[發(fā)明專利]采用振動能量收集器的儲能充電電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410370596.4
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104143856B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓浩江;周敏;朱慶;任麗佳
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)上海市電力公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02N2/18
• 代理公司: 上海三和萬國知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)31230
• 代理人: 蔡海淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于應急電源裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種用于變電站緊急照明和開關(guān)應急操作的儲能充電電路。

背景技術(shù)

變電站是將發(fā)電廠發(fā)出的電輸送之前改變電壓的場所。

在電力系統(tǒng)中，變電站是輸電和配電的集結(jié)點，其重要性不言而喻。變電站一旦出現(xiàn)故障，對居民、工廠等的用電將造成重大影響和損失，因此變電站故障一定要及時搶修，以最大限度地降低其造成的社會和經(jīng)濟損失。

現(xiàn)有的變電站中，應急事故照明系統(tǒng)已經(jīng)作為一種標準配置，被廣泛應用。

一個標準的應急事故照明系統(tǒng)，通常由一套交/直流變換裝置、至少一組蓄電池和分布于各個關(guān)鍵照明電的緊急照明燈具等構(gòu)成。在變電站的站用交流電源系統(tǒng)正常時，應急事故照明系統(tǒng)由站用交流電源系統(tǒng)供電，對應急事故照明系統(tǒng)中的蓄電池組進行充電，一旦變電站的站用交流電源消失，則變電站應急事故照明系統(tǒng)自動通過切換電路將平時處于充電狀態(tài)的蓄電池組(亦稱直流系統(tǒng))投入運行，對各個緊急照明燈具進行供電，確保在事故狀態(tài)下必需的照明。

現(xiàn)有的各種應急事故照明系統(tǒng)，實際上與電腦用UPS裝置的工作原理相類似，都是在交流電源有電時，用交流電源對蓄電池組進行充電，當交流電源失電時，蓄電池組轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，為緊急照明燈具或系統(tǒng)提供應急電源，保證緊急情況下所需的最低和必要照明亮度。

隨著照明技術(shù)的不斷發(fā)展，各種采用LED發(fā)光器件的照明燈具應運而生，例如，公開日為2014年03月12日，公開號為CN103632621A的中國發(fā)明專利申請中，公開了一種“節(jié)能型LED事故照明與設(shè)備銘牌一體標牌”，其標牌本體為透明導光面板，在透明導光面板上標有設(shè)備編號；在透明導光面板周圍設(shè)置LED發(fā)光器件；LED發(fā)光器件的出光面朝向透明導光面板；LED發(fā)光器件經(jīng)導線與變電站應急事故照明裝置的電源連接。當變電站應急事故照明裝置啟動后，LED發(fā)光器件得電發(fā)光，照亮透明導光面板上的設(shè)備編號，幫助操作人員對設(shè)備編號銘牌標志進行迅速正確的讀取，并對標牌所在部位提供事故緊急照明光源。其透明導光面板既可顯示設(shè)備編號文字，又可作為平面光源照亮周邊環(huán)境，可避免運行人員的誤操作，最大限度的利用了照明能量，使得應急事故照明裝置與設(shè)備編號銘牌標志兩位一體，起到雙重作用。

變壓器噪聲是由本體結(jié)構(gòu)設(shè)計、選型布局、安裝、使用過程中，變壓器本體及冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的不規(guī)則、間歇、連續(xù)或隨機引起的機械噪聲及空氣噪聲總和。

具體來說，變壓器本體振動產(chǎn)生的噪聲根源在于：

(1)硅鋼片的磁致伸縮引起的鐵芯振動；

(2)硅鋼片接縫處和疊片之間存在著因漏磁而產(chǎn)生的電磁吸引力而引起鐵芯的振動；

(3)當變壓器繞組中有負載電流通過時，負載電流產(chǎn)生的漏磁引起線圈、油箱壁的振動。

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，煤、石油等化石能源資源因不斷消耗而日益減少，世界各國都在大力發(fā)展各種可再生能源，希望能夠?qū)h(huán)境中可以回收利用的能量進行收集和轉(zhuǎn)換。壓電振動能量收集器就是實現(xiàn)這一功能的一種器件，它是通過壓電材料(通常是壓電陶瓷)的“壓電效應”，將環(huán)境中的各種振動能收集轉(zhuǎn)換為電能。

壓電陶瓷是一種能夠?qū)C械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料。所謂“壓電效應”是指某些介質(zhì)在受到機械壓力時，哪怕這種壓力像聲波振動那樣微小，都會產(chǎn)生壓縮或伸長等形狀變化，引起介質(zhì)表面帶電，這是正壓電效應。反之，施加激勵電場，介質(zhì)將產(chǎn)生機械變形，稱逆壓電效應。

如果能夠利用“壓電效應”制備出基于壓電振動能量收集器的一種儲能充電電路，將變壓器的振動能收集儲存起來，將壓電振動能量收集器與變電站緊急照明和開關(guān)應急操作的儲能充電電路統(tǒng)相結(jié)合，在變電站出現(xiàn)故障時，及時為緊急照明設(shè)備供電，既可以實現(xiàn)故障狀態(tài)下的緊急照明，提高故障搶修效率，保障人身安全和設(shè)備安全；又可充分利用變壓器的振動能量，變廢為寶，有助于節(jié)能降耗，降低運行維護工作的成本，其構(gòu)思的實現(xiàn)和完成，對于變電站的經(jīng)濟運行具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用振動能量收集器的儲能充電電路，其將陣列式壓電振動能量收集器作為振動能量收集裝置，安裝、固定在變壓器本體或其附件結(jié)構(gòu)的指定位置上，在諧振狀態(tài)下收集變壓器振動產(chǎn)生的能量，用于變電站緊急照明和一次線路開關(guān)的應急操作，即可達到了節(jié)能降耗的效果，同時又可降低運行成本，提高變電站運行的安全系數(shù)。