專利名稱：備用電源在線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種備用電源在線裝置，特別是涉及一種用于發(fā)電廠、變電站及其他用戶的備用電源在線裝置。
背景技術(shù)：
備用電源自動(dòng)投入裝置，是指工作電源因故障斷開以后，備用電源開關(guān)能自動(dòng)而迅速地合上投入工作，將用戶用電切換到備用電源供電，使用戶不至于停電的一種自動(dòng)裝置。目前，現(xiàn)有的備用電源自動(dòng)投入裝置包含有一個(gè)備用電源開關(guān)及其監(jiān)測(cè)控制器， 備用電源開關(guān)的動(dòng)、靜觸頭分別跨接在工作電源與備用電源之間，當(dāng)其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到工作電源開關(guān)跳開，工作電源失壓，且備用電源有電壓時(shí)，其控制器立即合上備用電源開關(guān)恢復(fù)供電。但是，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的備用電源裝置存在以下不足備用電源開關(guān)是機(jī)械式開關(guān)，做不到在線運(yùn)行，即切換電源過程中用戶中斷供電的時(shí)間最少也在秒級(jí)以上，降低了供電電能質(zhì)量，影響了用戶生產(chǎn)。由此可見，上述現(xiàn)有的備用電源裝置在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種裝置，既可在故障時(shí)能夠隔離工作電源與備用電源之間的短路故障穿越，又可在正常方式下實(shí)現(xiàn)備用電源與工作電源的并聯(lián)使用，備用電源與工作電源之間互聯(lián)功率的靈活控制的一種新的備用電源在線裝置，實(shí)屬當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種備用電源在線裝置，使其既可在故障時(shí)能夠隔離工作電源與備用電源之間的短路故障穿越，又可實(shí)現(xiàn)正常方式下備用電源的在線運(yùn)行方式，從而克服現(xiàn)有備用電源裝置的不足。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種備用電源在線裝置，包括兩個(gè)電壓源換流器以及連接在兩個(gè)電壓源換流器之間的直流采用電路和直流電容器，其中電壓源換流器包括換流變壓器、換流電抗器、電壓源換流閥及其控制器。作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的電壓源換流閥的橋臂由功率可控關(guān)斷器件構(gòu)成。所述的電壓源換流閥的橋臂由IGBT、IGCT和反并聯(lián)二極管構(gòu)成。所述的兩個(gè)電壓源換流器均外接有隔離刀閘。采用這樣的設(shè)計(jì)后，本實(shí)用新型既在故障時(shí)既隔離了工作電源與備用電源之間的短路故障穿越，又同時(shí)實(shí)現(xiàn)了備用電源在線運(yùn)行方式，又可實(shí)現(xiàn)備用電源與工作電源之間之間的功率互換，功率的靈活控制，備用電源與工作電源的切換過程持續(xù)供電功能，有效的提高了供電電壓質(zhì)量，增加了用戶對(duì)電壓質(zhì)量的滿意度，此外，還具有改善母線功率因數(shù)、改善母線電壓波形、穩(wěn)定母線電壓與抑制電壓暫降等功能。

上述僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖I是本實(shí)用新型備用電源在線裝置的組成及安裝示意圖。圖2是本實(shí)用新型備用電源在線裝置的部分電路原理圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖I所示，本實(shí)用新型備用電源在線裝置，包括兩個(gè)電壓源換流器2、3以及連接在兩個(gè)電壓源換流器2、3之間的直流采用電路和直流電容器4，連同其控制器5、6以及 冷卻等裝置，安裝在一個(gè)閥廳內(nèi)。其中，電壓源換流器2、3包括換流變壓器、換流電抗器、電壓源換流閥及其控制器。電壓源換流閥的橋臂，由功率可控關(guān)斷器件，如IGBT、IGCT和反并聯(lián)二極管構(gòu)成。請(qǐng)配合參閱圖2所示，電壓源換流閥采用三相橋式接法，三相橋的直流側(cè)接直流電容器4，三相橋的交流側(cè)接換流電抗器，然后再通過換流變壓器和隔離刀閘接到交流母線上。為適應(yīng)電壓電流等級(jí)的要求，可將電壓源換流器2、3中的電壓源換流閥部分的組成元件，如IGBT、IGCT等進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)連接；以達(dá)到適應(yīng)相應(yīng)電壓或電流等級(jí)的要求。如圖所示，交流電源I與交流電源2各經(jīng)自交流母線I和交流母線2分別向負(fù)載I與負(fù)載2供電，本實(shí)用新型備用電源在線裝置，替代現(xiàn)有的機(jī)械式開關(guān)，通過隔離刀閘跨接在交流母線I和交流母線2之間，互為備用。交流電源I與交流電源2的互聯(lián)，可以是同步互聯(lián)或異步互聯(lián)；可以是同一電網(wǎng)中的非電磁環(huán)網(wǎng)閉環(huán)或電磁環(huán)網(wǎng)閉環(huán)，變壓器的組別可以相同或不同，通過本實(shí)用新型裝置的功率方向與大小，可以按需要設(shè)定。正常運(yùn)行方式下，負(fù)載I與負(fù)載2分別由交流電源I和交流電源2作為工作電源供電，跨接在交流母線I和交流母線2之間的備用電源在線裝置在線與兩交流電源并聯(lián)供電，作為備用電源。交流電源I發(fā)生故障停運(yùn)時(shí)，隔離刀閘立即合閘，交流電源2經(jīng)過交流母線2與電壓源換流器3連接；經(jīng)換流變壓器、換流電抗器得到穩(wěn)定的交流電壓源；電壓源換流閥在其控制器6的作用下，按照一定順序的接通與關(guān)斷并進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，經(jīng)過直流電容器4轉(zhuǎn)換成直流電源；直流電源又接入電壓源換流器2的電壓源環(huán)流閥，在其控制器5的作用下按照一定順序的接通與關(guān)斷并進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，逆變成交流電源；再經(jīng)換流電抗器、換流變壓器和母線，與交流電源I并列互聯(lián)，作為負(fù)載I的備用電源，實(shí)現(xiàn)了備用電源在線運(yùn)行。反之亦然。本實(shí)用新型隔離了工作與備用電源之間的短路故障外，克服了機(jī)械開關(guān)在切換過程中用戶短時(shí)停電的不足，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載在電源切換過程中持續(xù)供電，有效的提高了電壓質(zhì)量，增加用戶對(duì)電壓質(zhì)量的滿意度。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾，均 落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種備用電源在線裝置，其特征在于包括兩個(gè)電壓源換流器以及連接在兩個(gè)電壓源換流器之間的直流采樣電路和直流電容器，其中 電壓源換流器包括換流變壓器、換流電抗器、電壓源換流閥及其控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的備用電源在線裝置，其特征在于所述的電壓源換流閥的橋臂由功率可控關(guān)斷器件構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的備用電源在線裝置，其特征在于所述的電壓源換流閥的橋臂由IGBT、IGCT和反并聯(lián)二極管構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的備用電源在線裝置，其特征在于所述的兩個(gè)電壓源換流器均外接有隔離刀閘。
專利摘要本實(shí)用新型是有關(guān)于一種備用電源在線裝置，包括兩個(gè)電壓源換流器以及連接在兩個(gè)電壓源換流器之間的直流短母線和直流電容器，其中電壓源換流器包括換流變壓器、換流電抗器、電壓源換流閥及其控制器。本實(shí)用新型既可隔離工作電源與備用電源之間的短路故障穿越，又同時(shí)實(shí)現(xiàn)備用電源在線運(yùn)行方式，既實(shí)現(xiàn)工作電源與備用電源之間的功率互換，又實(shí)現(xiàn)了用戶工作電源與備用電源的切換過程持續(xù)供電功能，有效的提高了供電電壓質(zhì)量，增加了用戶對(duì)電壓質(zhì)量的滿意度，此外，還具有改善母線功率因數(shù)、改善母線電壓波形、穩(wěn)定母線電壓與抑制電壓暫降等功能。
文檔編號(hào)H02J9/06GK202772656SQ20122033447
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者唐寅生, 張傳青, 唐宗華, 王 琦 申請(qǐng)人:北京國(guó)能子金電氣技術(shù)有限公司