[实用新型]一种变电站用高可靠性直流电源

说明书

本实用新型公开了一种变电站用高可靠性直流电源。为了克服现有技术直流电源系统电池组串联，可靠性差，存在单只落后效应；在交流失电且直流负载处短路时，无法切断短路电流的问题。本实用新型采用包括母线、AC/DC模块、断路器、直流负载、DC/DC模块和电池模块；AC/DC模块输入端的母线为交流母线，AC/DC模块输出端的母线为直流母线，直流母线连接直流负载，断路器设置在直流母线上；电池模块包括若干并联的电池组，每个电池组均连接有一个DC/DC模块；DC/DC模块与直流母线相连接；电池组与直流母线之间和各电池组之间均设置有导向元件。保证直流电源的供给，解决电池单只落后效应问题，提高可靠性；短路时，为断路器提供开断电流，提高安全性。

技术领域

本实用新型涉及一种变电站直流电源系统领域，尤其涉及一种变电站用高可靠性直流电源。

背景技术

直流系统电源是变电站内继电保护及自动控制等装置的供电电源，蓄电池组作为直流系统正常工作的唯一备用电源是直流系统的核心组成部分,其供电可靠性对电力系统的安全运行起着重要的作用。

目前，直流系统的供电方案为：380V交流电转化为110V或220V直流电给系统供电，同时有一组蓄电池备用，当交流异常时，由蓄电池组供电。备用电源只有一个蓄电池组，交流异常时，若该蓄电池组也发生故障，直流系统就将失去电源；电池更换时更换流程复杂。蓄电池组为电池串联，单节故障就会造成整组故障，即单只落后效应。充放电试验时各项指标不能实时采集；实时监控功能不完善，蓄电池的运行状态及性能变化趋势不能完全掌握，不能及时预警，排除故障隐患。若直流负载处短路，由于DC/DC供电电流有上限，故无法提供断路器跳闸电流，无法切断短路电流。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种变电站直流电源系统”，其公告号“CN203481883U”，包括蓄电池模块组，所述蓄电池模块组包括多个并联的蓄电池模块，每个所述蓄电池模块包括AC/DC充电模块、磷酸铁锂蓄电池组和DC/DC升压模块；所述变电站直流电源系统还包括供电电流调整模块、充放电电流调整模块、保护装置和电池管理模块；所述供电电流调整模块、充放电电流调整模块、保护装置、电池管理模块均与所述蓄电池模块组电性连接。该电源系统虽然采用并联电池模块的结构，但若直流负载处短路，由于DC/DC供电电流有上限，故无法提供断路器跳闸电流，无法切断短路电流，支撑母线电压的响应速度也受DC/DC性能影响。

实用新型内容

本实用新型主要解决现有技术直流电源系统电池组串联，可靠性差，存在单只落后效应；在直流负载处短路时，无法切断短路电流的问题；提供一种变电站用高可靠性直流系统，解决在交流异常且蓄电池组也发生故障时，直流系统就将失去电源和直流电源系统电池模块单只落后效应的问题，以及解决在直流负载处短路时，无法切断短路电流的问题。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本实用新型包括母线、AC/DC模块、断路器和直流负载；AC/DC模块输入端的母线为交流母线，AC/DC模块输出端的母线为直流母线，直流母线包括若干直流出线，每个直流出线均连接直流负载，断路器设置在直流出线上；其特征在于，所述的直流电源还包括双向DC/DC模块和电池模块，电池模块包括若干并联的电池组，每个电池组均连接有一个双向DC/DC模块；双向DC/DC模块与直流母线相连接；电池组与直流母线之间设置有导向元件。

使用电池组并联代替串联方案，一个电池模块包括若干个电池组，电池组之间互为备用，当有若干电池组发生故障，即使只剩下一组蓄电池也能维持供电，保证不失电。考虑实际，一个电池模块包括3或4个电池组。电池组并联代替串联，每个电池组中相应的蓄电池数减少，考虑实际，3个电池组时，每个电池组包括18节蓄电池，4个电池组时，每个电池组包括13节蓄电池；减弱了单只落后效应，减低了故障的概率，提高了直流系统的可靠性。采用了并联的电池组，能在电池组出现故障时，直接更换故障的电池组，不影响直流系统的正常工作；更换工序简单，不需要先安装备用电池，进行故障电池组的更换，再拆除备用电池。更换备用电池组的工序简单、方便、安全。