一种单层框架式自助供电系统技术方案

一种单层框架式自助供电系统，属应急电源领域。包括依次连接的压电振动能量收集器组、整流电路、充电电路和蓄电池；压电振动能量收集器组包括多个压电振动能量收集器；设置一个单层整体框架结构，单层整体框架结构为一个带有多个横隔的框架结构，在每两个横隔之间固定有多个压电振动能量收集器，各个压电振动能量收集器的一端固定在横隔上，构成一个阵列式压电振动能量收集器组；所述的单层整体框架结构固接在变压器的本体或变压器的附件结构上。其充分利用变压器的振动能量，变废为宝，可实现故障状态下的应急照明，有助于节能降耗，提高变电站运行安全系数。可广泛用于变电站紧急照明系统或一次线路开关应急操作电源的设计、制造领域。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于应急电源领域，尤其涉及一种用于变电站的自助供电系统。
技术介绍
现有的变电站中，应急事故照明系统已经作为一种标准配置，被广泛应用。一个标准的应急事故照明系统，通常由一套交—直流变换装置、至少一组蓄电池和分布于各个关键照明点的应急照明灯具等构成。在变电站的站用交流电源系统正常时，应急事故照明系统由站用交流电源系统供电，对应急事故照明系统中的蓄电池组进行充电，一旦变电站的站用交流电源消失，则变电站应急事故照明系统自动通过切换电路(或控制开关)将平时处于充电状态的蓄电池组(亦称直流系统)投入运行状态，蓄电池组的电源输出端对各个应急照明灯具进行供电，确保在事故状态下必需的照明。现有的各种应急事故照明系统，其工作原理实际上与电脑用UPS装置相类似，都是在交流电源有电时，用交流电源对蓄电池组进行充电，当交流电源失电时，蓄电池组转入工作状态，为应急照明灯具或系统提供应急电源，保证紧急情况下所需的最低和必要照明亮度。随着照明技术的不断发展，各种采用LED发光器件的照明灯具应运而生，例如，公开日为2014年03月12日，公开号为CN103632621A的中国专利技术专利申请中，公开了一种“节能型LED事故照明与设备铭牌一体标牌”，其标牌本体为透明导光面板，在透明导光面板上标有设备编号；在透明导光面板周围设置LED发光器件；LED发光器件的出光面朝向透明导光面板；LED发光器件经导线与变电站应急事故照明装置的电源连接。当变电站应急事故照明装置启动后，LED发光器件得电发光，照亮透明导光面板上的设备编号，帮助操作人员对设备编号铭牌标志进行迅速正确的读取，并对标牌所在部位提供事故应急照明光源。其透明导光面板既可显示设备编号文字，又可作为平面光源照亮周边环境，可避免运行人员的误操作，最大限度的利用了照明能量，使得应急事故照明装置与设备编号铭牌标志两位一体，起到双重作用。变压器噪声是由本体结构设计、选型布局、安装、使用过程中，变压器本体及冷却系统产生的不规则、间歇、连续或随机引起的机械噪声及空气噪声总和。具体来说，变压器本体振动产生的噪声根源在于：(1)硅钢片的磁致伸缩引起的铁芯振动；(2)硅钢片接缝处和叠片之间存在着因漏磁而产生的电磁吸引力而引起铁芯的振动；(3)当变压器绕组中有负载电流通过时，负载电流产生的漏磁引起线圈、油箱壁的振动。随着经济的不断发展，煤、石油等化石能源资源因不断消耗而日益减少，世界各国都在大力发展各种可再生能源，希望能够将环境中可以回收利用的能量进行收集和转换。压电振动能量收集器就是实现这一功能的一种器件，它是通过压电材料(通常是压电陶瓷)的“压电效应”，将环境中的各种振动能收集转换为电能。压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。所谓“压电效应”是指某些介质在受到机械压力时，哪怕这种压力像声波振动那样微小，都会产生压缩或伸长等形状变化，引起介质表面带电，这是正压电效应。反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。如果能够利用“压电效应”制备出基于压电振动能量收集器的一种自助供电系统，将变压器的振动能收集储存起来，将压电振动能量收集器与变电站的应急照明系统相结合，在变电站出现故障时，及时为应急照明设备供电，既可以实现故障状态下的应急照明，提高故障抢修效率，保障人身安全和设备安全；又可充分利用变压器的振动能量，变废为宝，有助于节能降耗，降低运行维护工作的成本，其构思的实现和完成，对于变电站的经济运行具有十分重要的意义。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种单层框架式自助供电系统，其采用阵列式压电振动能量收集器作为振动能量收集装置，通过单层框架结构，将多个压电振动能量收集器安装、固定在变压器本体或其附件结构的指定位置上，在谐振状态下收集变压器振动产生的能量，用于变电站紧急照明和一次线路开关的应急操作，既可以实现故障状态下的应急照明，提高故障抢修效率，保障人身安全和设备安全；又可充分利用变压器的振动能量，变废为宝，有助于节能降耗，提高变电站运行的安全系数。本技术的技术方案是：提供一种单层框架式自助供电系统，其特征是：所述的自助供电系统包括依次连接的压电振动能量收集器组、整流电路、充电电路和蓄电池；所述的压电振动能量收集器组包括多个压电振动能量收集器；设置一个单层整体框架结构，所述的单层整体框架结构为一个带有多个横隔的框架结构，在每两个横隔之间，固定有多个所述的压电振动能量收集器，各个压电振动能量收集器的一端固定在所述的横隔上，构成一个阵列式压电振动能量收集器组；所述的单层整体框架结构固接在变压器的本体或变压器的附件结构上；所述的多个压电振动能量收集器在电路上为并联结构；所述的压电振动能量收集器组的电能输出端，依次经所述的整流电路和充电电路，与所述蓄电池的正、负电极对应连接；所述蓄电池的正、负电极经过一个控制开关，与变电站紧急照明系统或一次线路开关直流操作系统的直流电源输入端对应连接。具体的，其所述的单层整体框架结构，设置在变压器的喷油管与本体之间的连杆处。进一步的，在所述变压器的喷油管与本体之间的连杆处，分别纵向设置至少两组所述的单层整体框架结构，两组单层整体框架结构之间，经过夹板和紧固螺栓与连杆固接为一体，构成双头哑铃式结构的振动能量收集组件。更进一步的，其所述的压电振动能量收集器为双晶片悬臂梁结构压电振动能量收集器、鼓形结构压电振动能量收集器或铙钹结构压电振动能量收集器。所述的整流电路为倍压整流电路。所述的充电电路为限流—恒压快充模式的充电电路。所述的蓄电池为锂电池。与现有技术比较，本技术的优点是：1.采用阵列式压电振动能量收集器组，将该阵列式压电振动能量收集器组安装固定在变压器上的指定位置，在谐振状态下收集变压器振动所产生的能量，用于变电站紧急照明和一次线路开关的应急操作，不仅达到了节能的效果，同时对变压器还有着减振降噪的功能；2.采用能够紧固在振动源上的单层整体框架结构，将多个压电振动能量收集器组成阵列式结构，固定在单层整体框架结构上，以提高其电能输出能力；3.整个自助供电系统既可以实现故障状态下的应急照明，又可充分利用变压器的振动能量，变废为宝，还可对变压器实现减振降噪的功能。附图说明图1是本技术自助供电系统的电路模块示意图；图2是本技术单层整体框架结构的结构示意图；图3是图2的侧视图；图4是单层整体框架结构的实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单层框架式自助供电系统，其特征是：所述的自助供电系统包括依次连接的压电振动能量收集器组、整流电路、充电电路和蓄电池；所述的压电振动能量收集器组包括多个压电振动能量收集器；设置一个单层整体框架结构，所述的单层整体框架结构为一个带有多个横隔的框架结构，在每两个横隔之间，固定有多个所述的压电振动能量收集器，各个压电振动能量收集器的一端固定在所述的横隔上，构成一个阵列式压电振动能量收集器组；所述的单层整体框架结构固接在变压器的本体或变压器的附件结构上；所述的多个压电振动能量收集器在电路上为并联结构；所述的压电振动能量收集器组的电能输出端，依次经所述的整流电路和充电电路，与所述蓄电池的正、负电极对应连接；所述蓄电池的正、负电极经过一个控制开关，与变电站紧急照明系统或一次线路开关直流操作系统的直流电源输入端对应连接。

【技术特征摘要】
1.一种单层框架式自助供电系统，其特征是：
所述的自助供电系统包括依次连接的压电振动能量收集器组、整流电路、充
电电路和蓄电池；
所述的压电振动能量收集器组包括多个压电振动能量收集器；
设置一个单层整体框架结构，所述的单层整体框架结构为一个带有多个横隔
的框架结构，在每两个横隔之间，固定有多个所述的压电振动能量收集器，各个压
电振动能量收集器的一端固定在所述的横隔上，构成一个阵列式压电振动能量收集
器组；
所述的单层整体框架结构固接在变压器的本体或变压器的附件结构上；
所述的多个压电振动能量收集器在电路上为并联结构；
所述的压电振动能量收集器组的电能输出端，依次经所述的整流电路和充电
电路，与所述蓄电池的正、负电极对应连接；
所述蓄电池的正、负电极经过一个控制开关，与变电站紧急照明系统或一次
线路开关直流操作系统的直流电源输入端对应连接。
2.按照权利要求1所述的单层框架式自助供电系...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩浩江，施灵，王颖韬，李顺道，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：新型
国别省市：上海;31