一種用於多點不同高壓懸浮電位的分布式供能系統的製作方法

2023-06-21 07:15:26

本發明涉及一種分布式供能系統，具體涉及一種用於多點不同高壓懸浮電位的分布式供能系統。

背景技術：

隨著超高壓交、直流輸電技術的發展，越來越多的高壓測量、觸發放電設備需要由地面向高壓懸浮電位給送電能，如串聯電容補償裝置保護用火花間隙觸發及控制裝置和基於預充電振蕩人工過零發的真空直流開斷裝置等，均需要由地面地電位向電壓高達幾百kv以上的高壓懸浮電位供給電能。高壓懸浮電位裝置的供電電源必須具有很高的可靠性、超強的抗幹擾能力和良好的環境適應能力，根據能源種類的不同，現有的技術大致可分為ct取能、雷射取能、電池儲能、太陽能電池等幾種形式。

ct取能是一種在電力工業領域廣泛應用的傳統取能方式，ct取能電源以其技術成熟、可靠性高、成本低廉等優點成為實現超高壓平臺測量系統能源供給的主要方案之一，但ct取能局限於交流輸電，且供電功率為mw級，難以驅動對電源功率較大的工況。

在平臺電源子系統的實現方案中，另一種採用較多的是雷射送能電源。利用雷射傳輸能量是目前一種技術先進且可靠地供能方式。在世界上現已投運的可控串聯補償裝置中，大部分都配備了雷射送能電源。雷射能量通過送能光纜、光纖信號柱把光能送到高壓平臺上，再由光能轉化為電能，供測量系統使用。雷射送能價格昂貴，設備運維成本高，且同ct取能一樣，供能功率有限，最大不過1～2w。

電池儲能存在電池電量耗盡後無法維繫之後的電能供給，因此多與太能電池配合使用，然而太陽能電池對天氣要求較高，在多雨季節或沙塵天氣下，也不能保證電源的可靠供給。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供了一種用於多點不同高壓懸浮電位的分布式供能系統，該系統能夠實現分布式供能，並且供電功率高，成本低，對天氣要求較低。

為達到上述目的，本發明所述的用於多點不同高壓懸浮電位的分布式供能系統包括供氣單元、控制器及若干高壓懸浮電位供能模塊，其中，各高壓懸浮電位供能模塊均包括壓縮氣管、氣動馬達、發電機、蓄電池及dc/dc直流變壓裝置，其中，壓縮氣管的一端與氣動馬達的入氣口相連通，氣動馬達的輸出軸與發電機的驅動軸相連接，發電機的輸出端與蓄電池的充電接口相連接，蓄電池與dc/dc直流變壓裝置相連接，控制器與供氣單元的控制端相連接；

供氣單元的壓縮氣體出口與各高壓懸浮電位供能模塊中壓縮氣管的另一端相連通。

供氣單元包括空氣壓縮機、儲氣罐、截止閥及單向閥，其中，空氣壓縮機依次經截止閥、儲氣罐、單向閥及壓縮氣管與氣動馬達的入氣口相連通，控制器與空氣壓縮機的控制端及單向閥的控制端相連接。

還包括用於檢測蓄電池剩餘電量的電量檢測系統，電量檢測系統的輸出端與監測控制器的輸入端相連接，監測控制器的輸出端與控制器的輸入端相連接。

監測控制器與控制器之間通過光纖相連接。

還包括多個絕緣固定裝置，其中，所述絕緣控制裝置包括上連接端子、下連接端子及中空結構的套筒，上連接端子及下連接端子分別固定於套筒的上端及下端，光纖及壓縮氣管均穿過上連接端子、套筒及下連接端子。

套筒上下兩端均設有用於固定套筒的法蘭盤。

套筒的外壁上設有傘裙。

氣動馬達的輸出軸通過傳動裝置與發電機的驅動軸相連接。

電量檢測系統通過光纖與監測控制器相連接。

發電機的輸出端通過ac/dc整流裝置與蓄電池的充電接口相連接。

本發明具有以下有益效果：

本發明所述的用於多點不同高壓懸浮電位的分布式供能系統在具體操作時，以壓縮氣體為介質實現分布式供能，具體的，供氣單元輸出的壓縮空氣經壓縮氣管輸入到氣動馬達中，從而使驅動氣動馬達工作，氣動馬達帶動發電機工作，發電機產生的電充入蓄電池中，蓄電池通過dc/dc直流變壓裝置為負載提供所需的電壓，從而實現分布式供能。需要說明的是，本發明先將產生的電存儲到蓄電池中，再由蓄電池及dc/dc直流變壓裝置進行供電，因此具有較高的供電功率，同時成本較低，不受天氣的影響。

進一步，空氣壓縮機通過截止閥與儲氣罐相連通，避免儲氣罐內壓縮空氣的氣壓過高。

進一步，電量檢測系統檢測蓄電池的剩餘電量，再通過監測控制器及控制器控制氣動馬達的進氣量，實現對蓄電池及壓縮空氣的動態控制。

進一步，套筒的外壁上設有傘裙，提高套筒高耐壓沿面的絕緣性能。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明中絕緣固定裝置15的結構示意圖；

圖3為本發明的系統原理圖。

其中，1為空氣壓縮機、2為儲氣罐、3為單向閥、4為截止閥、5為壓縮氣管、6為氣動馬達、7為傳動裝置、8為發電機、9為ac/dc整流裝置、10為蓄電池、11為dc/dc直流變壓裝置、12為監測控制器、13為光纖、14為控制器、15為絕緣固定裝置、16為傘裙、17為上接線端子、18為套筒、19為法蘭盤。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述：

參考圖1及圖3，本發明所述的用於多點不同高壓懸浮電位的分布式供能系統包括供氣單元、控制器14及若干高壓懸浮電位供能模塊，其中，各高壓懸浮電位供能模塊均包括壓縮氣管5、氣動馬達6、發電機8、蓄電池10及dc/dc直流變壓裝置11，其中，壓縮氣管5的一端與氣動馬達6的入氣口相連通，氣動馬達6的輸出軸與發電機8的驅動軸相連接，發電機8的輸出端與蓄電池10的充電接口相連接，蓄電池10與dc/dc直流變壓裝置11相連接，控制器14與供氣單元的控制端相連接；供氣單元的壓縮氣體出口與各高壓懸浮電位供能模塊中壓縮氣管5的另一端相連通。

供氣單元包括空氣壓縮機1、儲氣罐2、截止閥4及單向閥3，其中，空氣壓縮機1依次經截止閥4、儲氣罐2、單向閥3及壓縮氣管5與氣動馬達6的入氣口相連通，控制器14與空氣壓縮機1的控制端及單向閥3的控制端相連接。本發明還包括用於檢測蓄電池10剩餘電量的電量檢測系統，電量檢測系統的輸出端與監測控制器12的輸入端相連接，監測控制器12的輸出端與控制器14的輸入端相連接。

監測控制器12與控制器14之間通過光纖13相連接；本發明還包括多個絕緣固定裝置15，其中，所述絕緣控制裝置包括上連接端子17、下連接端子及中空結構的套筒18，上連接端子17及下連接端子分別固定於套筒18的上端及下端，光纖13及壓縮氣管5均穿過上連接端子17、套筒18及下連接端子；套筒18上下兩端均設有用於固定套筒18的法蘭盤19；套筒18的外壁上設有傘裙16。

氣動馬達6的輸出軸通過傳動裝置7與發電機8的驅動軸相連接；電量檢測系統通過光纖13與監測控制器12相連接；發電機8的輸出端通過ac/dc整流裝置9與蓄電池10的充電接口相連接。

本發明的具體工作過程為：

空氣壓縮機1對室外空氣進行壓縮，再將壓縮氣體經截止閥4充入儲氣罐2中，當儲氣罐2內壓縮氣體的氣壓達到設定氣壓時，截止閥4關閉，同時空氣壓縮機1停止運行。通過電量檢測系統實時檢測蓄電池10的剩餘電量信息，並將蓄電池10的剩餘電量信息發送至監測控制器12中，當蓄電池10的剩餘電量小於等於預設電量閾值時，則產生充電請求信息，並將所述充電請求信息發送至控制器14中，控制器14控制單向閥3打開，使儲氣罐2中的壓縮氣體經壓縮氣管5進入到氣動馬達6中，使氣動馬達6工作，氣動馬達6帶動發電機8工作，發電機8產生的電經ac/dc整流裝置9整流後為蓄電池10充電，蓄電池10輸出的電經dc/dc直流變壓裝置11為負載提供所需電壓。本發明通過多個dc/dc直流變壓裝置11可實現同一高壓懸浮電位下多電壓電源的輸出，以驅動不同的負載類型。當儲能電池電量充滿，監測控制器12產生停止充電請求信息，並將停止充電請求信息發送至控制器14中，控制器14根據所述停止充電請求信息關閉單向閥3，同時使空氣壓縮機1工作，空氣壓縮機1產生的壓縮氣體為儲氣罐2補充氣體，直至儲氣罐2中的氣體補充完成為止。

當對處於不同高壓懸浮電位負載供能時，通過搭建多個絕緣固定裝置15，將儲氣罐2中的壓縮氣體向氣動馬達6中，從而完成不同高壓懸浮電位電能的供給。絕緣固定裝置15的耐壓等級由負載所處高壓懸浮電位電壓等級而定。

本發明通過搭建多個絕緣支柱，將地面產氣裝置產生壓縮氣體分別通過絕緣支柱向位於高壓平臺的不同高壓懸浮電位供能模塊給氣，從而完成不同高壓懸浮電位電能的供給。其中，絕緣支柱耐壓等級由負載所處高壓懸浮電位電壓等級而定。多點懸浮電位供能系統共用一套地面產氣裝置、產氣裝置控制器和位於高電位平臺的監測控制裝置。