本實(shí)用新型屬于配網(wǎng)備用電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種開(kāi)關(guān)站儲(chǔ)能供電切換裝置。

背景技術(shù)：

由PT(電壓互感器)或所用變供電的配電網(wǎng)10kV開(kāi)關(guān)站，其保護(hù)裝置多次出現(xiàn)線路短路時(shí)保護(hù)拒動(dòng)導(dǎo)致上級(jí)開(kāi)關(guān)站或變電站越級(jí)跳閘的情況。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究和分析研究，判定為線路短路時(shí)PT或所用變供電電壓跌落，使得保護(hù)裝置的供電電源失壓以及跳閘線圈的供電不足，從而導(dǎo)致斷路器不能跳閘切除故障所致。

傳統(tǒng)的解決方案一般有兩種：第一種是將開(kāi)關(guān)站改為直流電源供電，即采用蓄電池組合直流充電模塊構(gòu)成直流電源系統(tǒng)供電；第二種是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上加裝UPS電源供電。這兩種方案均必須包含蓄電池。因蓄電池可靠性差，需要維護(hù)，壽命較短，反成為整個(gè)系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。所以這兩種方案均不受現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)人員的歡迎。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種開(kāi)關(guān)站儲(chǔ)能供電切換裝置，旨在解決現(xiàn)有方案由于需要蓄電池供電，可靠性差、需要維護(hù)、壽命較短的技術(shù)問(wèn)題。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

所述開(kāi)關(guān)站儲(chǔ)能供電切換裝置包括整流單元、儲(chǔ)能單元以及自動(dòng)切換控制單元，電源輸入端依次通過(guò)所述整流單元、儲(chǔ)能單元連接至所述自動(dòng)切換控制單元的第一輸入端，同時(shí)電源輸入端還直接連接至所述自動(dòng)切換控制單元的第二輸入端，所述自動(dòng)切換控制單元的公共端作為電源輸出端，當(dāng)電源輸入端電壓較低或者斷電時(shí)，所述第一輸入端與所述公共端連接，當(dāng)電源輸入端電壓正常時(shí)，所述第二輸入端與所述公共端連接。

進(jìn)一步的，所述儲(chǔ)能單元為儲(chǔ)能電容C，所述整流單元包括整流橋D1、電阻R1，所述電源輸入端包括電源火線和電源零線，所述電源火線連接至整流橋D1的第二端和第三端，整流橋D1的第一端通過(guò)電阻R1連接至儲(chǔ)能電容C的正極，儲(chǔ)能電容C的負(fù)極連接至所述電源零線。

進(jìn)一步的，所述電源輸出端包括輸出火線和輸出零線，所述自動(dòng)切換控制單元包括整流橋D2、第二濾波電路、第二繼電器、整流橋D3、第一濾波電路、第一繼電器，所述第二繼電器包括線圈J2、開(kāi)關(guān)S2，所述第一繼電器包括線圈J1和開(kāi)關(guān)S1，所述電源火線連接至整流橋D2的第三端，電源零線連接至整流橋D2的第二端，所述整流橋D2的第一端依次通過(guò)第二濾波電路、線圈J2連接至整流橋D2的第四端，所述開(kāi)關(guān)S2的第一端懸空，S2的第二端連接至所述電源火線，S2的公共第三端連接至開(kāi)關(guān)S1的第二端以及整流橋D3的第三端，整流橋D3的第二端連接至所述電源零線，整流橋D3的第一端依次通過(guò)第二整流電路、線圈J1連接至整流橋D3的第四端，所述開(kāi)關(guān)S1的第一端連接至所述儲(chǔ)能電容C的正極，開(kāi)關(guān)S1的公共第三端連接至電源輸出端的輸出火線，電源輸出端的輸出零線連接至所述電源輸入端的電源零線。

進(jìn)一步的，所述第二濾波電路和第一濾波電路均采用電容濾波電路，所述第二濾波電路包括電容C13、電阻R2、電容C23、二極管D5，其中電容C13與電阻R2并聯(lián)然后與電容C23、二極管D5的并聯(lián)電路串聯(lián)，所述第一濾波電路包括電容C24、電阻R3、電容C24、二極管D5，其中電容C24與電阻R3并聯(lián)然后與電容C25、二極管D4的并聯(lián)電路串聯(lián)。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型給開(kāi)關(guān)站的控制保護(hù)回路加裝一個(gè)整流單元、儲(chǔ)能單元以及自動(dòng)切換控制單元，以實(shí)現(xiàn)給保護(hù)裝置和跳閘回路供電；在供電電壓正常時(shí)，保護(hù)裝置和跳閘回路由PT或所用變供電，一旦電壓跌落至70％以下，自動(dòng)切換控制單元將供電回路切換至由儲(chǔ)能單元，由儲(chǔ)能單元給保護(hù)裝置和跳閘回路供電，儲(chǔ)能單元可以提供5秒以上的供電，保證回路能在供電電壓過(guò)低甚至消失時(shí)仍然能正常跳閘，可以有效解決當(dāng)前開(kāi)關(guān)站存在的大量保護(hù)拒動(dòng)問(wèn)題，相當(dāng)程度減少錯(cuò)誤停電面積，提供供電可靠率。為用戶改善供電質(zhì)量，為供電公司創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的開(kāi)關(guān)站儲(chǔ)能供電切換裝置的原理圖。

圖2是儲(chǔ)能部分的電路圖；

圖3是控制部分的電路圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

為了說(shuō)明本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的開(kāi)關(guān)站儲(chǔ)能供電切換裝置的原理，為了便于說(shuō)明僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。

如圖1所示，本實(shí)施例提供的開(kāi)關(guān)站儲(chǔ)能供電切換裝置包括整流單元1、儲(chǔ)能單元2以及自動(dòng)切換控制單元3，電源輸入端依次通過(guò)所述整流單元、儲(chǔ)能單元2連接至所述自動(dòng)切換控制單3的第一輸入端，同時(shí)電源輸入端還直接連接至所述自動(dòng)切換控制單元3的第二輸入端，所述自動(dòng)切換控制單元3的公共端作為電源輸出端。當(dāng)電源輸入端電壓較低(比如電壓跌落了70％或更多)或者斷電時(shí)，所述第一輸入端與所述公共端連接，當(dāng)電源輸入端電壓正常時(shí)，所述第二輸入端與所述公共端連接。

本裝置用于保護(hù)屏現(xiàn)有控制保護(hù)回路，本裝置儲(chǔ)能核心部分是儲(chǔ)能單元以和自動(dòng)切換控制單元，所述儲(chǔ)能單元采用較大容量的儲(chǔ)能電容存儲(chǔ)電能。儲(chǔ)能電容在外部供電電源正常時(shí)，由供電電源通過(guò)整流單元提供電能進(jìn)行存儲(chǔ)。儲(chǔ)能電容處于熱備用狀態(tài)工作，其功率并不輸出。當(dāng)外部電壓較低甚至斷電時(shí)自動(dòng)切換控制單元完成回路切換，實(shí)現(xiàn)由儲(chǔ)能電容供電。

所述自動(dòng)切換控制單元的核心部件是繼電器，電源輸入端電壓正常時(shí)，繼電器正常時(shí)處于吸合態(tài)，自動(dòng)切換至外部供電電源直接供電。當(dāng)外部電壓低時(shí)繼電器自動(dòng)斷開(kāi)，完成供電回路切換，將正常時(shí)外部供電電源輸出切換至儲(chǔ)能電容電源輸出，可保證不間斷的持續(xù)若干秒的供電電源輸出，一般至少可以保證5秒供電電源輸出，保證在開(kāi)閉所或變電站線路故障失壓時(shí)，保護(hù)裝置及跳閘回路仍可正確動(dòng)作跳閘，確保切除故障。本裝置切換工作由繼電器完成，整個(gè)切換時(shí)間不超過(guò)1ms。本實(shí)用新型無(wú)需采用單片機(jī)、PLC等控制部件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)根據(jù)電源輸入端的電壓情況完成切換，相較于單片機(jī)、PLC電壓檢測(cè)控制，成本更低，安全性更好。

所述整流單元、儲(chǔ)能單元構(gòu)成本裝置的儲(chǔ)能部分，所述自動(dòng)切換控制單元作為本裝置的切換控制部分。作為一種應(yīng)用實(shí)例，所述本裝置的輸入端接交流220V，輸出接端接保護(hù)屏，安裝時(shí)將本裝置串入保護(hù)屏供電回路。下面描述儲(chǔ)能部分和控制部分的一種具體的電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例。

如圖2所示，所述整流單元包括整流橋D1、電阻R1，所述電源輸入端包括電源火線L220Vin和電源零線N220Vin，交流220V。所述整流橋由四個(gè)二極管同向順次連接而成，形成四個(gè)連接點(diǎn)，這四個(gè)連接點(diǎn)形成整流橋的第一端至第四端，四個(gè)連接點(diǎn)依次標(biāo)號(hào)，圖示中上下兩個(gè)端點(diǎn)為第三端和第二端，左右兩個(gè)端點(diǎn)為第四端和第一端。后續(xù)描述整流橋各端時(shí)，與此命名規(guī)則相同。所述電源火線L220Vin連接至整流橋D1的第二端和第三端，整流橋D1的第一端通過(guò)電阻R1連接至儲(chǔ)能電容C的正極，儲(chǔ)能電容C的負(fù)極連接至所述電源零線N220Vin。電源火線L220Vin通過(guò)整流橋D1、電阻R1給儲(chǔ)能電容C1充電，儲(chǔ)能電容處于熱備用狀態(tài)工作，其功率并不輸出。當(dāng)外部電壓較低甚至斷電時(shí)自動(dòng)切換控制單元完成供電回路切換，儲(chǔ)能電容放電。

如圖3所示，所述電源輸出端包括輸出火線LOUT和輸出零線NOUT，所述自動(dòng)切換控制單元包括整流橋D2、第二濾波電路、第二繼電器、整流橋D3、第一濾波電路、第一繼電器，所述第二繼電器包括線圈J2、開(kāi)關(guān)S2，所述第一繼電器包括線圈J1和開(kāi)關(guān)S1，所述電源火線L220Vin連接至整流橋D2的第三端，電源零線N220Vin連接至整流橋D2的第二端，所述整流橋D2的第一端依次通過(guò)第二濾波電路、線圈J2連接至整流橋D2的第四端，所述開(kāi)關(guān)S2的第一端懸空，S2的第二端連接至所述電源火線L220Vin，S2的公共第三端連接至開(kāi)關(guān)S1的第二端以及整流橋D3的第三端，整流橋D3的第二端連接至所述電源零線N220Vin，整流橋D3的第一端依次通過(guò)第二整流電路、線圈J1連接至整流橋D3的第四端，所述開(kāi)關(guān)S1的第一端連接至所述儲(chǔ)能電容C的正極，開(kāi)關(guān)S1的公共第三端連接至電源輸出端的輸出火線LOUT，電源輸出端的輸出零線NOUT連接至所述電源輸入端的電源零線N220Vin。這里輸出火線LOUT連接的開(kāi)關(guān)S1的公共第三端相當(dāng)于前述自動(dòng)切換控制單元的公共端。開(kāi)關(guān)S2的第二端相當(dāng)于前述自動(dòng)切換控制單元的第二輸入端。開(kāi)關(guān)S1的第一端相當(dāng)于前述自動(dòng)切換控制單元的第一輸入端。

作為所述第一濾波電路和第二濾波電路的一種具體電路結(jié)構(gòu)，所述第二濾波電路和第一濾波電路均采用電容濾波電路，所述第二濾波電路包括電容C13、電阻R2、電容C23、二極管D5，其中電容C13與電阻R2并聯(lián)然后與電容C23、二極管D5的并聯(lián)電路串聯(lián)，所述第一濾波電路包括電容C24、電阻R3、電容C24、二極管D5，其中電容C24與電阻R3并聯(lián)然后與電容C25、二極管D4的并聯(lián)電路串聯(lián)。

具體工作時(shí)，當(dāng)供電電源正常時(shí)，線圈J2通電，第二繼電器工作，開(kāi)關(guān)S2觸點(diǎn)切至第二端，即L220Vin，整流橋D3得電，線圈J1通電，第一繼電器工作，開(kāi)關(guān)S1觸點(diǎn)切至第二端，即圖示中K2位置，這樣輸出LOUT與輸入L220Vin直通，此時(shí)，保護(hù)屏直接由供電電源供電。當(dāng)供電電源故障導(dǎo)致電壓過(guò)低或者斷電時(shí)，第二繼電器失電，觸點(diǎn)切換至第一端，這樣公共第三端懸空，D3掉電，此時(shí)第一繼電器的線圈J1隨之失電，觸點(diǎn)切換至第一端，即圖示K1位置，這樣輸出LOUT直接與儲(chǔ)能電容K1點(diǎn)連接，由儲(chǔ)能電容C繼續(xù)給保護(hù)屏供電。

本裝置當(dāng)供電輸入電源電壓正常時(shí)，裝置的輸出電源由供電輸入電源提供，當(dāng)供電輸入電源消失或過(guò)低時(shí)，立即切換為由內(nèi)部?jī)?chǔ)能電容供電，可保證不間斷的持續(xù)若干秒的供電電源輸出，可保證在開(kāi)閉所或變電站線路故障失壓時(shí)，保護(hù)裝置及跳閘回路仍可正確動(dòng)作跳閘，確保切除故障。

綜上，本實(shí)施例儲(chǔ)能部分采用高壓大容量的儲(chǔ)能電容，自動(dòng)切換控制單元采用繼電器完成，能夠根據(jù)供電電壓大小自動(dòng)實(shí)現(xiàn)供電回路快速切換，保證在輸入電源電壓較低或斷電時(shí)仍可以保持一段時(shí)間持續(xù)電源輸出，解決了線路短路時(shí)保護(hù)拒動(dòng)導(dǎo)致上級(jí)開(kāi)關(guān)站或變電站越級(jí)跳閘的情況，增強(qiáng)供電可靠性。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。