[实用新型]一种直流电源成套装置

说明书

本实用新型属电工产品中的直流电源成套装置。

为了避免市电停电造成的危害，很多场合例如变（配）电所必须备用直流电源成套装置作为应急电源。

直流电源成套装置的原理方框图如附图一。一般由电池组、充电装置、电池组电压与控制母线电压间的隔离装置（以下简称隔离装置）等主要部分构成。其工作原理是当市电正常时，由市电供电，电池组被隔离装置“隔离”。一旦市电停电，电池组即向负荷放电，作为事故应急电源。

因此，对直流电源成套装置的可靠性要求很高。已有技术中的充电装置和隔离装置的可靠性和性能指标都较差，而且控制母线没有采用稳压装置。本实用新型针对上述缺点作了改进，与已有技术相比较，不但简单可靠，维护方便，而且使用性能好。

现对上述改进，分别叙述如下：

（一）电池组的充电方式一般采用稳流强充，稳压浮充。

已有技术中的充电装置系采用磁性调压器装置作稳流强充；而用铁磁谐振稳压器装置作稳压浮充。也有采用可控硅整流装置作稳流强充和稳压浮充。这两者的共同缺点是装置复杂，可靠性差。

本实用新型采用具有恒流特性的饱和电抗器为调压元件串联在电源输出电路中，调节饱和电抗器的端电压来保证稳流强充和稳压浮充。当稳流强充时采用电流负反馈；当稳压浮充时采用电压负反馈，其电气原理图见附图二（a），其中1B为电源变压器，1L为饱和电抗器，1J为转换开关。稳流强充时，转换开关的触点1、2闭合，电阻1R上的电流负反馈电压和给定电压比较后经前置放大器调节饱和电抗器的直流控制电流，使电池组在稳定的强电流下进行强充。当强充终了，将转换开关的触点转为1、3闭合，断开电流负反馈，由电阻2R上的电压负反馈电压和给定电压比较后经前置放大器调节饱和电抗器的直流控制电流，使电池组作稳压浮充。其中的给定稳压源采用集成电路；前置放大器可以采用晶体管放大器也可以采用磁放大器等放大器。

它与已有技术中的充电装置相比较，有下列优点：（1）简单可靠，维护方便；（2）性能好，在外电网（市电）电压波动±10％时，稳流精度在±3％之内；稳压精度在±1％之内。

（二）电池组是一个独立电源，由市电整流后供电的是另一个独立电源，两个电源都连接在控制母线上。为了保证在市电失压时，电池组能可靠地投入运行，两个电源之间加入隔离装置。

已有技术中的隔离装置采用二极管串联降压器；也有采用继电器的触点作为隔离装置的。前者的缺点是电池组端电压变化时，母线电压不能自动调整，而且成本高；后者可靠性差。

本实用新型采用可控硅元件组成的无触点开关，其电气原理图见附图三（a）。当市电正常时，母线由市电供电，此时继电器2J吸合，触点4与5闭合，由于电池组端压和母线电压之差小于稳压管DW的稳压值（一般取20伏左右），可控硅kP不触发导通，电池组被“隔离”；当市电失压，两者电压差大于DW的稳压值，可控硅导通，电池组向母线放电；同时，继电器2J释放，触点4、6接通，电容器1C充电。当市电恢复正常时，继电器2J恢复吸合，触点4、5接通，电容器1C的端电压迫使可控硅关断，使电池组恢复被“隔离”状态。之后，操作工人对已放电的电池组再进行稳流强充，准备下一次事故时再度供电。

它与已有技术中的隔离装置相比较，有以下优点：（1）简单可靠；（2）电池组投入速度快（约0.2ms）。

（三）随着技术进步，很多场合例如变（配）电所要求采用微机控制和采用晶体管保护装置，要求控制母线稳压。但已有技术中未见采用稳压装置。

本实用新型采用稳压装置的电气原理图见附图四。其中3B为电源变压器，3L为我所和丽水师范专科学校共同研制、共同申请发明专利的七柱式单铁芯三相饱和电抗器（请详见中国专利公开号85103560）。用饱和电抗器为调压元件串联在电源输出电路中，调节饱和电抗器的端电压来保证输出电压在电网电压波动和负荷波动时能稳压。饱和电抗器采用电流正反馈和电压负反馈控制。由4R上取出的电流正反馈电压加上5R上取出的电压负反馈电压（也可以采用两个反馈绕组的磁联系结构），再和给定电压比较后经前置放大器来调节饱和电抗器的直流控制电流，使控制母线稳压。其给定稳压电源和前置放大器的结构类型与附图二（a）中所述的相同。

这种稳压装置不但简单可靠、维护方便，而且性能好，在外电网电压波动±10％，负载从5～100％额定负载内波动时，稳压精度在±2.5％之内。

由于控制母线采用稳压装置，因此系统可作下列简化：