[實用新型]用于變電站預制艙的分布式交流電源模塊

有效

• 申請號: 201720256930.2
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN206517122U
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 陳旭海;汪逍旻;林俊杰;王金友
• 申請（專利權）人: 福建省電力勘測設計院
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J7/34;H02J9/06;H02M1/10
• 代理公司: 福州展暉專利事務所(普通合伙)35201
• 代理人: 陳如濤

技術領域

本實用新型涉及一種變電站的站用電源，特別是一種用于變電站預制艙的分布式交流電源模塊。

背景技術

變電站的站用電源一般由交流電源、直流電源、通信電源、蓄電池組等幾個部分組成。在采用預制艙式組合設備的變電站中，變電站的站用電源采用集中成套布置，交直流系統屏柜通常布置在二次設備室內，通過電纜輻射供電給戶內、戶外一二次設備與戶外預制艙中的直流分屏，直流分屏再通過電纜輻射式供電給艙內設備。當變電站規模較大、蓄電池容量較大時，站內還需設置獨立蓄電池室，集中布置蓄電池組。在110kV變電站中，二次設備室內交直流系統屏柜通常為8~9面屏，每個預制艙內直流分屏通常為1~2面屏。在220kV變電站中，二次設備室內交直流系統屏柜通常為10~14面屏，每個預制艙內直流分屏通常為1~2面屏。然而這種集中供電方式卻存在有以下不足之處：

首先，為節約占地，通過設計優化，變電站占地面積在不斷減小。然而目前的交直流系統屏柜數量難以縮減，限制了二次設備室尺寸，甚至還須增加蓄電池室，使得變電站的建筑面積、占地面積難以進一步壓縮，此問題在城市變電站尤為突出。

另外，交直流系統集中設置，通過電纜為全站設備輻射式供電。當直流系統故障時，會導致全站保護設備失電，安全隱患嚴重，二次系統可靠性低。

通常變電站內一次設備不會一次上齊，二期、三期工程往往十余年后竣工。但是為了后期擴建不停電，直流系統須按照終期規模在一期工程中上齊，導致變電站全生命周期過程中蓄電池利用率低。而蓄電池壽命往往只有5~7年使用壽命，蓄電池即使低負載也須定期更換、浪費嚴重。

發明內容

本實用新型的目的在于根據現有技術的不足之處而提供一種能夠有效節約占地、確保二次系統運行可靠性、不浪費蓄電池資源的用于變電站預制艙的分布式交流電源模塊。

本實用新型的目的是通過以下途徑來實現的：

用于變電站預制艙的分布式交流電源模塊，其結構要點在于，包括有交流進線開關、交流轉直流子模塊、蓄電池單元、交流旁路開關和直流轉交流子模塊；交流進線開關的進線端連接交流市電，出線端接入交流轉直流子模塊，交流轉直流子模塊的輸出端連接直流輸出母線，而直流輸出母線的輸出端通過模擬開關連接蓄電池單元，另一輸出端接入直流轉交流子模塊，直流轉交流子模塊通過交流出線開關接入屏柜供電用的交流輸出母線；交流進線開關的進線端還通過交流旁路開關連接到交流輸出母線，預制艙中每個交流屏柜的上部均安置有所述的交流電源模塊。

所述交流市電為220V交流電源，其通過交流進線開關接入交流轉直流子模塊（AC/DC子模塊），整流為12V直流電源接入直流輸出母線，一方面為蓄電池單元浮充電；另一方面接入直流轉交流子模塊（DC/AC子模塊），通過DC/AC子模塊逆變為220V交流電源，最后再通過內置交流出線開關輸出至柜內負載。當某個子模塊故障時，斷開交流進線開關和交流出線開關，合上交流旁路開關，此時二次屏柜內各裝置由柜頂交流母線（市電）直接供電；當交流進線失去電壓時，則交流進線開關斷開，或者交流旁路開關斷開，蓄電池單元開始放電，經由直流輸出母線連接到DC/AC子模塊，通過DC/AC子模塊輸出220V交流電源為柜內負載供電，若是蓄電池單元故障或者需要檢測維護，則斷開模擬開關。由工作原理可見，交流電源模塊為其負載提供了整流逆變、交流旁路、蓄電池逆變三路交流熱備用輸出，可靠性大為提高。

這樣，將整個預制艙原來集中于交流屏柜的電源拆分成若干交流電源模塊，然后根據預制艙中的需要，分布式地安裝到需要交流電源的屏柜上方，有效利用了預制艙的垂直空間，由此省略了預制艙中的交流屏柜，能夠增加二次設備的設計尺寸，或者節約占地；另外，由于將蓄電池室分成互不干擾的、小容量的蓄電池單元，一旦出現蓄電池單元故障，也只需要停運其對應的屏柜即可，不至于使得站內的二次設備都失去備用電源，而且每個交流電源模塊均獨立運行，分散布置，某一交流電源模塊的故障或者檢修都不會影響到其他模塊的運行，因此不僅方便運維，而且大大提高二次系統運行可靠性；最后，蓄電池部分可以根據二次設備的工期逐步配置，無需一次到位，因此蓄電池的利用率大大提高，避免了浪費，降低工程造價。

本實用新型可以進一步具體為：