一种使用超级电容储能的交流不间断电源系统、交流不间断电源屏技术方案

本实用新型专利技术公开了一种使用超级电容储能的交流不间断电源系统、交流不间断电源屏，包括：双电源切换装置、交流馈电母线排、直流充电装置、直流母线排、超级电容模组和逆变器；所述双电源切换装置连接交流馈电母线排，所述交流馈电母线排的一路输出直接馈出供电，另一部分输出与直流充电装置连接，所述直流充电装置与直流母线排连接；所述直流母线排一路输出经空开馈出至超级电容模组，另一路输出连接逆变器。本实用新型专利技术有益效果：间断电源屏采用超级电容模组进行储能，由于超级电容较蓄电池组，具有充放电次数多、免维护、寿命长等特点，使得该型不间断电源屏满足了在电网暂态下稳定输出交流电源，又降低了维护人员工作压力与维护成本的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种使用超级电容储能的交流不间断电源系统、交流不间断电源屏
本技术涉及电网设备供电
，特别涉及一种使用超级电容储能的交流不间断电源系统、交流不间断电源屏。
技术介绍
为保障电网稳定运行，10kV开闭所中均装设有二次保护测控一体化装置，用来判别线路故障，并控制对应断路器设备，隔离故障线路。而装置电源及断路器控制电源均采用开闭所所内自用直流220伏或交流220伏供电。实际运行中，会因向测控装置及断路器控制回路供电的供电电源的不可靠，造成开闭所内各种自动装置运行可靠性严重降低，发生保护装置拒动，故障面积扩大的现象。目前，开闭所内自用电多采用以下方式：1、控制电源和保护装置电源取自母线PT二次侧。即采用10kV母线的10kVPT变压给装置供电。当线路发生短路故障时，由PT提供二次侧电源来提供保护装置的工作电源，并通过一次设备开关跳闸。这种电源供电方式多见于保护装置及控制回路工作电压为交流220伏的开闭所。2、控制电源和保护装置电源取自开闭所内所用电。即采用开闭所内装设的所用变压器给装置供电。当线路发生短路故障时，由开闭所内所用变压器电源来提供保护装置的工作电源，并通过一次设备开关跳闸。这种电源供电方式近年来逐步推广，多见于新建的保护装置及控制回路工作电压为交流220伏的开闭所。3、控制电源和保护装置电源取自开闭所内专用直流系统，直流系统由所用电交流220伏电源供电。当线路发生短路故障时，由开闭所内直流系统电源来提供保护装置的工作电源，并通过一次设备开关跳闸。这种电源供电方式局部应用较多，多见于保护装置及控制回路工作电压为直流220伏的开闭所。我们通过收集多年实际运行情况，总结后发现，以上三种自用电方式，实际运行中存在以下问题：1、控制电源和保护装置电源取自母线PT二次侧。在实际运行中，当线路接地造成PT中性点电压发生偏移时，PT二次侧装置供电绕组电压会发生电压升高，严重时，电压升高会直接造成保护装置或PT烧毁。当线路发生近距离相间故障时，母线残压过低，PT二次侧装置供电绕组电压会发生电压降低，当低于一定数值(约0.8Un，175V左右)后，无法为保护装置、断路器跳闸提供足够的电源，导致保护拒动，故障越级跳闸，事故范围扩大。2、控制电源和保护装置电源取自开闭所内所用电。较第一种自用电方式，线路接地对这种自用电方式无影响。但当线路发生近距离相间故障时，母线降低，开闭所内站用电输出电压降低，当低于一定数值(约0.8Un，175V左右)后，无法为保护装置、断路器跳闸提供足够的电源，导致保护拒动，故障越级跳闸，事故范围扩大。3、控制电源和保护装置电源取自开闭所内专用直流系统，直流系统由所用电交流220伏电源供电。较第一种和第二种自用电方式，这种自用电方式最为可靠。由于控制电源和保护装置电源均由专用直流系统供电，线路任何故障都不会造成控制电源和保护装置电源电压波动，保护装置及断路器均能正确动作。但因直流系统中的蓄电池运行中要求定期进行充放电试验及开展电池活化工作，即使维护工作到位，蓄电池组正常使用寿命也仅有3-4年。实际运行中给日常运维人员带来极大工作压力，蓄电池的更换工作也会形成巨大的运维成本。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决上述问题，提出了一种使用超级电容储能的交流不间断电源系统、交流不间断电源屏，该系统采用超级电容模组进行储能，由于超级电容较蓄电池组，具有充放电次数多、免维护、寿命长等特点，使得该电源系统满足了在电网暂态下稳定输出交流电源，又降低了维护人员工作压力与维护成本的目的。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：本专利技术的第一目的是公开一种使用超级电容储能的交流不间断电源系统，包括：双电源切换装置、交流馈电母线排、直流充电装置、直流母线排、超级电容模组和逆变器；所述双电源切换装置连接交流馈电母线排，所述交流馈电母线排的一路输出直接馈出供电，另一部分输出与直流充电装置连接，所述直流充电装置与直流母线排连接；所述直流母线排一路输出经空开馈出至超级电容模组，另一路输出连接逆变器。进一步地，所述双电源切换装置为自动切换开关，所述自动切换开关的输入端分别连接开闭所交流主供电源和交流备供电源。进一步地，所述交流馈电母线排的一路输出直接馈出为开闭所对可靠性要求不高的电源进行供电，包括：照明及通风电源、开关柜除潮电源以及检修电源箱。进一步地，多个超级电容器件串联连接构成超级电容模组。进一步地，所述超级电容模组能够扩充单组容量或者通过并机冗余的工作方式扩充容量。进一步地，所述直流充电装置采用“N+1”配置充电机，所述充电机并机工作。本专利技术的第二目的是公开一种使用超级电容储能的交流不间断电源屏，包括：上述的任一种使用超级电容储能的交流不间断电源系统。本技术有益效果：不间断电源屏采用超级电容模组进行储能，由于超级电容较蓄电池组，具有充放电次数多、免维护、寿命长等特点，使得该型不间断电源屏满足了在电网暂态下稳定输出交流电源，又降低了维护人员工作压力与维护成本的目的。带来的直接有益效果有：(1)为继电保护及自动装置提供了稳定的工作电源，有效提高了继电保护的动作可靠性和准确性，减小故障停电范围和停电时间，提升供电可靠率，同时减少故障投诉风险，落实了优质服务目标。(2)减少由于扩大停电范围带来抢修上的人力、物力消耗，节约资金成本。附图说明图1是本技术交流不间断电源系统结构示意图；图2是本技术双电源自动切换装置结构示意图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步的说明。本技术公开了一种使用超级电容储能的交流不间断电源系统、交流不间断电源屏，如图1所示，包括：双电源切换装置、交流馈电母线排、直流充电装置、直流母线排、超级电容模组和逆变器；双电源切换装置连接交流馈电母线排，交流馈电母线排的一路输出直接馈出供电，另一部分输出与直流充电装置连接，直流充电装置与直流母线排连接；直流母线排一路输出经空开馈出至超级电容模组，另一路输出连接逆变器。自开闭所两段10kV站用电低压侧(或开闭所外低压电源)引入主供电源与备供电源，经双电源自动切换装置进行自动主备供电源切换。当主供电源出现故障时，由双电源自动切换装置自动切换至备供电源供电，保障了交流输入电源的可靠性。双电源自动切换装置如图2所示，包括：双电源自动切换开关，双电源自动切换开关的输入端分别连接开闭所交流主供电源和交流备供电源；其中，交流主供电源接入常用电源端，交流备供电源接入备用电源端。双电源自动切换开关控制器对交流主供电源和交流备供电源电压同时进行检测，根据检测结果经过设定的延时后向自动切换开关发出分闸或合闸指令，可完成三相四线的双电源供电的自动切换。需要说明的是，双电源自动切换开关采用市面上已有的双电源自动切换开关就能够实现。作为一种实施方式，检测结果可在智能自动控制器面板LCD显示屏上显示出来。如交流主供电源出现故障，该开关经设定时长延时后，自动切换到备供电源上，同时，警器报警，提醒用户修复主供电源；如备用电源出现故障，报警器报警，提醒用户修复备用电源，供用户查找原因，以便用户在最短的时间里修复故障线路，使双电源能保持正常供电。以此，始终保持双电源切换装置的输出端电压正常。双电源自动切换装置切换后的电源直接送至交流馈电母本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用超级电容储能的交流不间断电源系统，其特征在于，包括：双电源切换装置、交流馈电母线排、直流充电装置、直流母线排、超级电容模组和逆变器；所述双电源切换装置连接交流馈电母线排，所述交流馈电母线排的一路输出直接馈出供电，另一部分输出与直流充电装置连接，所述直流充电装置与直流母线排连接；所述直流母线排一路输出经空开馈出至超级电容模组，另一路输出连接逆变器。

【技术特征摘要】
1.一种使用超级电容储能的交流不间断电源系统，其特征在于，包括：双电源切换装置、交流馈电母线排、直流充电装置、直流母线排、超级电容模组和逆变器；所述双电源切换装置连接交流馈电母线排，所述交流馈电母线排的一路输出直接馈出供电，另一部分输出与直流充电装置连接，所述直流充电装置与直流母线排连接；所述直流母线排一路输出经空开馈出至超级电容模组，另一路输出连接逆变器。2.如权利要求1所述的一种使用超级电容储能的交流不间断电源系统，其特征在于，所述双电源切换装置为自动切换开关，所述自动切换开关的输入端分别连接开闭所交流主供电源和交流备供电源。3.如权利要求1所述的一种使用超级电容储能的交流不间断电源系统，其特征在于，所述交流馈电母线排的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小鹏，赵凤姿，
申请(专利权)人：杨小鹏，
类型：新型
国别省市：湖北,42