单相660V～3.3kV长距离分布式直接供电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种单相660V～3.3kV长距离分布式直接供电系统，包括智能均衡负载稳压电源、分布式智能开关电源和上位机，智能均衡负载稳压电源将三相380V交流电依次进行整流、滤波、逆变和变压处理，根据需要输出单相660V～3.3kV交流电，并可自动调输出以保持其输出稳定，其包括控制主板和依次相连的整流器、滤波器、逆变器、电抗器和变压器；分布式智能开关电源将660V～3.3kV交流电变成220V交流电，并可自动调输出以保持其输出稳定，其包括可调变压器和智能开关控制器；上位机向智能均衡负载稳压电源和分布式智能开关电源下发控制指令，接收并保存它们上传的各自本地状态参数。本系统成本低且供电稳定可靠。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种供电系统，尤其涉及一种单相660V 3. 3kV长距离分布式直接供电系统。
技术介绍
对于设备负荷分散、供电距离长(2-20公里)的供电系统，如高速公路沿线机电设备的供电系统，为保证远端设备供电质量，目前常使用的供电方法有如下几种(I) ,380V/220V 直接供电方式在距变电站较近(4km以内)的用电设备，目前常采用低压380V/220V直接供电，随着距离增加和远端负载增大，为满足远端设备端电压不低于设计指标的要求，必须增大 传输线缆的线径，从而造成供电成本升高。(2)、10kV(*6kV)间接供电方式对于距离较远(超过4km)的用电设备，目前常采用IOkV (或6kV)电缆，将电源提供到负载相对集中的位置，在此处安装IOkV (或6kV)/0. kV变压器，将IOkV (或6kV)变压为380V/220V，再使用380V/220V 二次配电，此方案不但需要IOkV电缆、变压器等设备，同时还要进行二次配电，故综合造价较高。(3)、太阳能、风能供电方式利用太阳能或风能为远端设备直接供电，这种方案不足的地方是首先供电质量不够稳定，无论是太阳能还是风能都受天气状况影响；其次太阳能和风能受到建设规模限制，使其发电容量有限，无法和线缆提供的能量相比。因此，如何降低负荷分散、供电距离长(2-20公里)的供电系统的供电成本且保证能供电系统可靠稳定供电是目前亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可靠稳定供电且成本较低的单相660V 3. 3kV长距离分布式直接供电系统。为达到上述目的，本技术提供了一种单相660V 3. 3kV长距离分布式直接供电系统，包括智能均衡负载稳压电源、分布式智能开关电源和上位机，其中，智能均衡负载稳压电源，包括依次相连的整流器、滤波器、逆变器、电抗器和变压器，用于将市电三相380V交流电依次进行整流、滤波、逆变和变压处理后，根据需要输出660V 3. 3kV交流电；控制主板，用于当监测到所述变压器输出的电压与设定的输出电压有偏差时，自动调整所述逆变器的PWM脉宽信号来保持其输出电压稳定；当监测到所述变压器输出的负载电流异常时，自动切断所述变压器的输出，并向所述上位机发出报警信息；分布式智能开关电源，包括可调变压器，其与660V 3. 3kV输出母线相连，用于将660V 3. 3kV交流电变换成220V交流电；智能开关控制器，用于当监测到所述可调变压器输出偏离设定电压时，自动调整所述可调变压器的抽头来补充电压降以稳定输出；当监测到所述可调变压器的负载电流异常时，自动切断所述可调变压器的输出，并向所述上位机发出报警信息；上位机，用于向所述智能均衡负载稳压电源和所述分布式智能开关电源下发控制指令，接收并保存它们上传的各自本地状态参数。本技术的单相660V 3. 3kV长距离分布式直接供电系统，还包括旁路开关，其在当所述控制主板检测到所述逆变器出现故障时启动，用以实现将三相380V交流电直接通过所述变压器升压为单相660V 3. 3kV交流电。 本技术的单相660V 3. 3kV长距离分布式直接供电系统，所述控制主板包括型号为DSP30F4013的单片机芯片及其外围电路、采样及保护电路和通讯电路，其中，所述单片机芯片第8、第9、第38和第41管脚分别对应与所述逆变器的四个IGBT功率模块的IGBT驱动器相连；采样及保护电路，包括由霍尔电流传感器和第一运算放大器及其外围电路构成的电流采样放大电路，由电压互感器和第二运算放大器及其外围电路构成的电压采样放大电路，以及由第一比较器和第二比较器构成的比较电路，所述霍尔电流传感器和所述电压互感器接660V 3. 3kV交流电，所述霍尔电流传感器的输出端与所述第一运算放大器的输入端相连，所述电压互感器的输出端与所述第二运算放大器输入端相连，所述第一运算放大器的输出端以及所述第二运算放大器的输出端与所述比较电路的输入端相连，如果采样电压值或电流值超过设定值，则所述比较电路通知所述单片机芯片的第37脚；通讯电路，包括型号为MAX13487的RS-485/RS-422接口转换芯片及其外围电路构成UART通讯接口，该UART通讯接口的接收和发送端分别对应与所述单片机芯片的第I和第44管脚相连，用于实现所述控制主板与所述上位机之间的通讯；以及，型号82C250的CAN总线收发芯片及其外围电路构成的CAN通讯接口，该CAN通讯接口的接收和发送端与所述单片机芯片的第4和第5管脚相连，用于实现所述控制主板与所述智能开关控制器之间的通讯。本技术的单相660V 3. 3kV长距离分布式直接供电系统，所述智能开关控制器具有三级电压输出控制开关和一路总控制开关，每一级输出控制开关对应一个等级的电压输出，该三级电压输出控制开关同时至多有其中一级闭合输出，当总控制开关关闭时，所述三级电压输出控制开关均无输出。本技术的单相660V 3. 3kV长距离分布式直接供电系统，所述IGBT驱动器的型号为M57962等。本技术的单相660V 3. 3kV长距离分布式直接供电系统，还包括辅助电源，所述辅助电源包括辅路三相380V交流电输入、蓄电池输入、太阳能输入和/或风能输入。本技术的单相660V 3. 3kV长距离分布式直接供电系统中，智能均衡负载稳压电源用于将三相380V交流电依次进行整流、滤波、逆变和变压处理后输出3. 3kV交流电，并可自动调输出以保持其输出电压稳定，其包括控制主板和依次相连的整流器、滤波器、逆变器、电抗器和变压器；分布式智能开关电源用于将660V 3. 3kV交流电变成220V交流电，并可自动调输出以保持其输出电压稳定，其包括可调变压器和智能开关控制器。从而实现了可靠稳定供电，并且本系统的660V 3. 3kV输电电压为低压，无需输电线路和变压设备具有耐高压特性，且系统为一次配电，不需要电压转换而进行二次配电，因而大大降低了系统的综合造价。附图说明图I为本技术的单相660V 3. 3kV长距离分布式直接供电系统的结构框图；图2为图I中智能均衡负载稳压电源的结构框图；图3为图2中智能均衡负载稳压电源的电路原理图；图4为图2中主控CPU部分的电路原理图；图5为图2中采样及保护电路部分的电路原理图；图6为图2中通讯电路部分的电路原理图；图7为图I中分布式智能开关电源的电路原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细描述参考图I和图2所示，本实施例的单相660V 3. 3kV长距离分布式直接供电系统包括智能均衡负载稳压电源、上位机和若干个分布式智能开关电源，其中智能均衡负载稳压电源包括控制主板和依次相连的整流器、滤波器、逆变器、电抗器和变压器，整流器、滤波器、逆变器、电抗器和变压器，用于将市电三相380V交流电依次进行整流、滤波、逆变和变压处理后输出单相660V 3. 3kV交流电；控制主板用于当监测到变压器输出的电压与设定的输出电压有偏差时，自动调整逆变器的PWM脉宽信号来保持其输出电压稳定；当监测到变压器输出的负载电流异常时，自动切断变压器的输出，并向上位机发出报警信息。而分布式智能开关电源包括智能开关控制器和可调变压器，其中可调变压器与660V 3. 3kV输出母本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相660V～3.3kV长距离分布式直接供电系统，其特征在于，包括智能均衡负载稳压电源、分布式智能开关电源和上位机，其中，智能均衡负载稳压电源，包括：依次相连的整流器、滤波器、逆变器、电抗器和变压器，用于将市电三相380V交流电依次进行整流、滤波、逆变和变压处理后，根据需要输出660V～3.3kV交流电；控制主板，用于当监测到所述变压器输出的电压与设定的输出电压有偏差时，自动调整所述逆变器的PWM脉宽信号来保持其输出电压稳定；当监测到所述变压器输出的负载电流异常时，自动切断所述变压器的输出，并向所述上位机发出报警信息；分布式智能开关电源，包括：可调变压器，其与660V～3.3kV输出母线相连，用于将660V～3.3kV交流电变换成220V交流电；智能开关控制器，用于当监测到所述可调变压器输出偏离设定电压时，自动调整所述可调变压器的抽头来补充电压降以稳定输出；当监测到所述可调变压器的负载电流异常时，自动切断所述可调变压器的输出，并向所述上位机发出报警信息；上位机，用于向所述智能均衡负载稳压电源和所述分布式智能开关电源下发控制指令，接收并保存它们上传的各自本地状态参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何友旗，马景良，
申请(专利权)人：北京西迈特科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：