用于電力系統(tǒng)直流屏的超級(jí)電容模組的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于電力系統(tǒng)直流屏的超級(jí)電容模組，屬于能量?jī)?chǔ)存裝置領(lǐng)域。超級(jí)電容模組包括多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的分模組，分模組包括多個(gè)串聯(lián)的超級(jí)電容單體、公共地接線端子、輸入接線端子、輸出接線端子、主動(dòng)平衡式電壓均衡電路和恒流充電電路；所述分模組的公共地接線端子、輸入接線端子、輸出接線端子、主動(dòng)平衡式電壓均衡電路、恒流充電電路和超級(jí)電容單體的負(fù)極焊接在同一印制板上；印制板安裝在電氣柜的抽屜中。本實(shí)用新型具有高容量、高功率輸出、高充放電循環(huán)壽命、高可靠性、穩(wěn)定性強(qiáng)及綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)；而且可利用模組的不同組合構(gòu)成不同直流屏，可滿足不同用戶需求，使用維護(hù)簡(jiǎn)單方便。
【專利說(shuō)明】用于電力系統(tǒng)直流屏的超級(jí)電容模組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種能量?jī)?chǔ)存裝置，具體涉及一種用于電力系統(tǒng)直流屏的超級(jí)電容模組。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電廠和變電站中的電力操作電源現(xiàn)今采用的都是直流電源，它為控制負(fù)荷和動(dòng)力負(fù)荷以及直流事故照明負(fù)荷等提供電源，是當(dāng)代電力系統(tǒng)控制、保護(hù)的基礎(chǔ)，因此，直流屏是變電站設(shè)備重中之重，其性能好壞直接影響變電站的安全運(yùn)行。
[0003]如果直流系統(tǒng)產(chǎn)生故障，將導(dǎo)致工廠停車、停電、電力系統(tǒng)解列等設(shè)備事故。在過去，直流屏無(wú)論采用鎘鎳蓄電池、密封鉛酸蓄電池還是電解電容組儲(chǔ)能直流電瓶都存在一些問題，比如維護(hù)量大，安全可靠性差，壽命短(3?5年)，產(chǎn)生環(huán)保問題等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有直流屏安全可靠性差及壽命短等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種用于電力系統(tǒng)直流屏的超級(jí)電容模組，其具有高容量、高功率輸出、高充放電循環(huán)壽命、高可靠性及綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]超級(jí)電容模組包括多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的分模組，所述分模組包括多個(gè)串聯(lián)的超級(jí)電容單體、公共地接線端子、輸入接線端子、輸出接線端子、主動(dòng)平衡式電壓均衡電路和恒流充電電路；所述分模組的公共地接線端子、輸入接線端子、輸出接線端子、主動(dòng)平衡式電壓均衡電路、恒流充電電路和超級(jí)電容單體的負(fù)極焊接在同一印制板上；所述主動(dòng)平衡式電壓均衡電路和恒流充電電路均與分模組的輸入接線端子連接；所述印制板安裝在電氣柜的抽屜中。
[0007]所述超級(jí)電容模組由3?6個(gè)相同的分模組并聯(lián)而成，每個(gè)分模組由56只超級(jí)電容單體串聯(lián)而成。
[0008]所述抽屜外設(shè)有三個(gè)接線柱分別與公共地接線端子、輸入接線端子、輸出接線端子連接。
[0009]所述恒流充電電路的電流為1A。
[0010]所述分模組的輸出電壓為140?150V，輸出電流為8?10A。
[0011]所述分模組的輸出端采用大功率管并聯(lián)輸出。
[0012]進(jìn)一步地，所述大功率管上設(shè)有散熱器。
[0013]所述分模組的輸出端連接有電壓表和指示燈。
[0014]超級(jí)電容是新出現(xiàn)的儲(chǔ)能的特種電容，其具有高容量、高功率輸出、高充放電循環(huán)壽命、高可靠性、穩(wěn)定性強(qiáng)及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的大功率物理電源。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015](I)每個(gè)分模組只有三個(gè)接線端子(公共地、輸入+、輸出+)與外電路聯(lián)接，獨(dú)立性強(qiáng)，使用維護(hù)簡(jiǎn)單方便。
[0016](2)主模組中含有分模組，利用模組的不同組合構(gòu)成不同直流屏，來(lái)滿足不同用戶需求，十分實(shí)用方便。
[0017](3)本實(shí)用新型超級(jí)電容直流屏在電網(wǎng)正常的情況下模組充滿電，電網(wǎng)掉電時(shí)超級(jí)電容快速放電，輸出高功率脈沖，迫使斷路器開關(guān)快速動(dòng)作，減少事故時(shí)間，堵截新事故的產(chǎn)生，工作非?？煽浚瑫r(shí)超容還可短時(shí)提供其他供電。
[0018](4)使用本實(shí)用新型超級(jí)電容設(shè)計(jì)的分模組三組組成的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直流屏機(jī)柜模擬工場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)裝置進(jìn)行經(jīng)常性負(fù)載和開合閘實(shí)驗(yàn)，以及對(duì)模組的充電和自放電肘間進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明電網(wǎng)斷電后直流展可以維持20?30分鐘的分合閘能；裝置完全斷開負(fù)載后可維持有效電壓3天以上。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型分模組印制板的主視圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型分模組抽屜的俯視圖。
[0021]圖3是本實(shí)用新型分模組抽屜的主視圖。
[0022]圖4是本實(shí)用新型電氣柜的主視圖。
[0023]圖5是本實(shí)用新型模組的接線方式。
[0024]其中，1-超級(jí)電容單體，2-印制板，3-抽屜，4-接線柱，5-指示燈，6-電氣柜。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0026]超級(jí)電容模組是為電站設(shè)計(jì)的新型直流屏的主體。本實(shí)施例為適用電站的不同需求，采用的超級(jí)電容模組包括3?6個(gè)相同的獨(dú)立的分模組并聯(lián)，這些分模組電路的構(gòu)成和功能完全一樣。如圖1所示，每個(gè)分模組由56只2.7V的400F的超級(jí)電容單體I串聯(lián)而成，每個(gè)分模組的公共地接線端子、輸入接線端子、輸出接線端子、主動(dòng)平衡式電壓均衡電路、恒流充電電路和超級(jí)電容單體I的負(fù)極焊接在同一印制板2上，主動(dòng)平衡式電壓均衡電路和恒流充電電路均與分模組的輸入接線端子連接；裝配焊接整齊，調(diào)試方便。
[0027]為了使模組工作更穩(wěn)定更可靠，壽命更長(zhǎng)，電路采取以下措施:
[0028]a)每個(gè)超級(jí)電容單體I有一個(gè)主動(dòng)平衡式電壓均衡電路，控制超級(jí)電容單體I電容電壓不超過2.7V。
[0029]b)每個(gè)分模組輸入端引入恒流充電電路(IA)，確保超容恒流充電，延長(zhǎng)電容工作壽命O
[0030]c)每個(gè)分模組的輸出端采用4個(gè)大功率管并聯(lián)輸出，使得輸出更加可靠。另外，在大功率管還可以設(shè)有散熱器散熱，進(jìn)一步延長(zhǎng)功率管的使用壽命。
[0031]d)每個(gè)分模組有一個(gè)指示燈5和一個(gè)電壓表共同監(jiān)視模組的電壓。
[0032]如圖2、圖3所示，印制板2上的分模組元器件安裝在一個(gè)抽屜3內(nèi)，抽屜3外設(shè)有3個(gè)接線柱4分別與公共地接線端子、輸入接線端子、輸出接線端子連接。所以分模組基本獨(dú)立，使用維護(hù)非常簡(jiǎn)單方便。
[0033]如圖4所示，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，每個(gè)分模組的元器件和超級(jí)電容單體I的負(fù)極焊接在同一印制板2上，印制板2組件用螺絲固定在抽屜3中，抽屜3插入電氣柜6就是用戶所需要的直流屏。超級(jí)電容模組中有分模組，即模組中含有分模組，用分模組的不同組合來(lái)滿足用戶需求，構(gòu)成不同直流屏，非常方便，實(shí)用，這樣整體設(shè)計(jì)既簡(jiǎn)單又有特色、既方便又可以標(biāo)準(zhǔn)化。
[0034]如圖5所示，超級(jí)電容模組的接線方式是其輸入端通過充電器充電正極輸入，多個(gè)超級(jí)電容模組并聯(lián)，最后輸出到直流母線或者直流負(fù)載。
[0035]本實(shí)用新型的每個(gè)分模組工作電壓140?150V，工作電流8?10A，根據(jù)工場(chǎng)需求可將相同獨(dú)立的分模組進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)組合，擴(kuò)展也十分方便。例如，工場(chǎng)140?150V要求輸出電流30?40A，可采用4個(gè)分模組并聯(lián)，即插入四個(gè)抽屜3就可以使用，靈活方便。
【權(quán)利要求】
1.用于電力系統(tǒng)直流屏的超級(jí)電容模組，其特征在于，超級(jí)電容模組包括多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的分模組，所述分模組包括多個(gè)串聯(lián)的超級(jí)電容單體、公共地接線端子、輸入接線端子、輸出接線端子、主動(dòng)平衡式電壓均衡電路和恒流充電電路；所述分模組的公共地接線端子、輸入接線端子、輸出接線端子、主動(dòng)平衡式電壓均衡電路、恒流充電電路和超級(jí)電容單體的負(fù)極焊接在同一印制板上；所述主動(dòng)平衡式電壓均衡電路和恒流充電電路均與分模組的輸入接線端子連接；所述印制板安裝在電氣柜的抽屜中。
2.如權(quán)利要求1所述的用于電力系統(tǒng)直流屏的超級(jí)電容模組，其特征在于，所述超級(jí)電容模組由3?6個(gè)相同的分模組并聯(lián)而成，每個(gè)分模組由56只超級(jí)電容單體串聯(lián)而成。
3.如權(quán)利要求1所述的用于電力系統(tǒng)直流屏的超級(jí)電容模組，其特征在于，所述抽屜外設(shè)有三個(gè)接線柱分別與公共地接線端子、輸入接線端子、輸出接線端子連接。
4.如權(quán)利要求1所述的用于電力系統(tǒng)直流屏的超級(jí)電容模組，其特征在于，所述恒流充電電路的電流為IA。
5.如權(quán)利要求1所述的用于電力系統(tǒng)直流屏的超級(jí)電容模組，其特征在于，所述分模組的輸出電壓為140?150V，輸出電流為8?1A0
6.如權(quán)利要求1所述的用于電力系統(tǒng)直流屏的超級(jí)電容模組，其特征在于，所述分模組的輸出端采用大功率管并聯(lián)輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的用于電力系統(tǒng)直流屏的超級(jí)電容模組，其特征在于，所述大功率管上設(shè)有散熱器。
8.如權(quán)利要求1至7之一所述的用于電力系統(tǒng)直流屏的超級(jí)電容模組，其特征在于，所述分模組的輸出端連接有電壓表和指示燈。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK204258432SQ201420820331
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】王偉建, 張國(guó)華, 鄒雪峰, 丁友健 申請(qǐng)人:南京綠索電子科技有限公司