[發明專利]一種智慧高速公路多脈沖直流供電系統及供電方法

在審

• 申請號: 202210664593.6
• 申請日: 2022-06-14
• 公開（公告）號: CN114944665A
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 肖琨;唐偉;李劍;陳剛;何宏國;袁勇;代文平;賀毅;鐘源;李一鋒;梁靖坤;付洪;王志強
• 申請（專利權）人: 四川艾德瑞電氣有限公司;中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J13/00;H02J3/06;H02H7/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種智慧高速公路多脈沖直流供電系統，包括局端機、遠端機和供電電纜；其特征在于所述局端機安裝在高速公路有外部電源接入條件地方的供電機房內，局端機的電源輸入端和供電機房的電源輸入端經供電電纜連接；所述遠端機具有若干套，若干套遠端機分別安裝在公路沿線的用電負荷處，若干套遠端機的電源輸出端和若干套用電負荷的電源輸入端分別經供電電纜連接；所述局端機的電源輸出端和若干套遠端機的電源輸入端分別經供電電纜連接；所述局端機將供電機房的交流電源轉換為直流電源為若干套遠端機供電，遠端機將直流電源轉換為交流電源為用電負荷用電供電；所述局端機將供電端經電壓隔離整流升壓至直流供電線路電壓，直流供電電壓選用400VDC~1500VDC，直流供電線路為遠端機供電；所述遠端機將直流供電線纜輸入的直流電壓轉換成交流電源為用電負荷供電，局端機的輸出供電負荷大于若干遠端機承載的用電負荷。

2.根據權利要求1所述的一種智慧高速公路多脈沖直流供電系統，其特征在于，局端機包括經供電電纜連接的進線側斷路器、整流器和出線側斷路器，進線側斷路器的電源輸入端和供電機房處電源連接，進線側斷路器的電源輸出端和整流器的電源輸入端連接，整流器的電源輸出端和出線側斷路器的電源輸入端連接，出線側斷路器的電源輸出端和遠端機連接。

3.根據權利要求1所述的一種智慧高速公路多脈沖直流供電系統，其特征在于，整流器包括經供電電纜連接的升壓變壓器、三組全橋整流器和輸出穩壓電容，升壓變壓器和供電機房處電源連接，升壓變壓器的電源輸出端和三組全橋整流器的電源輸入端連接，三組全橋整流器的電源輸出端和穩壓電容的電源輸入端連接，穩壓電容的電源輸出端和遠端機的電源輸入端連接。

4.根據權利要求1所述的一種智慧高速公路多脈沖直流供電系統，其特征在于，遠端機包括經供電電纜連接的進線斷路器、逆變器和浪涌保護器，進線斷路器的電源輸入端和局端機的電源輸出端連接，進線斷路器的電源輸出端和逆變器的電源輸入端連接，逆變器的電源輸出端浪涌保護器的電源輸入端連接，浪涌保護器的電源輸出端和用電負荷的電源輸入端連接。

5.一種智慧高速公路多脈沖直流供電系統的供電方法，其特征在于，供電方式采用雙邊供電方式或單邊供電方式中的一種為遠端機供電，其中，單邊供電方式是由單個服務區、收費站供電機房的交流供電電源供電，具體供電過程包括如下步驟，步驟A：安裝局端機及遠端機設備，步驟B：局端機將輸入的電源升壓轉換成直流電源輸出到局端機，由于直流電源供電減少線損、增加了傳輸距離并提高了工作效率，且直流電源相較于交流電源不容易造成觸電事故，直流電源不會產生交變磁場，不會對通信線路造成干擾，步驟C：局端機將輸入的直流電源轉換為交流電源為用電負荷供電；雙邊供電方式由兩處服務區、收費站供電機房的交流供電電源向高速公路區間內進行供電，電源位于供電臂的兩端，兩端分界處安裝有斷路器與隔離開關，具體供電過程包括如下步驟，步驟一：安裝兩臺局端機及若干遠端機設備，步驟二：整定計算兩側供電臂分別獨立供電和當一側電源失效、由另一側單元單獨供電時的情況，確定分界點，安裝斷路器和隔離開關，步驟三：局端機將輸入的電源升壓轉換成直流電源輸出到局端機，由于直流電源供電減少線損、增加了傳輸距離并提高了工作效率，且直流電源相較于交流電源不容易造成觸電事故，直流電源不會產生交變磁場，不會對通信線路造成干擾，步驟四：局端機將輸入的直流電源轉換為交流電源為用電負荷供電。

6.根據權利要求5所述的一種智慧高速公路多脈沖直流供電系統的供電方法，其特征在于，步驟一中，安裝遠端機及局端機前，采用以下分步驟完善供電效率，步驟a:先根據鋪設線纜方式，計算供電線路等效阻抗；步驟b:根據公路沿線的線路負荷分布情況，在PC機應用上建立供電線路模型圖；步驟c:確定線路截面積;步驟d：確定局端機容量。

7.根據權利要求6所述的一種智慧高速公路多脈沖直流供電系統的供電方法，其特征在于，步驟b中，需要考慮所有用電設備的負荷數據和里程信息，并進行潮流計算。

8.根據權利要求6所述的一種智慧高速公路多脈沖直流供電系統的供電方法，其特征在于，步驟d中，雙邊供電情況提供額外的“設備建議運行狀況表”，“設備建議運行狀況表”主要作用是提供當一側供電電源失效時，建議的運行設備清單，工作人員根據清單配置局端機冗余系數，局端機容量冗余系數在1.2-2.1間。