[实用新型]一体化充放电式中压系统应急电源

说明书

技术领域

本发明涉及0.66KV—10KV（本专利所定义的“中压”）不间断电源领域，更具体地说，涉及一体化充放电式中压系统应急电源。

背景技术

在工业电源领域，~380/220系统的低压型应急电源作为工业及民用领域应急照明和动力负载的应急供电装置在国内已经有十余年历史，形成相关专利十余项，在~380V供电系统中显示了节能、环保、快速、高可靠性、便于维护、智能化管理、提高供电可靠性等一系列优势。而伴随着工业领域大功率拖动负载的出现，用于拖动系统的0.66KV—10KV（以下简称“中压”）电动机早在70年代就已经问世，经过30多年的发展可谓十分成熟。近年来，为了减小大容量电动机的体积和重量，更为了回避大电流载体的敷设安装、连接和过度等安全类难题，许多程控类工业领域流水线上的大容量电动机逐步被中压型电动机所取代，启动和控制中压型电动机的中压变频产品（国外称之为“工业传动”或“交流动力传动”）也逐渐成熟。然而，中压级别的交流应急电源一直是国内外的市场空白，特别是工业领域，几乎找不到成功使用蓄电型交流应急电源的成功案例。一直以来，中压动力系统的工作可靠性完全取决于于电网电源的可靠性，一旦电网因故突然停电，程控类工业正在运行的流程就会骤停，将造成巨大损失（据中石油集团的一个年会报告：仅炼化板块在2011年就发生电力系统故障几十起，因程控流程骤停造成直接和间接损失十几亿元）。为了尽量降低损失，许多程控工业的流水线不得不配置国外进口的气动型延迟系统，用于缓解电源故障流程骤停的损失，但此类气动型延迟系统只能起到有限的缓解作用，把突然停电的损失适当降低，无法把市网电源骤停的损失降到近于“0”，且此类气动延迟装置价格高昂，平时的附加运行成本也不可忽视。

在传统的低压不间断电源（UPS和EPS）中，内部蓄电池的充电往往靠输入电压直接整流来完成。然而，如果蓄电池总串联电压等于交流输入电源的整流后直流电压值，则无法将串联蓄电池组充满电（只有充电电压高于被充电的蓄电池总电压10左右或以上才能将蓄电池充满电），如果蓄电池串联总电压低于输入电源的整流电压值，虽然可能将串联蓄电池组充满电，但停电应急时又不能保证交流输出的电压值符合要求。为了保证蓄电池组能被充满电而应急输出电压又符合要求，不是需要升压整流充电、就是在逆变前或逆变后进行升压处理，而这两种措施在中压系统中相对困难和复杂。前者需要整流充电器件长期工作在较高的直流电压环境下，后者可靠性差，成本也偏高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现代工业程控领域气动延迟系统的技术缺陷，提供一种中压应急电源，又针对交流供电母线直接整流后的直流电压值不能满足为普通应急电源的串联蓄电池组充满电的技术缺陷，提供一种利用工业传动中间直流可同时保障充电效果和放电需求的一体化充放电式中压应急电源。

本发明提供的一体化充放电式中压系统应急电源，其特征在于，包括至少一组含两级或两级以上串联蓄电池单元的结构，第一级串联蓄电池单元的正极通过正极充电开关与充放电母线的正极连接，其负极直接与充放电母线的负极连接；末级串联蓄电池单元的正极直接与充放电母线的正极连接，其负极通过负极充电开关与充放电母线的负极连接；中间各级串联蓄电池单元的正极通过正极充电开关与充放电母线的正极连接，其负极通过负极充电开关与充放电母线的负极连接；前级串联蓄电池单元的正极与后级串联蓄电池单元的负极通过放电开关连接；正常情况下应急电源处于充电状态，各放电开关均关断，所有充电开关均开通；当应急电源放电时，所有正、负极充电开关均关断，所有放电开关均开通。

优选地，包括两组含两级串联蓄电池单元的结构，各组的第一级串联蓄电池单元的正极通过正极充电开关与充放电母线的正极连接，其负极直接与充放电母线的负极连接；各组的第二级串联蓄电池单元的正极直接与充放电母线的正极连接，其负极通过负极充电开关与充放电母线的负极连接；各组的第一级串联蓄电池单元的正极与第二级串联蓄电池单元的负极通过放电开关连接；正常情况下应急电源处于充电状态，各放电开关均关断，所有充电开关均开通；当应急电源放电时，所有充电开关均关断，所有放电开关均开通。

优选地，充放电母线的正极与工业传动中间直流母线的正极连接，负极与工业传动中间直流母线的负极连接。

优选地，各级串联蓄电池单元充满电后总串联电压值不低于工业传动的中间直流电压值。

优选地，工业传动的交流输出电压值的范围为0.66KV至10KV。