[實用新型]一體化充放電式中壓系統應急電源

有效

• 申請號: 201220059939.1
• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN202663131U
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 孫毅彪;徐云勝;范延勇;劉娜
• 申請（專利權）人: 國彪電源集團有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J9/00
• 代理公司: 大連科技專利代理有限責任公司 21119
• 代理人: 龍鋒

技術領域

本發明涉及0.66KV—10KV（本專利所定義的“中壓”）不間斷電源領域，更具體地說，涉及一體化充放電式中壓系統應急電源。

背景技術

在工業電源領域，~380/220系統的低壓型應急電源作為工業及民用領域應急照明和動力負載的應急供電裝置在國內已經有十余年歷史，形成相關專利十余項，在~380V供電系統中顯示了節能、環保、快速、高可靠性、便于維護、智能化管理、提高供電可靠性等一系列優勢。而伴隨著工業領域大功率拖動負載的出現，用于拖動系統的0.66KV—10KV（以下簡稱“中壓”）電動機早在70年代就已經問世，經過30多年的發展可謂十分成熟。近年來，為了減小大容量電動機的體積和重量，更為了回避大電流載體的敷設安裝、連接和過度等安全類難題，許多程控類工業領域流水線上的大容量電動機逐步被中壓型電動機所取代，啟動和控制中壓型電動機的中壓變頻產品（國外稱之為“工業傳動”或“交流動力傳動”）也逐漸成熟。然而，中壓級別的交流應急電源一直是國內外的市場空白，特別是工業領域，幾乎找不到成功使用蓄電型交流應急電源的成功案例。一直以來，中壓動力系統的工作可靠性完全取決于于電網電源的可靠性，一旦電網因故突然停電，程控類工業正在運行的流程就會驟停，將造成巨大損失（據中石油集團的一個年會報告：僅煉化板塊在2011年就發生電力系統故障幾十起，因程控流程驟停造成直接和間接損失十幾億元）。為了盡量降低損失，許多程控工業的流水線不得不配置國外進口的氣動型延遲系統，用于緩解電源故障流程驟停的損失，但此類氣動型延遲系統只能起到有限的緩解作用，把突然停電的損失適當降低，無法把市網電源驟停的損失降到近于“0”，且此類氣動延遲裝置價格高昂，平時的附加運行成本也不可忽視。

在傳統的低壓不間斷電源（UPS和EPS）中，內部蓄電池的充電往往靠輸入電壓直接整流來完成。然而，如果蓄電池總串聯電壓等于交流輸入電源的整流后直流電壓值，則無法將串聯蓄電池組充滿電（只有充電電壓高于被充電的蓄電池總電壓10左右或以上才能將蓄電池充滿電），如果蓄電池串聯總電壓低于輸入電源的整流電壓值，雖然可能將串聯蓄電池組充滿電，但停電應急時又不能保證交流輸出的電壓值符合要求。為了保證蓄電池組能被充滿電而應急輸出電壓又符合要求，不是需要升壓整流充電、就是在逆變前或逆變后進行升壓處理，而這兩種措施在中壓系統中相對困難和復雜。前者需要整流充電器件長期工作在較高的直流電壓環境下，后者可靠性差，成本也偏高。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現代工業程控領域氣動延遲系統的技術缺陷，提供一種中壓應急電源，又針對交流供電母線直接整流后的直流電壓值不能滿足為普通應急電源的串聯蓄電池組充滿電的技術缺陷，提供一種利用工業傳動中間直流可同時保障充電效果和放電需求的一體化充放電式中壓應急電源。

本發明提供的一體化充放電式中壓系統應急電源，其特征在于，包括至少一組含兩級或兩級以上串聯蓄電池單元的結構，第一級串聯蓄電池單元的正極通過正極充電開關與充放電母線的正極連接，其負極直接與充放電母線的負極連接；末級串聯蓄電池單元的正極直接與充放電母線的正極連接，其負極通過負極充電開關與充放電母線的負極連接；中間各級串聯蓄電池單元的正極通過正極充電開關與充放電母線的正極連接，其負極通過負極充電開關與充放電母線的負極連接；前級串聯蓄電池單元的正極與后級串聯蓄電池單元的負極通過放電開關連接；正常情況下應急電源處于充電狀態，各放電開關均關斷，所有充電開關均開通；當應急電源放電時，所有正、負極充電開關均關斷，所有放電開關均開通。

優選地，包括兩組含兩級串聯蓄電池單元的結構，各組的第一級串聯蓄電池單元的正極通過正極充電開關與充放電母線的正極連接，其負極直接與充放電母線的負極連接；各組的第二級串聯蓄電池單元的正極直接與充放電母線的正極連接，其負極通過負極充電開關與充放電母線的負極連接；各組的第一級串聯蓄電池單元的正極與第二級串聯蓄電池單元的負極通過放電開關連接；正常情況下應急電源處于充電狀態，各放電開關均關斷，所有充電開關均開通；當應急電源放電時，所有充電開關均關斷，所有放電開關均開通。

優選地，充放電母線的正極與工業傳動中間直流母線的正極連接，負極與工業傳動中間直流母線的負極連接。

優選地，各級串聯蓄電池單元充滿電后總串聯電壓值不低于工業傳動的中間直流電壓值。

優選地，工業傳動的交流輸出電壓值的范圍為0.66KV至10KV。