[實用新型]用于高浮充電壓下直流供電系統的主接線電路

有效

• 申請號: 201720963986.1
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN207010315U
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 鄧叢林
• 申請（專利權）人: 中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙)51124
• 代理人: 吳中偉

技術領域

本實用新型涉及直流供電領域，特別涉及用于高浮充電壓下直流供電系統的主接線電路。

背景技術

直流供電系統是給信號設備、保護、自動裝置、事故照明、應急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設備。直流系統是一個獨立的電源，它不受發電機、廠用電及系統運行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由后備電源蓄電池繼續提供直流電源的重要設備。直流供電系統一般由蓄電池、充電裝置、饋電設備等組成。

蓄電池既能把電能轉換為化學能儲備起來，又能把化學能轉變為電能供給給負載。當對蓄電池進行充電時，把電能轉化為化學能，當用蓄電池為負載供電時，又把儲備的化學能轉換成電能。

充電裝置完成AC(交流)/DC(直流)變換。

饋電設備，將直流輸出電源分配到每一路輸出，包括直流主母線和饋線。直流負荷按功能一般分為動力負荷和控制負荷。動力負荷包括各類直流電動機、交流不間斷電源、系統遠動、通信裝置電源和應急照明等負荷；控制負荷包括電氣和熱工的控制、信號、測量和繼電保護、自動裝置等負荷。專供動力負荷的直流母線電壓相較于專供控制負荷或者混合負荷的直流母線電壓能獲得更高的電壓允許值。

正常運行時，如圖1所示，充電裝置S1把外部交流電變換成直流電，并通過負荷饋線S3為負載供電，同時對蓄電池S2進行浮充電；當外部交流失電時，如圖2所示，則由蓄電池S2通過負荷饋線S3為負載直接供電。對于直流供電系統，一般都以浮充電方式運行。對部分蓄電池而言，比如閥控式密封鉛酸蓄電池，由于其浮充電壓不高，且放電終止電壓變化率小，整組蓄電池在浮充狀態時，直流母線電壓不會超過規定值(不超過直流系統標稱電壓的105％)；但是對于其他一些蓄電池，比如鎘鎳電池，由于其浮充電壓相對較高，且放電終止電壓變化率大，整組蓄電池在浮充狀態運行時，直流充電母線電壓會較高，會超過規定值，影響設備的安全穩定運行。

針對這種整組蓄電池浮充電壓過高的直流供電系統，目前常用的解決方式一般有兩種：

一是增設端電池S51，即在正常浮充方式運行時，為了控制直流充電母線電壓，該端電池不投入運行，當外部交流失電，轉而由蓄電池S2給負載供電時，再根據直流充電母線電壓控制端電池調整器S52逐步投入端電池S51，如圖3所示。此種直流供電系統相較于常規直流系統增加了端電池S51、端電池調整器S52等設備，系統組成較為復雜，可靠性差。

二是整體硅堆降壓，一般在充電母線和直流系統母線之間增設可控硅設備，實現DC/DC轉換，把充電母線的高直流電壓通過可控硅設備降低為滿足規定要求的直流系統母線電壓，如圖4所示。這種方式控制簡單，可靠性高，但是增加的硅堆降壓設備容量大，選型困難，成本高，且整體降壓設備尺寸大，布置也較困難。

從上述介紹可以看出，針對整組蓄電池浮充電壓過高的直流系統，目前常用的解決方式一般有兩種：第一種是增設端電池方式，第二種是整體硅堆降壓方式。

增設端電池方式，系統復雜，可靠性差，目前基本不采用此方式；整體硅堆降壓方式，由于是對整組直流系統進行降壓，因此降壓容量大，選型困難，成本高，并且整個硅堆尺寸也較大，布置也較困難。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種用于高浮充電壓下直流供電系統的主接線電路，解決傳統整體硅堆降壓方式降壓容量大、選型困難、成本高，并且整個硅堆尺寸也較大、布置困難的問題。

為解決上述問題，本實用新型采用的技術方案是：用于高浮充電壓下直流供電系統的主接線電路，包括充電母線、負荷母線、負荷饋線、充電裝置、蓄電池和硅堆降壓裝置，所述負荷母線包括動力負荷母線和控制負荷母線，所述負荷饋線包括動力負荷饋線和控制負荷饋線；所述充電裝置與所述充電母線連接，所述充電母線與所述蓄電池連接，所述充電裝置還與所述動力負荷母線連接，所述動力負荷母線與所述動力負荷饋線連接，所述硅堆降壓裝置的高壓端與所述動力負荷母線的正極線連接，硅堆降壓裝置的低壓端與所述控制負荷母線的正極線連接，所述控制負荷母線與所述控制負荷饋線連接。

進一步的，所述動力負荷母線和所述控制負荷母線共用同一根負極線。

本實用新型的有益效果是：本實用新型根據負荷功能分設專用母線，然后僅對控制負荷母線進行硅堆降壓處理的方案，由于沒用增加過多的輔助設備，系統結構簡單，可靠性高；通過分設運行母線，能避免浮充電壓過高對控制負荷設備的影響，安全穩定；同時由于控制負荷容量小，僅對控制負荷母線提供降壓處理的硅堆設備容量相應降低，尺寸小，選型、布置也較容易，成本相應降低。

附圖說明