[实用新型]一种具备异常保护机制的直流供电系统

说明书

本实用新型提供了一种具备异常保护机制的直流供电系统，该系统由功率校正充电模块、超级电容模块、升压模块和管控模块组成，其中所述功率校正充电模块的输入端通过AC/DC转换器与交流供电电路连接，为所述超级电容模块供电，所述超级电容模块的输入端与所述功率校正充电模块连接，输出端与所述升压模块连接，其结合所述升压模块为具备供电需求的直流侧一次设备和二次设备供电，由所述管控模块根据采集的状态信息控制各模块的运行。采用该供电系统，能够避免异常时直流需求侧大范围受损的风险，即使断电或遇到强烈的电压波动，也能够及时的控制保护电路工作，避免影响需求侧的一次设备，且采用高功率因数充电电路，节省了超级电容的成本和占地空间。

技术领域

本实用新型涉及电网供电系统优化技术领域，尤其涉及一种具备异常保护机制的直流供电系统。

背景技术

变电站作为电力系统不可或缺的部分，与电力系统共同发展了100多年，在这100多年的发展历程中，变电站在建造场地、电压等级、设备情况等方面都发生了巨大的变化；在电压等级上，随着电力技术的发展，由原来以少量110kV和220kV变电站为枢纽变电站，35kV为终端变电站的小电网输送模式，逐步发展成以特高压1000kV变电站和500kV 变电站为枢纽变电站，220kV、110kV变电站为终端变电站的大电网输送模式；在电气设备方面，一次设备由原来敞开式的户外设备为主，逐步发展到全封闭气体组合电器(GIS) 和半封闭气体组合电器(HGIS)；二次设备由早期的晶体管和集成电路保护发展到微机保护。

而直流电源系统是变电站的重要组成部分，是继电保护控制装置、自动化装置、高压断路器分合闸机构、通信、计量、事故照明等二次系统的供电电源，主要由蓄电池组和整流装置两部分组成，其输入端与交流供电端连接，输出端与直流母线或负载连接。正常运行情况下，直流电源系统由站用交流电经整流装置提供，当突发交流失电时，站用直流电源系统转由蓄电池组供电，蓄电池组便成为唯一的直流电源。但是，应用蓄电池组作为备用供电，普遍存在以下不可忽视的安全隐患，由于电池组维护量巨大，目前系统内每年都有大量电池组维护不到位的情况，部分站电池组运行状况恶劣，基本没有容量，运检人员又无法及时监测知情，这种情况下，在交流电源消失后蓄电池组带负载瞬间直流母线电压急剧下降，不仅会影响涉及负载的正常供电，甚至会导致变电站保护装置无法动作，从而引发事故扩大或烧毁一次设备，造成巨大的经济损失，大大降低供电可靠性，由于电池组没有容量，没有起到应有的作用，甚至可能由一起普通的线路故障扩大到全站停电，所以当蓄电池组无法正常供电时，如何在交流电源消失后保障直流系统可靠供电保证保护装置能够正确动作，是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种具备异常保护机制的直流供电系统，在一个实施例中，所述系统包括：功率校正充电模块、超级电容模块、升压模块和管控模块；

所述功率校正充电模块，其输入端通过AC/DC转换器与交流供电电路连接，为所述超级电容模块供电；

所述超级电容模块的输入端与所述功率校正充电模块连接，输出端与所述升压模块连接，结合所述升压模块为具备供电需求的直流侧一次设备和二次设备供电；

所述功率校正充电模块、超级电容模块和升压模块均与管控模块通信连接，由所述管控模块根据采集的状态信息控制各模块的运行。

优选地，一个实施例中，所述功率校正充电模块包括整流单元、充电电路、功率因数校正电路和谐振隔离单元；

所述整流单元的输入端与所述AC/DC转换器连接，输出端与充电电路连接；

所述充电电路采用boost升压电路拓扑，其包括充电电感(L)、充电开关管(Q) 和充电二极管(D)、充电电容(C)和辅助负载；

所述充电电感的输入端与所述整流单元的输出端连接，所述充电开关管与充电电感并联，所述充电二极管与充电电感串联，所述充电电容进一步与充电二极管连接；所述辅助负载并行连接在所述充电电容的两端；