一種用于智能電網(wǎng)的hvdc不間斷供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及不間斷供電系統(tǒng)，尤其涉及一種用于智能電網(wǎng)的HVDC不間斷供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對(duì)于供電中斷后，會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失、甚至安全事故的用電設(shè)備，為提高供電的可靠性，常用的作法是在用電設(shè)備與電源之間，增加一個(gè)UPS不間斷電源。在國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程或者大型石油、化工企業(yè)等變電站設(shè)計(jì)過程中，為保證變電站內(nèi)電氣設(shè)備在所用變出現(xiàn)故障發(fā)生停電的情況下仍能在一定時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定可靠運(yùn)行，在站用電源與站內(nèi)電氣設(shè)備之間配置UPS交流不間斷電源。盡管由公司進(jìn)行統(tǒng)一招標(biāo)采購(gòu)的UPS電源都是國(guó)內(nèi)知名廠家制造的名牌產(chǎn)品，但通過近些年的運(yùn)行，因UPS電源故障導(dǎo)致變電站電氣設(shè)備失去保護(hù)的情況時(shí)有發(fā)生。為減少UPS不間斷電源故障造成的經(jīng)濟(jì)損失和安全事故，需要找到一個(gè)比UPS不間斷電源更可靠的電源，而且隨著特高壓電網(wǎng)的建設(shè)，為避免電磁干擾變電站內(nèi)設(shè)備需要對(duì)不間斷電源供電方法進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出一種用于智能電網(wǎng)的HVDC不間斷供電系統(tǒng)。其不僅能夠有效提高不間斷電源的供電可靠性，而其能夠解決設(shè)備本身因電磁干擾產(chǎn)生的不穩(wěn)定情況。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種用于智能電網(wǎng)的HVDC不間斷供電系統(tǒng)，包括HVDC不間斷供電電源、事故照明模塊、微機(jī)監(jiān)控模塊、電能計(jì)費(fèi)模塊與火災(zāi)檢測(cè)模塊；所述微機(jī)監(jiān)控模塊包括主機(jī)模塊與顯示器模塊；所述HVDC不間斷供電電源分別連接事故照明模塊、主機(jī)模塊、電能計(jì)費(fèi)模塊以及火災(zāi)監(jiān)測(cè)模塊；所述顯示器模塊分別連接UPS不間斷供電電源與主機(jī)模塊；HVDC不間斷供電電源包括:第一電源ACl與第二電源AC2，所述第一電源ACl依次通過第一整流器與正向?qū)ǖ亩O管Dl連接輸出端；所述第二電源AC2依次通過第二整流器與正向?qū)ǖ亩O管D2連接輸出端；所述二極管D2的陽(yáng)極連接蓄電池El的正極，蓄電池El的負(fù)極接地；UPS不間斷供電電源包括:第一電源ACl與第二電源AC2，所述第一電源ACl通過開關(guān)Kl連接顯示器模塊，所述第二電源AC2依次經(jīng)過第三整流器，逆變器，開關(guān)K2連接顯示器模塊，所述第三整流器與逆變器之間的節(jié)點(diǎn)通過蓄電池E2接地。
[0006]所述HVDC不間斷供電電源包括不間斷供電電路與續(xù)流電路，所述續(xù)流電路的電路結(jié)構(gòu)是:所述不間斷供電電路的輸出端依次通過開關(guān)K3，反相連接的二極管D3，電容C2，開關(guān)K4接地，所述二極管D3并聯(lián)連接電阻R，所述二極管D3與開關(guān)K3之間的節(jié)點(diǎn)為HVDC不間斷供電電源的正極，HVDC不間斷供電電源的負(fù)極接地。
[0007]所述事故照明模塊包括與HVDC不間斷供電電源連接的第一高頻逆變器，所述第一高頻逆變器的一個(gè)輸出端通過電感LI連接節(jié)能燈的第I引腳，所述第一高頻逆變器的另一個(gè)輸出端連接節(jié)能燈的第2引腳，節(jié)能燈的第3引腳與第4引腳之間連接電容Cl。
[0008]所述主機(jī)模塊的電路結(jié)構(gòu)包括:與HVDC不間斷供電電源連接的第二高頻逆變器，所述第二高頻逆變器通過變壓器連接整流濾波穩(wěn)壓器，整流濾波穩(wěn)壓器連接主機(jī)模塊。
[0009]所述HVDC不間斷供電電源通過DC-DC轉(zhuǎn)換電路給電能計(jì)費(fèi)模塊與火災(zāi)監(jiān)控模塊供電，所述DC-DC轉(zhuǎn)換電路為單輸入多輸出的DC-DC轉(zhuǎn)換電路。
[0010]所述DC-DC轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)包括:所述HVDC不間斷供電電源的正極依次通過開關(guān)S、電感L以及開關(guān)SO接地，所述HVDC不間斷供電電源的負(fù)極接地，所述開關(guān)S與電感L之間的節(jié)點(diǎn)通過反向連接的二極管D4接地，所述開關(guān)SO與電感L之間的節(jié)點(diǎn)處連接有若干條支路，所述支路由一個(gè)電容與一個(gè)電阻并聯(lián)連接而成，所述支路分別通過反饋回路連接PWM控制器，所述PWM控制器控制開關(guān)S，S0, SI直至Sn的關(guān)斷與導(dǎo)通。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0012]1、直流電源代替UPS不間斷電源，能極大地提高自動(dòng)控制系統(tǒng)用電的可靠性，減少因電源故障造成的經(jīng)濟(jì)損失和安全事故。同時(shí)，直流電源比UPS不間斷電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、維修方便。因此，直流電源代替UPS不間斷電源，將給石油、化工企業(yè)創(chuàng)造極大的經(jīng)濟(jì)效益。
[0013]2、直流電源代替UPS不間斷電源是一個(gè)系統(tǒng)工程，它涉及到儀表、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等各個(gè)方面，如漏掉一個(gè)環(huán)節(jié)，就有可能造成全部改造工作的失敗。因此，采用單輸入多輸出DC-DC變換電路對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電，既能保證了儀器儀表的安全電壓需求，同時(shí)，由于采用單輸入多輸出DC-DC變換電路簡(jiǎn)便了電壓變換器的結(jié)構(gòu)，方便了布線，同時(shí)滿足多種不同電壓的需求。
[0014]3、采用單輸入多輸出DC-DC變換電路，采用PffM控制器控制，同時(shí)引入反饋回路，這保證了整個(gè)電路的穩(wěn)定性。保證了整個(gè)系統(tǒng)的供電安全性。
[0015]4、本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案不存在波形、相位、頻率的差異。兩個(gè)直流電源通過二極管隔離后，就可以直接并聯(lián)，共同向負(fù)載供電。這樣，無(wú)論哪個(gè)電源(無(wú)論是直流電或交流電)供電中斷或故障，另一個(gè)電源均會(huì)自動(dòng)地、無(wú)間斷地、相對(duì)獨(dú)立地向用電負(fù)載供電。
【附圖說明】
[0016]圖1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2 UPS不間斷電源結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3 HVDC不間斷供電電源結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4續(xù)流電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5事故照明模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ] 圖6主機(jī)模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7 DC-DC轉(zhuǎn)換電路。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了更好的了解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0024]如圖1至圖3所示，一種用于智能電網(wǎng)的HVDC不間斷供電系統(tǒng)，包括HVDC不間斷供電電源、事故照明模塊、微機(jī)監(jiān)控模塊、電能計(jì)費(fèi)模塊與火災(zāi)檢測(cè)模塊；微機(jī)監(jiān)控模塊包括主機(jī)模塊與顯示器模塊；HVDC不間斷供電電源分別連接事故照明模塊、主機(jī)模塊、電能計(jì)費(fèi)模塊以及火災(zāi)監(jiān)測(cè)模塊；顯示器模塊分別連接UPS不間斷供電電源與主機(jī)模塊；HVDC不間斷供電電源包括:第一電源ACl與第二電源AC2，第一電源ACl依次通過第一整流器與正向?qū)ǖ亩O管Dl連接輸出端；第二電源AC2依次通過第二整流器與正向?qū)ǖ亩O管D2連接輸出端；二極管D2的陽(yáng)極連接蓄電池El的正極，蓄電池El的負(fù)極接地；UPS不間斷供電電源包括第一電源ACl與第二電源AC2，第一電源ACl通過開關(guān)Kl連接顯示器模塊，第二電源AC2依次經(jīng)過第三整流器，逆變器，開關(guān)K2連接顯示器模塊。第三整流器與逆變器之間的節(jié)點(diǎn)通過蓄電池E2接地。
[0025]UPS不間斷電源與直流電源相比，增加了逆變環(huán)節(jié)，而逆變器的電路結(jié)構(gòu)要比整流器復(fù)雜數(shù)倍以上。同時(shí)，逆變的功率元件一大功率三極管工作在開關(guān)狀態(tài)，要承受換流時(shí)的過電壓和功率損耗。盡管逆變器用功率元件的反向耐電壓要比直流電源功率元件高數(shù)倍，其它元器件的選擇也要比直流電源嚴(yán)格得多，UPS不間斷電源總成本是同等容量直流電流的數(shù)倍以上。但由于上述原因，UPS不間斷電源的安全可靠系數(shù)遠(yuǎn)不及直流電源。
[0026]對(duì)于UPS不間斷電源結(jié)構(gòu)如圖3所示:當(dāng)ACl電源中斷或整流器損壞時(shí)，可以由電池E2通過逆變器繼續(xù)向用電負(fù)載供電；但如出現(xiàn)電池、逆變器損壞，ACl停電時(shí)間過長(zhǎng)(超過電池放電容量)等現(xiàn)象時(shí)，UPS電源就會(huì)停止向負(fù)載供電。由于逆變器輸出電壓存在著波形、相位、頻率等方面的差異，使得逆變器的輸出端不能與其它電源(包括其它逆變電源)并聯(lián)。即:在Kl開關(guān)斷開之前，K2開關(guān)不能合，否則將使事故進(jìn)一步擴(kuò)大。此時(shí)，如要恢復(fù)負(fù)載的供電，必須先斷開Kl開關(guān)，再投入K2開關(guān)，才能使負(fù)載實(shí)現(xiàn)接入備用電源的操作。UPS不間斷電源不能自動(dòng)地、不間斷地從一個(gè)電源切換到另一個(gè)電源上，使UPS不間斷電源做不到真正意義的“不間斷供電”，不能滿足特殊負(fù)載對(duì)供電高可靠性的要求。而直流電源如圖2所示，它不存在波形、相位、頻率的差異。兩個(gè)直流電源通過二極管隔離后，就可以直接并聯(lián)，共同向負(fù)載供電。這樣，無(wú)論哪個(gè)電源(無(wú)論是直流電或交流電)供電中斷或故障，另一個(gè)電源均會(huì)自動(dòng)地、無(wú)間斷地、相對(duì)獨(dú)立地向用電負(fù)載供電。用電負(fù)載由于由兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的電源同時(shí)地、互為備用地供電，使用電負(fù)載獲得了真正意義的“不間斷”電源，從而進(jìn)一步提高了供電的可靠性，減少因系統(tǒng)失電造成的經(jīng)濟(jì)損失。
[0027]由于直流電沒有電流、電壓的過零點(diǎn)；并且供電線路存在著電感，因此開關(guān)的斷流能力有所降低。對(duì)于工作電流較大的線路，應(yīng)增加開關(guān)的容量或增加一個(gè)如圖(5)所示的續(xù)流環(huán)節(jié)，以滿足開關(guān)斷流能力的需要。
[0028]如圖4所示，HVDC不間斷供電電源包括不間斷供電電路與續(xù)流電路，所述續(xù)流電路的電路結(jié)構(gòu)是:不間斷供電