用於配電終端的電源裝置製造方法

2023-04-26 09:57:46

用於配電終端的電源裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用於配電終端的電源裝置，設有交流輸入埠、充放電埠和直流供電埠；該電源裝置包括：交流/直流轉換電路、直流變換電路、充放電管理電路和電源控制電路；交流直流轉換電路與交流輸入埠連接；直流變換電路與交流直流轉換電路連接；充放電管理電路的一端與充放電埠連接、另一端與直流供電埠連接；電源控制電路，用於檢測直流變換電路輸出的直流信號並控制充放電管理電路的充電或者放電行為。通過配置交流輸入埠和充放電埠，使得電源裝置能夠接受外界的交流電源和蓄電單元的直流電源，且在交流供電閒置時能經充放電埠對蓄電單元充電，以滿足電源裝置對配電終端及開關執行機構的可靠供電。
【專利說明】用於配電終端的電源裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及自動配電領域，特別地，涉及一種用於配電終端的電源裝置。

【背景技術】
[0002]配電自動化系統要求在電力系統正常運行和故障時，能對一次線路進行監控和故障判斷，並採取相應措施，所以配電自動化系統本身的供電問題尤為重要。
[0003]配電自動化終端是基於計算機和通信網絡的饋線自動化系統的核心設備。配電自動化終端的電源不僅要供終端自身用電，還要供給通訊模塊，控制迴路跳、合閘等，配電自動化終端必須擁有不間斷的供電電源。特別是當配電網饋線發生永久性故障時，饋線出口開關保護動作，饋線失去交流電源，這時配電終端必須有電源保證自身正常工作，以及為開關提供操作電源。
[0004]多年的運行情況表明:配電自動化終端長年運行在戶外惡劣的環境裡，其電源是出現問題最多的部件，是影響其穩定可靠運行的關鍵因素。因此，如何確保配電自動化終端在任何時候都能獲得不間斷的電源是設計的一個重點。
實用新型內容
[0005]本實用新型目的在於提供一種用於配電終端的電源裝置，以解決現有的電源裝置無法滿足配電終端的不間斷供電需求的技術問題。
[0006]為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下:
[0007]—種用於配電終端的電源裝置，該電源裝置設有交流輸入埠、充放電埠和直流供電埠 ；該電源裝置包括:交流/直流轉換電路、直流變換電路、充放電管理電路和電源控制電路；
[0008]交流/直流轉換電路與交流輸入埠連接，用於將外界的交流輸入經整流後變換為第一直流輸出；
[0009]直流變換電路與交流/直流轉換電路連接，用於第一直流輸出經變壓及濾波處理後變換為第二直流輸出給直流供電埠；
[0010]充放電管理電路的一端與充放電埠連接，用於給蓄電池進行充電或者接收蓄電池的放電電源，充放電管理電路的另一端與直流供電埠連接，用於將蓄電池的放電電源經直流供電埠輸出；
[0011]電源控制電路，用於檢測直流變換電路輸出的直流信號並控制充放電管理電路的充電或者放電行為。
[0012]進一步地，交流輸入埠連接有至少兩個供電單元，多個供電單元經切換電路連通至交流輸入埠。
[0013]進一步地，供電單元為與配電網的饋線相連的電壓互感器或者供電變壓器。
[0014]進一步地，直流供電埠至少包括:用於供電給配電終端的第一埠、用於供電給配電終端處的開關執行元件的第二埠。
[0015]進一步地，充放電埠連接有蓄電單元。
[0016]進一步地，交流/直流轉換電路採用橋式整流電路。
[0017]進一步地，充放電管理電路包括:放電迴路、活化迴路,活化迴路用於經充放電埠給蓄電單元充電；放電迴路經充放電埠接收蓄電單元的放電電源並將放電電源經直流供電埠輸出。
[0018]進一步地，電源控制電路設有通信埠，用於與主處理器通信，以傳送蓄電單元的充放電信息。
[0019]進一步地，直流供電埠設有供電指示燈，用於指示供電的通斷狀態。
[0020]本實用新型具有以下有益效果:
[0021 ] 本實用新型電源裝置，通過設置交流輸入埠和充放電埠，使得電源裝置能夠接受外界的交流電源和蓄電單元的直流電源，且在交流供電閒置時能經充放電埠對蓄電單元充電，以滿足電源裝置對配電終端及開關執行機構的可靠供電，保證配電自動化系統的安全運行。
[0022]除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本實用新型還有其它的目的、特徵和優點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0024]圖1是本實用新型優選實施例用於配電終端的電源裝置的原理示意圖；以及
[0025]圖2是本實用新型優選實施例雙供電單元切換的原理示意圖。
[0026]附圖標記說明:
[0027]11、交流輸入埠 ； 12、充放電埠 ； 13、直流供電埠 ；
[0028]21、交流/直流轉換電路；22、直流變換電路；23、充放電管理電路；24、電源控制電路；
[0029]30、供電單元；40、蓄電單元；50、切換電路。

【具體實施方式】
[0030]以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0031]參照圖1，本實用新型的優選實施例提供了一種用於配電終端的電源裝置，該電源裝置設有交流輸入埠 11、充放電埠 12和直流供電埠 13 ;該電源裝置包括:交流/直流轉換電路21、直流變換電路22、充放電管理電路23和電源控制電路24。其中，交流/直流轉換電路21與交流輸入埠 11連接，用於將外界的交流電經整流後變換為第一直流輸出；本實施例中，交流/直流轉換電路21採用橋式整流電路，用於將交流電經橋式整流後轉換成第一直流輸出。直流變換電路22與交流/直流轉換電路21連接，用於第一直流輸出經變壓及濾波處理後變換為第二直流輸出給直流供電埠 13 ;本實施例中，直流變換電路22包括:DC/DC變換電路和濾波處理電路，其中，DC/DC變換電路對第一直流輸出進行電壓轉換處理，濾波處理電路用於對經電壓轉換後的直流電進行濾波處理以得到第二直流輸出。本實施例中，第二直流輸出經直流供電埠 13供電給配電終端和/或開關執行元件。充放電管理電路23的一端與充放電埠 12連接，用於給蓄電池進行充電或者接收蓄電池的放電電源，充放電管理電路23的另一端與直流供電埠 13連接，用於將蓄電池的放電電源經直流供電埠 13輸出；電源控制電路24，用於檢測直流變換電路22輸出的直流信號並控制充放電管理電路23的充電或者放電行為。本實施例中，電源控制電路24採集直流變換電路22的第二直流輸出的電流信號或者電壓信號，以判斷經直流變換電路22供電的支路是否出現故障，若是，則驅動充放電管理電路23進行放電，以滿足直流供電埠 13的可靠供電；當交流供電處於閒置狀態時，電源控制電路24通過檢測第二直流輸出的電流信號，以驅動充放電管理電路23對外界的蓄電池進行充電，以滿足蓄電池在應急情況下的可靠供電。
[0032]本實施例通過設置交流輸入埠 11和充放電埠 12，使得電源裝置能夠接受外界的交流電源和蓄電單元的直流電源，且在交流供電閒置時能經充放電埠 12對蓄電單元充電，以滿足電源裝置對配電終端及開關執行機構的可靠供電，保證配電自動化系統的安全運行。
[0033]本實施例中，交流輸入埠 11接收的外界的交流電直接從配電網的1KV饋線上取電，一般採用與饋線相連的電壓互感器PT或者與饋線相連的供電變壓器。
[0034]優選地，為了提高供電的可靠性，本實施例中，交流輸入埠 11連接有兩個供電單元30，兩個供電單元30經切換電路50連通至交流輸入埠 11。
[0035]參照圖2，雙供電單元供電時的電路切換原理如下:
[0036]本實施例中，切換電路50採用帶A/D轉換的CPU實現對輸入電壓的精確測量，本實施例中，第一迴路的交流電經輸入採樣器、橋式整流、A/D轉換後給CPU，第二迴路的交流電同樣經輸入採樣器、橋式整流、A/D轉換後給CPU，CPU根據測量的電壓數值通過中間繼電器實現電壓切換。切換模塊採用互備的切換方式，當一路交流輸入出現了失電或缺相時可自動切換到二路電源。正常工作時，由第一迴路工作，參照圖2，有交流輸入I供電給交流輸入埠 11，給CPU監測到第一迴路失電或故障時，CPU發出信號使工作電源切換到第二迴路，使得交流輸入2供電給交流輸入埠 11，當第二迴路恢復正常，雙電源的切換裝置不再重新將工作電源切換到第一迴路上，除非第二迴路出現失電或故障。優選地，為保證整個裝置的安全可靠運行，在該切換電路50的投切設置了互鎖功能，使電源裝置在任意狀態下兩路交流輸入不會同時投入工作。為了防止中間繼電器發生抖動，CPU中的切換電壓設置回差。
[0037]優選地，本實施例中，充放電埠 12連接有蓄電單元40，本實施例中，蓄電單元40為蓄電池。本實施例中，充放電管理電路23包括:放電迴路、活化迴路，活化迴路用於經充放電埠 12給蓄電單元40充電；放電迴路經充放電埠 12接收蓄電池的放電電源並將放電電源經直流供電埠 13輸出。
[0038]本實施例中，通過切換電路50實現了兩路交流輸入的自動投切，通過電源控制電路24實現了交流輸入與蓄電單元供電之間的自動投切，從而確保了電源裝置對配電終端的工作電源和執行電源的可靠穩定供電。
[0039]本實施例中，直流供電埠 13包括:用於供電給配電終端的第一埠、用於供電給配電終端處的開關執行元件的第二埠和用於供電給通信裝置的第三埠。
[0040]優選地，本實施例中，電源控制電路24設有通信埠，用於與主處理器通信，以傳送蓄電單元40的充放電信息，本實施例中，蓄電單元40的充放電信息包括:電池活化時間、蓄電池的欠壓警告信息、蓄電池的過壓警告信息。
[0041 ] 優選地，本實施例中，直流供電埠 13設有供電指示燈，用於指示供電的通斷狀態。
[0042]本實施例電源裝置的基本功能如下:
[0043]雙路交流輸入自動切換功能:可以實現交流進線電源的自動切換，有些場合雙電源切換功能可選用。
[0044]充電功能:實現對蓄電池的充電功能，提供27.5V充電電源，滿足蓄電池的充電要求。
[0045]供電功能:滿足具有三路直流電源供電輸出，24V開關操作電源，12V配電終端及通信工作電源。
[0046]告警功能:具備交流失電告警功能和蓄電池電池欠壓告警功能。
[0047]保護功能:瞬時過電壓保護功能、電池過放保護功能、短路保護功能。
[0048]指示功能:具備直流輸出電壓輸出指示功能。
[0049]本實施例電源裝置的基本參數設計如下:
[0050]輸入:
[0051]I)、額定輸入電壓:220VAC ；
[0052]2)、輸入電壓範圍:220VAC 的-10% ?+30% ；
[0053]3)、輸入電壓頻率:50Ηζ±5%。
[0054]輸出:
[0055]I)、充電輸出:蓄電池浮充電電壓:+27.5V±2%，輸出電流0.5A ；
[0056]2)、供電輸出:開關操作電源輸出電壓:+24V±15%,輸出電流8A ;
[0057]3)、通訊工作電源:+12V 土 2%，輸出電流0.5A。
[0058]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種用於配電終端的電源裝置，其特徵在於，所述電源裝置設有交流輸入埠(11)、充放電埠(12)和直流供電埠(13)； 所述電源裝置包括:交流/直流轉換電路(21)、直流變換電路(22)、充放電管理電路(23)和電源控制電路(24)； 所述交流/直流轉換電路(21)與所述交流輸入埠(11)連接，用於將外界的交流輸入經整流後變換為第一直流輸出； 所述直流變換電路(22)與所述交流/直流轉換電路(21)連接，用於所述第一直流輸出經變壓及濾波處理後變換為第二直流輸出給所述直流供電埠(13)； 所述充放電管理電路(23)的一端與所述充放電埠(12)連接，用於給蓄電池進行充電或者接收所述蓄電池的放電電源，所述充放電管理電路(23)的另一端與所述直流供電埠(13)連接，用於將所述蓄電池的放電電源經所述直流供電埠(13)輸出； 所述電源控制電路(24)，用於檢測所述直流變換電路(22)輸出的直流信號並控制所述充放電管理電路(23)的充電或者放電行為。
2.根據權利要求1所述的用於配電終端的電源裝置，其特徵在於， 所述交流輸入埠(11)連接有至少兩個供電單元(30)，多個所述供電單元(30)經切換電路(50)連通至所述交流輸入埠(11)。
3.根據權利要求2所述的用於配電終端的電源裝置，其特徵在於， 所述供電單元(30)為與配電網的饋線相連的電壓互感器或者供電變壓器。
4.根據權利要求1所述的用於配電終端的電源裝置，其特徵在於， 所述直流供電埠(13)至少包括:用於供電給所述配電終端的第一埠、用於供電給所述配電終端處的開關執行元件的第二埠。
5.根據權利要求1至4任一所述的用於配電終端的電源裝置，其特徵在於， 所述充放電埠(12)連接有蓄電單元(40)。
6.根據權利要求5所述的用於配電終端的電源裝置，其特徵在於， 所述交流/直流轉換電路(21)採用橋式整流電路。
7.根據權利要求5所述的用於配電終端的電源裝置，其特徵在於， 所述充放電管理電路(23)包括:放電迴路、活化迴路，所述活化迴路用於經所述充放電埠(12)給所述蓄電單元(40)充電；所述放電迴路經所述充放電埠(12)接收所述蓄電單元(40)的放電電源並將所述放電電源經所述直流供電埠(13)輸出。
8.根據權利要求5所述的用於配電終端的電源裝置，其特徵在於， 所述電源控制電路(24)設有通信埠，用於與主處理器通信，以傳送所述蓄電單元(40)的充放電信息。
9.根據權利要求5所述的用於配電終端的電源裝置，其特徵在於， 所述直流供電埠(13)設有供電指示燈，用於指示供電的通斷狀態。
【文檔編號】H02J7/02GK204243884SQ201420351757
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】林峻, 陳麗銘, 周文友, 黃家聯, 邵自甦, 龍洪基, 鄭星炯, 何湛邦, 吳榮嘉, 邱雪花, 梁自維 申請人:廣東電網公司佛山供電局, 湖南英科電力技術有限公司