專利名稱：備用電源在線裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種備用電源在線裝置，特別是涉及一種用于發電廠、變電站及其他用戶的備用電源在線裝置。
背景技術：
備用電源自動投入裝置，是指工作電源因故障斷開以后，備用電源開關能自動而迅速地合上投入工作，將用戶用電切換到備用電源供電，使用戶不至于停電的一種自動裝置。目前，現有的備用電源自動投入裝置包含有一個備用電源開關及其監測控制器， 備用電源開關的動、靜觸頭分別跨接在工作電源與備用電源之間，當其監測系統檢測到工作電源開關跳開，工作電源失壓，且備用電源有電壓時，其控制器立即合上備用電源開關恢復供電。但是，在實踐中發現，現有的備用電源裝置存在以下不足備用電源開關是機械式開關，做不到在線運行，即切換電源過程中用戶中斷供電的時間最少也在秒級以上，降低了供電電能質量，影響了用戶生產。由此可見，上述現有的備用電源裝置在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創設一種裝置，既可在故障時能夠隔離工作電源與備用電源之間的短路故障穿越，又可在正常方式下實現備用電源與工作電源的并聯使用，備用電源與工作電源之間互聯功率的靈活控制的一種新的備用電源在線裝置，實屬當前業界極需改進的目標。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種備用電源在線裝置，使其既可在故障時能夠隔離工作電源與備用電源之間的短路故障穿越，又可實現正常方式下備用電源的在線運行方式，從而克服現有備用電源裝置的不足。為解決上述技術問題，本實用新型一種備用電源在線裝置，包括兩個電壓源換流器以及連接在兩個電壓源換流器之間的直流采用電路和直流電容器，其中電壓源換流器包括換流變壓器、換流電抗器、電壓源換流閥及其控制器。作為本實用新型的一種改進，所述的電壓源換流閥的橋臂由功率可控關斷器件構成。所述的電壓源換流閥的橋臂由IGBT、IGCT和反并聯二極管構成。所述的兩個電壓源換流器均外接有隔離刀閘。采用這樣的設計后，本實用新型既在故障時既隔離了工作電源與備用電源之間的短路故障穿越，又同時實現了備用電源在線運行方式，又可實現備用電源與工作電源之間之間的功率互換，功率的靈活控制，備用電源與工作電源的切換過程持續供電功能，有效的提高了供電電壓質量，增加了用戶對電壓質量的滿意度，此外，還具有改善母線功率因數、改善母線電壓波形、穩定母線電壓與抑制電壓暫降等功能。
上述僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。圖I是本實用新型備用電源在線裝置的組成及安裝示意圖。圖2是本實用新型備用電源在線裝置的部分電路原理圖。
具體實施方式
請參閱圖I所示，本實用新型備用電源在線裝置，包括兩個電壓源換流器2、3以及連接在兩個電壓源換流器2、3之間的直流采用電路和直流電容器4，連同其控制器5、6以及 冷卻等裝置，安裝在一個閥廳內。其中，電壓源換流器2、3包括換流變壓器、換流電抗器、電壓源換流閥及其控制器。電壓源換流閥的橋臂，由功率可控關斷器件，如IGBT、IGCT和反并聯二極管構成。請配合參閱圖2所示，電壓源換流閥采用三相橋式接法，三相橋的直流側接直流電容器4，三相橋的交流側接換流電抗器，然后再通過換流變壓器和隔離刀閘接到交流母線上。為適應電壓電流等級的要求，可將電壓源換流器2、3中的電壓源換流閥部分的組成元件，如IGBT、IGCT等進行串聯或并聯連接；以達到適應相應電壓或電流等級的要求。如圖所示，交流電源I與交流電源2各經自交流母線I和交流母線2分別向負載I與負載2供電，本實用新型備用電源在線裝置，替代現有的機械式開關，通過隔離刀閘跨接在交流母線I和交流母線2之間，互為備用。交流電源I與交流電源2的互聯，可以是同步互聯或異步互聯；可以是同一電網中的非電磁環網閉環或電磁環網閉環，變壓器的組別可以相同或不同，通過本實用新型裝置的功率方向與大小，可以按需要設定。正常運行方式下，負載I與負載2分別由交流電源I和交流電源2作為工作電源供電，跨接在交流母線I和交流母線2之間的備用電源在線裝置在線與兩交流電源并聯供電，作為備用電源。交流電源I發生故障停運時，隔離刀閘立即合閘，交流電源2經過交流母線2與電壓源換流器3連接；經換流變壓器、換流電抗器得到穩定的交流電壓源；電壓源換流閥在其控制器6的作用下，按照一定順序的接通與關斷并進行脈沖寬度調制，經過直流電容器4轉換成直流電源；直流電源又接入電壓源換流器2的電壓源環流閥，在其控制器5的作用下按照一定順序的接通與關斷并進行脈沖寬度調制，逆變成交流電源；再經換流電抗器、換流變壓器和母線，與交流電源I并列互聯，作為負載I的備用電源，實現了備用電源在線運行。反之亦然。本實用新型隔離了工作與備用電源之間的短路故障外，克服了機械開關在切換過程中用戶短時停電的不足，實現了負載在電源切換過程中持續供電，有效的提高了電壓質量，增加用戶對電壓質量的滿意度。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，本領域技術人員利用上述揭示的技術內容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均 落在本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種備用電源在線裝置，其特征在于包括兩個電壓源換流器以及連接在兩個電壓源換流器之間的直流采樣電路和直流電容器，其中 電壓源換流器包括換流變壓器、換流電抗器、電壓源換流閥及其控制器。
2.根據權利要求I所述的備用電源在線裝置，其特征在于所述的電壓源換流閥的橋臂由功率可控關斷器件構成。
3.根據權利要求I所述的備用電源在線裝置，其特征在于所述的電壓源換流閥的橋臂由IGBT、IGCT和反并聯二極管構成。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的備用電源在線裝置，其特征在于所述的兩個電壓源換流器均外接有隔離刀閘。
專利摘要本實用新型是有關于一種備用電源在線裝置，包括兩個電壓源換流器以及連接在兩個電壓源換流器之間的直流短母線和直流電容器，其中電壓源換流器包括換流變壓器、換流電抗器、電壓源換流閥及其控制器。本實用新型既可隔離工作電源與備用電源之間的短路故障穿越，又同時實現備用電源在線運行方式，既實現工作電源與備用電源之間的功率互換，又實現了用戶工作電源與備用電源的切換過程持續供電功能，有效的提高了供電電壓質量，增加了用戶對電壓質量的滿意度，此外，還具有改善母線功率因數、改善母線電壓波形、穩定母線電壓與抑制電壓暫降等功能。
文檔編號H02J9/06GK202772656SQ20122033447
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月11日 優先權日2012年7月11日
發明者唐寅生, 張傳青, 唐宗華, 王 琦 申請人:北京國能子金電氣技術有限公司