通過第一直流空氣開關連接交流電源輸入端，所述整流逆變電源模塊的第二輸入端分別通過電源模塊和第二直流空氣開關連接直流電源輸入端，所述整流逆變電源模塊的第三輸入端通過第三直流空氣開關連接蓄電池組，所述的整流逆變電源模塊還連接有信號指示單元。所述試驗電源滿足智能化配電網(wǎng)檢修的試驗要求，提供具有電壓穩(wěn)定、容量充足、便攜經(jīng)濟、安全可靠、環(huán)保優(yōu)質的試驗電源，提高了配電網(wǎng)自動化檢修試驗水平。
文檔編號H02J11/00GK202978417SQ20122057637
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權日2012年11月5日
發(fā)明者李國武, 張 浩, 張雁忠, 張忠民, 武星辰, 林雄武, 張博揚 申請人:冀北電力有限公司張家口供電公司, 國家電網(wǎng)公司