直流電源屏柜的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電力應用【技術領域】，特別涉及一種直流電源屏柜，包括交流配電模塊、電池模塊，市電依次經過交流配電模塊的輸入單元、整流單元、調壓單元為負載供電，電池模塊包括電池組、電池組控制單元，所述的整流單元通過開關與電池組相連，智能控制模塊接收各單元的信號，智能控制模塊輸出信號控制整流單元與電池組的通斷、調壓單元或電池組與負載的通斷。電池模塊與交流配電模塊整合在一起，并通過智能控制模塊對兩者進行控制，使得電池組充、放電都是自動完成；并且當市電無輸入時，自動切斷交流配電模塊與負載的連接并讓電池組的輸出端與負載相連，實現不間斷供電。
【專利說明】直流電源屏柜
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力應用【技術領域】，特別涉及一種直流電源屏柜。
【背景技術】
[0002]直流電源屏柜也稱直流屏，是直流電源操作系統的簡稱，通用名為智能免維護直流電源屏。簡單地說，直流屏就是提供穩(wěn)定直流電源的設備?，F有的直流電源屏柜如圖1所示，其包括交配電模塊A和電池模塊B，交配電模塊A和電池模塊B都有各自的保護單元，圖中并沒有示出。市電依次經過交流配電模塊A中的交流輸入單元、整流單元、調壓單元后給負載供電；電池模塊B包括電池組、電池組控制單元，電池組控制單元保證電池組安全充、放電。在有380V交流輸入時，交流配電模塊A將380V交流輸入轉換成220V直流輸出至負載；在無380V交流輸入時，即市電和備用電出現故障無輸入時，操作人員斷開交流配置模塊A與負載的連接，并將電池模塊B的輸出與負載相連，此時，由電池組為負載提供穩(wěn)定的220V直流電源。因此，直流電源屏柜也可以說是一種工業(yè)專用應急電源。
[0003]現有的直流電源屏柜存在如下不足:1、交流配電模塊A與電池模塊B由不同的供應商提供，兩個模塊獨立設計不存在數據共享，其監(jiān)控單元、保護單元都是獨立的，不利于自動化一體控制；2、交流配電模塊A和電池模塊B之間的切換都由人工進行操作，需要人員現場實時監(jiān)控；3、人工進行交流配電模塊A、電池模塊B的切換時，存在一定的延時，無法實現不間斷供電；4、電池模塊B的充、放電均由操作人員根據電池組的狀態(tài)進行來進行控制，也需要人員參與，自動化程度較低。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種直流電源屏柜，將交流配電模塊和電池模塊一體化設計，自動實現電池模塊的充、放電。
[0005]為實現以上目的，本實用新型采用的技術方案為:一種直流電源屏柜，包括交流配電模塊、電池模塊，市電依次經過交流配電模塊的輸入單元、整流單元、調壓單元為負載供電，電池模塊包括電池組、電池組控制單元，所述的整流單元通過開關與電池組相連，智能控制模塊接收輸入單元的輸出電壓信號、整流單元的工作信號、調壓單元的輸出電壓信號、電池組的充電電流信號、電池組控制單元的工作信號，所述的智能控制模塊輸出信號控制整流單元與電池組的通斷，智能控制模塊還輸出信號控制調壓單元或電池組與負載的通斷。
[0006]與現有技術相比，本實用新型存在以下技術效果:電池模塊與交流配電模塊整合在一起，并通過智能控制模塊對兩者進行控制，使得電池組充、放電都是自動完成；并且當市電無輸入時，自動切斷交流配電模塊與負載的連接并讓電池組的輸出端與負載相連，實現不間斷供電。
【專利附圖】

【附圖說明】[0007]圖1是現有技術原理框圖；
[0008]圖2是本實用新型的原理框圖；
[0009]圖3是智能控制模塊的電路圖；
[0010]圖4是輸入單元電路圖；
[0011]圖5是接觸器KMAll的操作回路電路圖；
[0012]圖6是接觸器KMA12的操作回路電路圖；
[0013]圖7是閃光回路電路圖；
[0014]圖8是絕緣回路電路圖；
[0015]圖9是母線電壓控制器KA的電路圖；
[0016]圖10是整流單元電路圖；
[0017]圖11是調壓單元電路圖；
[0018]圖12電池模塊電路圖；
[0019]圖13是微機電池檢測儀DJ電路圖；
[0020]圖14是負載電路圖；
[0021]圖15是避雷器電路圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合圖2至圖15,對本實用新型做進一步詳細敘述。
[0023]參閱圖2，一種直流電源屏柜，包括交流配電模塊10、電池模塊20，市電依次經過交流配電模塊10的輸入單元11、整流單元12、調壓單元13為負載40供電，電池模塊20包括電池組21、電池組控制單元22,所述的整流單元12通過開關與電池組21相連,智能控制模塊30接收輸入單元11的輸出電壓信號、整流單元12的工作信號、調壓單元13的輸出電壓信號、電池組21的充電電流信號、電池組控制單元22的工作信號，所述的智能控制模塊30輸出信號控制整流單元12與電池組21的通斷，智能控制模塊30還輸出信號控制調壓單元13或電池組21與負載40的通斷。
[0024]自動充放電的過程簡述如下:智能控制模塊30檢測到電池組21的電量信息，當電池組21電量不滿且市電有輸入時，智能控制模塊30輸出控制信號使得整流單元12與電池組21相連通,市電輸入通過整流單元12對電池組21進行充電；電池組21電量充滿時,智能控制模塊30輸出控制信號斷開整流單元12與電池組21的連接，不再進行充電。
[0025]自動切換市電供電和電池組供電的過程簡述如下:在有市電輸入的情況下，交流配電模塊10中的調壓單元13與負載40相連通，電池組21與負載40是斷開的；智能控制模塊30監(jiān)測輸入單元11的輸出電壓，一旦市電出現故障無法供電，智能控制模塊30立刻斷開調壓單元13與負載40的連接，并將電池組21與負載40相連通。在本申請的實施例中，調壓單元13與負載40的連接、電池組21與負載40的連接關系可參見圖11、12、14。
[0026]參閱圖3，所述的智能控制模塊30為監(jiān)控模塊PSM，可選用PSM-E10，監(jiān)控模塊PSM的交流電壓采樣端口與輸入單元11的L31、L32、L33、N端口相連，監(jiān)控模塊PSM的直流電壓采樣端口與調壓單元13、電池模塊20的輸出端L+1、L+2、L-端口相連，監(jiān)控模塊PSM監(jiān)測負載電流、電池電流，監(jiān)控模塊PSM還包括溫度傳感器用于監(jiān)測電池組21溫度。這里，智能控制模塊30監(jiān)測整個系統的工作狀態(tài)，并及時對各種情況作出響應，實現了一體化自動控制。
[0027]參閱圖4，作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述的輸入單元11采用雙路電源輸入，第一路輸入端為L11、L12、L13、接地線N，第二路輸入端為L21、L22、L23、接地線N，其中L11、L12、L13和L21、L22、L23分別接母線三相輸送線，第一路經過微斷開關、接觸器KMAll后輸出，第二路經過微斷開關、接觸器KMA12后輸出，所述的第一、二路共用一個輸出端L31、L32、L33，圖5、圖6分別是接觸器KMA11、KMA12的操作回路電路圖。雙路電源輸入可以保證在一路輸入出現故障時，自動切換至另一路輸入，保證用電的可靠性。同樣，故障的檢測以及雙路電源輸入之間的切換都是通過智能控制模塊30來自動實現的。
[0028]參閱圖10，市電輸入的為380V交流電壓，需要將其整流為220V直流電壓。所述的整流單元12包括兩塊的整流模塊AD，整流模塊AD的Ul、V1、Wl引腳分別連接輸入單元11的輸出端L31、L32、L33，兩塊整流模塊AD的引腳D+、D_、J+、J-彼此相連，引腳D+、D_輸出信號至智能控制模塊30，兩塊整流模塊AD的引腳W+相連后經過熔斷器作為整流單元12的輸出端正極，引腳W-相連后作為整流單元12的輸出端負極。這里的AD是兩塊220V/10A的電力整流模塊，可直接在市場上進行采購。
[0029]參閱圖11，所述的調壓單元13包括調壓模塊VC31、直流電流表PA31和直流電壓表PV31，調壓模塊VC31的引腳1、3分別與整流單元12的輸出端W+、W_相連，調壓模塊VC31的引腳2、3分別作為調壓單元13的輸出端正極L+2、負極L-，所述的直流電流表PA31和直流電壓表PV31設置在調壓模塊VC31的輸出端用于檢測調壓模塊VC31的輸出電流、電壓。由于市電有波動，整流單元12輸出的電壓也會有所波動，調壓單元13用于輸出穩(wěn)定的220V直流電壓給負載。
[0030]參閱圖12、圖13，所述的電池組控制單元22為并聯在電池組21兩端的微機電池檢測儀DJ，微機電池檢測儀DJ的引腳A、B輸出信號至智能控制模塊30，所述的電池組21兩端設置有熔斷器FU1、FU2以及分別并聯在熔斷器FU1、FU2兩端的報警熔斷器FU33’，整流單元12的輸出端W+、W-分別通過開關QF31與熔斷器FUl、FU2相連，整流單元12的輸出端W+、W-同時也作為電池模塊20的輸出端L+1、L-與負載相連。電池組21與電池組控制單元22 —般都設置在一起，電池組控制單元22本身就對電池組21起到保護作用，再將電池組21的電量信息反饋給智能控制模塊30。
[0031]所述的輸入單元11還包括閃光回路、絕緣回路以及避雷器，閃光回路和絕緣回路中設置有母線電壓控制器KA。閃光回路、絕緣回路以及避雷器為常用設置，用于保護整個電力系統，這里不做贅述。其中，閃光回路的電路圖如圖7所示，絕緣回路的電路圖如圖8所示，母線電壓控制器KA的電路圖如圖9所示，避雷器電路圖如圖15所示。
【權利要求】
1.一種直流電源屏柜，包括交流配電模塊(10)、電池模塊(20)，市電依次經過交流配電模塊(10)的輸入單元(11)、整流單元(12)、調壓單元(13)為負載(40)供電，電池模塊(20)包括電池組(21)、電池組控制單元(22)，其特征在于:所述的整流單元(12)通過開關與電池組(21)相連，智能控制模塊(30)接收輸入單元(11)的輸出電壓信號、整流單元(12)的工作信號、調壓單元(13)的輸出電壓信號、電池組(21)的充電電流信號、電池組控制單元(22)的工作信號，所述的智能控制模塊(30)輸出信號控制整流單元(12)與電池組(21)的通斷，智能控制模塊(30)還輸出信號控制調壓單元(13)或電池組(21)與負載(40)的通斷。
2.如權利要求1所述的直流電源屏柜，其特征在于:所述的輸入單元(11)采用雙路電源輸入，第一路輸入端為L11、L12、L13、接地線N，第二路輸入端為L21、L22、L23、接地線N，其中L11、L12、L13和L21、L22、L23分別接母線三相輸送線，第一路經過微斷開關、接觸器KMAlI后輸出，第二路經過微斷開關、接觸器KMA12后輸出，所述的第一、二路共用一個輸出端 L31、L32、L33。
3.如權利要求2所述的直流電源屏柜，其特征在于:所述的整流單元(12)包括兩塊的整流模塊AD，整流模塊AD的U1、V1、W1引腳分別連接輸入單元(11)的輸出端L31、L32、L33，兩塊整流模塊AD的引腳D+、D-、J+、J-彼此相連，引腳D+、D-輸出信號至智能控制模塊(30)，兩塊整流模塊AD的引腳W+相連后經過熔斷器作為整流單元(12)的輸出端正極，引腳W-相連后作為整流單元(12)的輸出端負極。
4.如權利要求3所述的直流電源屏柜，其特征在于:所述的調壓單元(13)包括調壓模塊VC31、直流電流表PA31和直流電壓表PV31，調壓模塊VC31的引腳1、3分別與整流單元(12)的輸出端W+、W-相連，調壓模塊VC31的引腳2、3分別作為調壓單元(13)的輸出端正極L+2、負極L-，所述的直流電流表PA31和直流電壓表PV31設置在調壓模塊VC31的輸出端用于檢測調壓模塊VC31的輸出電流、電壓。
5.如權利要求3所述的直流電源屏柜，其特征在于:所述的電池組控制單元(22)為并聯在電池組(21)兩端的微機電池檢測儀DJ，微機電池檢測儀DJ的引腳A、B輸出信號至智能控制模塊30，所述的電池組(21)兩端設置有熔斷器FUl、FU2以及分別并聯在熔斷器FUl、FU2兩端的報警熔斷器FU33’，整流單元(12)的輸出端W+、W-分別通過開關QF31與熔斷器FU1、FU2相連，整流單元(12)的輸出端W+、W-同時也作為電池模塊(20)的輸出端L+1、L-與負載相連。
6.如權利要求4或5所述的直流電源屏柜，其特征在于:所述的智能控制模塊(30)為監(jiān)控模塊PSM，監(jiān)控模塊PSM的交流電壓采樣端口與輸入單元(11)的L31、L32、L33、N端口相連，監(jiān)控模塊PSM的直流電壓采樣端口與調壓單元(13 )、電池模塊(20 )的輸出端L+1、L+2、L-端口相連，監(jiān)控模塊PSM監(jiān)測負載電流、電池電流，監(jiān)控模塊PSM還包括溫度傳感器用于監(jiān)測電池組(21)溫度。
7.如權利要求6所述的直流電源屏柜，其特征在于:所述的輸入單元(11)還包括閃光回路、絕緣回路以及避雷器，閃光回路和絕緣回路中設置有母線電壓控制器KA。
【文檔編號】H02J7/34GK203491768SQ201320573843
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權日:2013年9月13日
【發(fā)明者】郭原, 趙弘 申請人:安徽中安恒宇電氣傳動有限公司