一種本質安全化直流系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種適用于發(fā)電廠、變電站的本質安全化直流系統(tǒng),屬于電力系統(tǒng)技術領域。
【背景技術】
[0002]直流系統(tǒng)常應用于各類變電站以及火力、水力發(fā)電廠等需要使用直流設備的地方,直流系統(tǒng)是電力二次系統(tǒng)的重要組成部分,是電力系統(tǒng)控制和保護的基礎,同時也是確保事故能得到快速處理的保障。當交流電網(wǎng)出現(xiàn)故障造成變電站全站停電或發(fā)電廠全廠停電時,此時若備用的蓄電池組由于維護不到位而發(fā)生短路、斷路或電池異常也不能正常放電時,不僅會使得檢修人員無法快速處理交流電網(wǎng)的故障,甚至還可能引發(fā)更嚴重的事故,為了有效保證變電站、發(fā)電廠乃至整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行,需要采取措施防止由于蓄電池組故障而帶來的不利影響,目前常見的措施有以下幾種采用兩組蓄電池組;2采用帶測試內阻功能的電池巡檢儀;3采用大功率放電法檢測蓄電池組容量;采取措施I的話需要額外增加一組蓄電池組,不僅投資維護成本提高了,而且該兩組蓄電池組并非并列運行,故而不能真正解決問題;而措施2的方案內阻跟蓄電池容量之間沒有嚴格的數(shù)學關系,無法根據(jù)單個電池的內阻值去預測蓄電池的壽命和容量,只能通過對內阻測試數(shù)據(jù)不斷累積和定量分析,才可以推斷出電池容量變化趨勢和壽命情況,所以措施2不僅方法復雜,而且實用性不強,在實際運用中容易出現(xiàn)大的誤差;措施3的方案只是一種定期檢測的方法,不是在線檢測,所以并不能實時了解蓄電池組的真實容量。因此,一種可靠性高、成本低的本質安全化直流系統(tǒng)的開發(fā)很有必要。
【實用新型內容】
[0003]實用新型目的:本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可靠性高、成本低的本質安全化直流系統(tǒng)。
[0004]為解決上述技術問題,本實用新型所采用的技術手段為:
[0005]一種本質安全化直流系統(tǒng),該系統(tǒng)的輸入端同時連接兩路三相交流電源,該系統(tǒng)的輸出端分別與控制母線和合閘母線相連,包括多組并列運行的蓄電池組,每組蓄電池組有與其相對應的充電回路、非隔離饋出回路和隔離饋出回路,蓄電池組分別和與其相對應的充電回路、非隔離饋出回路和隔離饋出回路連接,其中,多條非隔離饋出回路并聯(lián)后的輸出端與合閘母線連接,多條隔離饋出回路并聯(lián)后的輸出端與控制母線連接。
[0006]其中,所述蓄電池組為2?3組,該2?3組蓄電池組為采用并列運行。
[0007]進一步優(yōu)選,所述充電回路包括高頻充電機;所述非隔離饋出回路包括單片機控制電路1、非隔離型DC/DC變換器和輸出二極管;所述隔離饋出回路包括單片機控制電路2、隔離型DC/DC變換器和輸出二極管;所述高頻充電機連接所述蓄電池組的輸入端,所述蓄電池組的輸出端分別與所述非隔離型DC/DC變換器和隔離型DC/DC變換器連接,所述單片機控制電路I的輸出端與所述非隔離型DC/DC變換器連接,所述非隔離型DC/DC變換器的輸出端與所述輸出二極管連接,所述單片機控制電路2的輸出端與所述隔離型DC/DC變換器連接,所述隔離型DC/DC變換器的輸出端與所述輸出二極管連接。
[0008]進一步優(yōu)選,所述非隔離型DC/DC變換器包括蓄電池組輸入端Ubat+、Ubat-和輸出端U1+、U1-,蓄電池組輸入端Ubat+和Ubat-端通過電容Cl連接,輸出端Ul+和Ul-通過電容C2連接,電感LI的一端分別連接蓄電池組輸入端Ubat+和電容Cl的一端,電感LI的另一端分別連接功率管Q的集電極和二極管D的陽極,功率管Q的發(fā)射極分別連接蓄電池組輸入端Ubat-、電容Cl的另一端、電容C2的一端和輸出端U1-,功率管Q的柵極連接PWM驅動信號端,PWM端的信號由單片機控制電路I給出,二極管D的陰極分別連接蓄電池組輸出端Ul+和電容C2的另一端。
[0009]進一步優(yōu)選,所述非隔離型DC/DC變換器包括英飛凌IGBT模塊,其中IGBT模塊包含功率管Q和二極管D。
[0010]進一步優(yōu)選,所述隔離型DC/DC變換器包括蓄電池組輸入端Ubat+、Ubat-和輸出端U2+、U2-,蓄電池組輸入端Ubat+和Ubat-端通過濾波電容C3連接,輸出端U2+和U2-通過濾波電容C4連接,功率管Q1、功率管Q2、功率管Q3、功率管Q4選用IGBT模塊,所述功率管Q1、功率管Q2、功率管Q3和功率管Q4的柵極分別與PWM1、PWM2、PWM3和PWM4控制信號輸入端連接,控制信號輸入端PWMl、PWM2、PWM3和PWM4的信號由單片機控制電路2給出,所述功率管Ql的發(fā)射極分別連接功率管Q3的集電極和高頻隔離變壓器T原邊的一端,所述功率管Q2的發(fā)射極分別連接功率管Q4的集電極和高頻隔離變壓器T原邊的另一端,所述功率管Q3的發(fā)射極分別連接功率管Q4的發(fā)射極、濾波電容C3的一端、接地端口和蓄電池組輸入端Ubat-,所述功率管Q4的發(fā)射極分別連接功率管Q3的發(fā)射極、濾波電容C3的一端、接地端口和蓄電池組輸入端Ubat-,所述高頻隔離變壓器T的副邊連接由整流二極管Dl、整流二極管D2、整流二極管D3、整流二極管D4、電感L2以及濾波電容C4組成的整流濾波電路。
[0011]進一步優(yōu)選,所述單片機控制電路I的單片機型號為PIC16F72,單片機控制電路I設有兩個電壓采樣輸入端Uli和Ulo,電壓采樣輸入端Uli串聯(lián)電阻R1、電阻R2后接地,電壓采樣輸入端Ulo串聯(lián)電阻R3、電阻R4后接地,單片機包括ANO端口和ANl端口,電阻Rl和電阻R2之間連接ANO端口,電阻R3和電阻R4之間連接ANl端口,單片機還包括PWM信號輸出端口和AN2端口,PWM信號輸出端連接到功率管Q的柵極,單片機通過AN2端口與電阻R5串聯(lián)接地,同時單片機通過AN2端口采集電流傳感器LEM感應的非隔離型DC/DC變換器的輸入電流Ii,單片機還包括端口 1,單片機通過端口 I接5V電壓端,單片機還包括端口2和端口 3,單片機的端口 2和端口 3分別與晶振連接。
[0012]進一步優(yōu)選,所述單片機控制電路2的單片機型號為dsPIC30F2023,單片機控制電路2設有兩個電壓采樣輸入端U2i和U2o,電壓采樣輸入端U2i串聯(lián)電阻R6、電阻R7后接地,電壓采樣輸入端U2o串聯(lián)電阻R8、電阻R9后接地,單片機包括ANO端口和ANl端口,電阻R6和電阻R7之間連接ANO端口,電阻R8和電阻R9之間連接ANl端口,單片機還包括P麗1、P麗2、P麗3、P麗4信號輸出端口和AN2端口,P麗1、P麗2、P麗3、P麗4信號輸出端口分別連接到功率管Ql、功率管Q2、功率管Q3、功率管Q4的柵極,單片機通過AN2端口與電阻RlO串聯(lián)接地,同時單片機通過AN2端口采集電流互感器CT感應的隔離型DC/DC變換器的輸出電流1,單片機還包括端口 1,單片機通過端口 I接5V電壓端,單片機還包括端口 2和端口 3,單片機的端口 2和端口 3分別與晶振連接。
[0013]有益效果:相比于現(xiàn)有技術,本實用新型的直流系統(tǒng)利用非隔離型DC/DC變換器和隔離型DC/DC變換器的升壓功能,將原有直流系統(tǒng)中的蓄電池組分成2?3組,在其中一組或兩組蓄電池組出現(xiàn)故障的情況下仍能輸出穩(wěn)定的直流電,給直流負荷供電,達到蓄電池組冗余的效果,大大提高了直流系統(tǒng)的可靠性;另外,本實用新型直流系統(tǒng)還能通過非隔離型DC/DC變換器和隔離型DC/DC變換器判斷蓄電池組是否存在故障,從而及時進行蓄電池組的維護和更換。因此本實用新型的直流系統(tǒng)可靠性高、成本低,沒有增加蓄電池組的投資和維護成本,能夠有效避免當變電站全站停電或發(fā)電廠全廠停電時蓄電池組由于故障而不能放電情形的發(fā)生,從而避免了變電站全站停電或發(fā)電廠全廠停電后的事故擴大。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新