[发明专利]一种用于系留气球的球上供配电装置

说明书

本发明公开了一种用于系留气球的球上供配电装置，该装置输入端连接高压缆绳，包括球体供配电单元、载荷供配电单元及数据采集与处理单元，球体供配电单元连接有球体设备，载荷供配电单元连接有载荷设备，所述数据采集与处理单元分别与球体供配电单元、载荷供配电单元连接，本发明的优点在于采用基于电力电子技术的功率电子变换设备和固态配电设备显著减小了设备重量；设计两套配电设备分别给球体设备和载荷设备供电提高供电可靠性；电能变换、配电和通信的一体化设计减少了配电系统中间转换环节，简化了连接接口。

技术领域

本发明属于供配电装置技术领域，具体涉及一种用于系留气球的球上供配电装置。

背景技术

目前市面上系留气球产品中的供配电系统一般采用高压传输方式。供电网电能经过地面的工频或中频升压变压器将交流电泵升至数千伏的高压交流电后，经过长距离的系留供电缆绳传输至球上；基于上述电能传输方式，目前球上供电部分主要由降压单元、电源单元、应急电源单元和配电单元组成，各部分均为独立的部分；其中，降压单元为工频或中频降压变压器，电源单元将降压单元输出的低压工频或中频交流电转换为满足球上设备需求的电能，应急电源单元为球上设备提供应急电能，配电单元将电能分配至球上设备。

上述供配电方案在系留气球使用场合存在以下3个弊端：

1)球上配置工频或中频降压变压器会大大增加电源分系统设备的重量，其重量约占球上电源分系统总重量的40％，系留气球自身设备的重量是关系系留气球系统规模的核心因素，如果能降低输电环节中降压变压器的重量，对提升系留气球系统的性能、性价比等方面有重要的意义；

2)球上关键设备即球体设备与载荷设备共用同一套供配电单元。载荷设备的供电体制会对球上供配电系统的设计产生一定影响。载荷设备故障时如不能及时处理，将对球体设备造成损坏，影响浮空器的正常运行；

3)球上供电部分的各组成单元均独立设计机柜，增加了球上电源分系统的体积重量；机柜之间的接口数量较多，增加了系统的复杂性，维护和制造成本较高；球上供配电系统的中间转换环节较多，降低了系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于系留气球的球上供配电装置，该装置采用两套配电装置对球体设备和载荷设备分别配电，提高系统可靠性。

本发明技术方案一种用于系留气球的球上供配电装置，该装置输入端连接有高压缆绳，包括球体供配电单元、载荷供配电单元及数据采集与处理单元，球体供配电单元的输入端与高压缆绳连接、输出端连接有球体设备，载荷供配电单元的输入端与高压缆绳连接、输出端连接有载荷设备，所述数据采集与处理单元分别与球体供配电单元、载荷供配电单元连接。

优选地，本发明所述的一种用于系留气球的球上供配电装置，所述球体供配电单元包括降压变换器组、第一多路稳压隔离模块组和第一断路器组，所述降压变换器组输入端与高压缆绳连接、输出端连接到第一多路稳压隔离模块组输入端及第一断路器组输入端，第一断路器组输入端还与第一多路稳压隔离模块组输出端连接，第一断路器组输出端与球体设备输入端连接，所述数据采集与处理单元与第一断路器组交互连接。

优选地，本发明所述的一种用于系留气球的球上供配电装置，所述降压变换器组包括两个互为备份的直流变换器。

优选地，本发明所述的一种用于系留气球的球上供配电装置，所述第一多路稳压隔离模块组包括至少一个稳压隔离模块。

优选地，本发明所述的一种用于系留气球的球上供配电装置，所述球体供配电单元还包括球上应急电源，球上应急电源的输出端与第一多路稳压隔离模块组输入端及第一断路器组输入端连接，球上应急电源为可充电蓄电池。

优选地，本发明所述的一种用于系留气球的球上供配电装置，所述降压变换器和第一多路稳压隔离模块组均为功率电子变换设备。