[实用新型]一种变电站站用超级电容器直流电源装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及变电站用电源，具体涉及一种变电站站用超级电容器直流电源装置。

背景技术

直流系统在变电站、工矿企业变配电所、水电站、发电厂等供电系统中占有重要的地 位，主要用于高压断路器的分合闸、继电保护、通信设备、事故照明等方面的供电。此外， 也作为通讯设备、计算机设备、移动救援车等重要设备的备用电源。

目前变电站中使用最为普遍的直流屏为阀控密封铅酸蓄电池直流屏，但该铅酸蓄电池 存在功率密度低、工作温度范围窄、使用寿命短、维护难、污染环境等缺点。因此研究基 于绿色、高效新型蓄电池的电源装置替代是必然趋势。超级电容器是一种新型储能装置， 它具有功率密度高、充放电效率高、免维护、充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节 约能源和绿色环保等特点，在变电站直流系统中应用前景日益受到关注。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种变电站站用超级电容器直流电源装置，该装置解决了 现有变电站直流供电系统功率密度低、工作温度范围窄、使用寿命短、维护难、存在环境 污染的问题，具有功率密度高、充放电倍率高、容量利用率高、维护简单，使用寿命长的 特点。

本实用新型是这样实现的：一种变电站站用超级电容器直流电源装置，包括AC/DC 变换器、DC/DC变换器、主控制器、超级电容器储能单元；所述超级电容器储能单元包含 超级电容器串并联模组和均压监视电路模块；均衡监视电路的输入端接超级电容器串并联 模块的输出端，将采集超级电容器串并联模块的电流、电压、温度、充放电次数等数据信 号，均衡监视电路出端连接主控制器的第三输入端；

所述AC/DC变换器的第一输入端外接单相交流电源，AC/DC变换器的第二输入端与 主控制器的第一输出端相连，AC/DC变换器的第一输出端与超级电容器储能单元的第一输 入端相连，AC/DC变换器的第一输出端通过直流母线与DC/DC变换器的第三输入端相连， AC/DC变换器的第二输出端与DC/DC变换器的第一输入端相连；DC/DC变换器的第二输 入端与主控制器的第二输出端相连接，DC/DC变换器的第一输出端接变电站48V负载， DC/DC变换器第二输出端接变电站220V负载；主控制器的第三输入端与超级电容器存储 单元的第一输出端相连。

更进一步的方案是，所述主控制器包括ARM主控芯片、液晶显示屏、键盘、CAN 通信模块和与外界通信的RS485接口；ARM主控芯片分别于液晶显示屏、键盘、CAN通 信模块和与外界通信的RS485接口连接。

更进一步的方案是，所述AC/DC变换器包括单相不控整流电路、第一EMI滤波器和 单端正励隔离型BUCK变换器，单端正励隔离型BUCK变换器的受控开关器件由主控制 器电控制，第一EMI滤波器的输入端接变电站站用单相交流电源或变电站低压柜单相交流 电源，第一EMI滤波器输出端接单相不控整流器的输入端，单相不控整流器的输出端接单 端正励隔离型BUCK变换器的第一输入端，单端正励隔离型BUCK变换器的第一输出端 接超级电容器储能单元的第一输入端，单端正励隔离型BUCK变换器的第二输出端接 DC/DC变换器的第一输入端；

所述单端正励隔离型BUCK变换器包括可控电力开关V1和V2、二极管D5和D6、 隔离变压器T1，可控电力开关V1和V2的栅极通过隔离驱动电路与UC3845芯片连接， 可控电力开关V1的源极与二极管D5连接后再与可控电力开关V1的源极连接；可控电力 开关V2的漏极与二极管D6连接后再与可控电力开关V1的漏极连接；可控电力开关V2 的漏极与隔离变压器T1的初级的异名端连接，可控电力开关V1的源极与隔离变压器T1 的初级的同名端连接；隔离变压器T1的次级绕组通过主控制器与UC3845芯片连接；隔 离变压器T1的次级绕组与DC/DC变换器连接。

更进一步的方案是，所述单端正励隔离型BUCK变换器还包括滤波电路；

所述滤波电路包括二极管D7和D8、电感L1、电容C2；二极管D7的一端与隔离变 压器T1的次级绕组的同名端连接，二极管D7的另一端与二极管D8连接后再与隔离变压 器T1的次级绕组的异名端连接；二极管D7的另一端与电感L1连接后再与电容C2连接， 最后与隔离变压器T1的次级绕组的异名端连接；电容C2的两端通过主控制器与UC3845 芯片连接；电容C2的两端分别与DC/DC变换器连接。