一种新能源箱变后备电源系统的制作方法

1.本实用新型属于电力设备技术领域，特别是涉及一种新能源箱变后备电源系统。


背景技术：

2.现有的风电场的箱式变压器采用油浸式三相双卷自冷式升压变压器，箱变后备电源采用“一变一备”的单元接线方式，也就是一台箱变一套备用系统，为保护测控装置配置后备电源实现箱变的远程操控，箱变后备电源的可靠性直接影响到风电场的安全稳定运行以及经济效益。
3.然而，现有技术中，由于箱变比较分散并且距离较远，因此无法远程集中监控箱变后备电源的运行情况，设备出现故障时，箱变后台监控无法进行远程告警，导致设备运行存在较大的风险和隐患。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型提供了一种新能源箱变后备电源系统，能够实现箱变后备电源的远程监控，实时掌握箱变后备电源信息，有问题能及时发现，为准备维修备件提供准确的数据，既能高效运维，保证设备安全运行，也能降低运维成本。
5.本实用新型提供的一种新能源箱变后备电源系统，包括与系统内的信号采集对象连接的现场信号采集装置，所述现场信号采集装置还连接有信号传输装置，所述信号传输装置还与管理终端连接以将所述现场信号传输至所述管理终端，所述管理终端用于处理分析所述现场信号并显示所述信号采集对象的实时状态。
6.优选的，在上述新能源箱变后备电源系统中，还包括与所述管理终端连接的移动终端，用于接收并显示所述信号采集对象的实时状态。
7.优选的，在上述新能源箱变后备电源系统中，所述信号传输装置为无线信号传输装置。
8.优选的，在上述新能源箱变后备电源系统中，所述现场信号采集装置为智能云盒。
9.优选的，在上述新能源箱变后备电源系统中，所述信号采集对象为ups和/或发电机和/或漏水传感器和/或温湿度传感器和/或烟雾传感器和/或声光报警器和/或红外报警器。
10.优选的，在上述新能源箱变后备电源系统中，所述信号传输装置还连接有视频采集装置和/或门禁。
11.优选的，在上述新能源箱变后备电源系统中，还包括用于为系统中的ups和蓄电池提供恒定运行温度的恒温机柜。
12.优选的，在上述新能源箱变后备电源系统中，所述ups为具有均充功能的ups。
13.优选的，在上述新能源箱变后备电源系统中，所述蓄电池为密封式铅酸免维护蓄电池。
14.优选的，在上述新能源箱变后备电源系统中，所述系统位于检修室内。
15.通过上述描述可知，本实用新型提供的上述新能源箱变后备电源系统，由于包括与系统内的信号采集对象连接的现场信号采集装置，所述现场信号采集装置还连接有信号传输装置，所述信号传输装置还与管理终端连接以将所述现场信号传输至所述管理终端，所述管理终端用于处理分析所述现场信号并显示所述信号采集对象的实时状态，因此能够实现箱变后备电源的远程监控，实时掌握箱变后备电源信息，有问题能及时发现，为准备维修备件提供准确的数据，既能高效运维，保证设备安全运行，也能降低运维成本。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
17.图1本实用新型提供的一种新能源箱变后备电源系统的实施例的示意图；
18.图2为新能源箱变后备电源系统的一个具体实施例的示意图。
具体实施方式
19.本实用新型的核心是提供一种新能源箱变后备电源系统，能够实现箱变后备电源的远程监控，实时掌握箱变后备电源信息，有问题能及时发现，为准备维修备件提供准确的数据，既能高效运维，保证设备安全运行，也能降低运维成本。
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.本实用新型提供的一种新能源箱变后备电源系统的实施例如图1所示，图1为本实用新型提供的一种新能源箱变后备电源系统的实施例的示意图，该系统包括与系统内的信号采集对象101连接的现场信号采集装置102，现场信号采集装置102还连接有信号传输装置103，信号传输装置103还与管理终端104连接以将现场信号传输至管理终端104，管理终端104用于处理分析现场信号并显示信号采集对象的实时状态。
22.需要说明的是，这里的信号采集对象可以是该系统中的任何一个可以进行信号采集的装置，利用本实施例的物联网方式能够将系统中的多种信息进行集中显示，在管理终端中能够及时发现系统中出现故障的装置，从而方便及时处理，而且这里的现场信号采集装置和信号传输装置之间的连接方式不限，信号传输装置的具体形式也不限，优选为无线传输装置，这样避免了繁杂的线路布置，这里所述的管理终端可以但不限于为计算机，在其上可以分析处理现场信号并显示给监控者，当该系统中的任何一个装置出现故障时都能得到及时处理，而不再像现有技术中那样只有到现场才能够得知是哪一个装置出现了故障。
23.上述管理终端可以由监控服务器和系统平台组成，可脱网工作并具有独立数据处理及数据存储能力，用于将传输来的各种信息进行存储、实时处理、分析和输出，处理所有的报警信息，记录报警事件，并负责将控制命令发往前端设备，实现对现场设备的远程控制，便于管理人员随时随地了解机房的工作状况，可直接观看到与监控服务器一致的监控
画面，在具有相应权限下还可对设备实现远程控制，如空调的开关机等。
24.通过上述描述可知，本实用新型提供的上述新能源箱变后备电源系统的实施例中，由于包括与系统内的信号采集对象连接的现场信号采集装置，现场信号采集装置还连接有信号传输装置，信号传输装置还与管理终端连接以将现场信号传输至管理终端，管理终端用于处理分析现场信号并显示信号采集对象的实时状态，因此能够实现箱变后备电源的远程监控，实时掌握箱变后备电源信息，有问题能及时发现，为准备维修备件提供准确的数据，既能高效运维，保证设备安全运行，也能降低运维成本。
25.在上述新能源箱变后备电源系统的一个具体实施例中，参考图2，图2为新能源箱变后备电源系统的一个具体实施例的示意图，还可以包括与管理终端204连接的移动终端205，用于接收并显示信号采集对象的实时状态，而且该信号传输装置可以优选为无线信号传输装置。此处需要说明的是，图2示意出的是移动终端205与信号传输装置203相连，其实这三者之间都是可以通过无线方式连接的，互相之间可以用无线方式通信，这样采用移动终端205就能够对户外柜ups、箱变内部蓄电池进行更加高效的运维和管理，在进行现场监控的基础上实现远程监控，在手机app端和电脑端的web端同步实现不同环境下的集中监控。
26.具体的，上述管理终端和移动终端可以实现如下多种功能：
27.(1)实时数据显示
28.信号传输装置实时向中心机房或各远程监控站中的各个信号采集对象发送采集各种数据的指令，不同对象的指令及传输方式不一样，对所采取数据进行分析和计算并进行有效存储。管理终端对返回数据进行分析及存储，并同时记录设备的状态以及实时消息推送。web访问管理终端并将数据库里的数据读取在人机界面上，通过人机界面通过文字、图形、表格、动画等多样的形式实时显示各个信号采集对象的运行参数、运行状态和报警参数。
29.(2)实时报警功能
30.监控平台有完善的事件及告警机制，在设备运行状态或者数值发生变化或者通信发生异常后，都可以发出多种报警信号，并且产生事件变化通知，这些通知即时显示在人机界面之中，也可以按时间段进行查询。
31.(3)历史数据及报表功能
32.管理终端自动将所有有效的监控数据存储在数据库中，操作人员可以随时在网页中查询任意时间、任意信号采集对象的任意参数的历史数据，并且自动生成历史曲线图，将查询结果以列表方式显示或打印，以供分析之用，系统保存历史数据不受时间限制。
33.(4)报警管理功能
34.可以有短信报警、语音报警、声光报警、web弹窗和邮箱等多种方式可以选择，用户可根据自身情况选择合适的报警方式。
35.(5)设备分享功能
36.信号采集对象的相关数据和报警信息可根据客户需求分享给其他人，具体的，扫描设备二维码的用户被认定为超级管理员，具备分享设备给其他人的权限，也可以删除被分享人；被分享的用户则不能再分享设备给其他人；被分享的用户不能超过9个人。
37.在上述新能源箱变后备电源系统的另一个具体实施例中，上述现场信号采集装置
可以优选为智能云盒。智能云盒是采集和传输设备，采用的智能云盒一共有三种系列，分别兼容不同设备，4g版云盒通过流量卡实现网络连接，云盒具有不断电功能，在云盒电源缺失的情况下，仍然能够续航3小时以上。给客户持续带来设备状态信息。其中，t1类型云盒可连接的设备包含了ups、精密空调、发电机、逆变器、hvdc和电量仪等，可通过rs232/rs485端口通讯，通过4g接入网络，t2类型云盒可连接设备包含了温湿度和电池等需带电源的rs485通讯设备。
38.在上述新能源箱变后备电源系统中，继续参考图2，信号采集对象可以为ups2011和/或发电机2012和/或漏水传感器2013和/或温湿度传感器2014和/或烟雾传感器2015和/或声光报警器2016和/或红外报警器2017，另外，信号传输装置还可以连接有视频采集装置2018和/或门禁2019，当然还可以是其他对象，例如图2中的精密空调206。
39.具体的，可以监控ups的工作状态和运行参数，监控蓄电池组中的蓄电池的单体电压、单体内阻、取样温度、组电压、充放电电流参数，而且可以利用平台报警方式实现界面报警、短信报警、语音报警、邮件报警和声光报警。其中，ups是机房电力环路中极为重要的一部分，担当纯净能源供应和电力故障时保驾续航的重要角色，ups组成部分主要包括整流器、逆变器、电池和旁路。对于ups监控的内容包含了如下内容：
40.1)参数采集：输入电压、输出电压、旁路电压、输入频率、负载量、电池电压、电池电量和电池工作时间等；
41.2)状态采集：正常模式、停机模式、旁路模式、电池模式和离线模式；
42.3)历史统计：断电次数统计、过压统计、转电池次数统计、转旁路次数统计和过载次数统计；
43.4)故障记录：断电告警、机器故障告警、输入过压告警、输入低压告警、电池过压告警和电池低压告警。
44.对机房内蓄电池的参数进行实时监测，通过加装蓄电池检测仪与每节电池进行连线监测，多台蓄电池检测仪通过rs485智能接口及通讯协议采用总线方式将信号接入智能云盒，由云盒将数据上传至监控服务器，由监控平台软件进行蓄电池的实时监测。1)采集参数：单节电池电压，电池内阻，电池温度，电池电流，环境温度；2)告警设置：过压告警，低压告警，高温告警，低温告警，过压告警解除，低压告警解除，高温告警解除，低温告警解除。具体的，蓄电池监控模块的主要功能包括：在线监测每节电池的电压、每节电池的极柱温度、每节电池的内阻、电池组组压、充放电电流、环境温度和在线热失控监测；具备电池热失控、单体内阻、单体电压、电池温度、组压、充放电电流、环境温度超限时自动告警功能，告警阀值可设置，告警发生时设备发出告警声音，红色告警灯亮，干接点闭合，可通过设备查询具体告警内容；自动定期测量电池的内阻，无需人工干预，能自动获取每节电池的基准内阻值固化，通过自动内阻横向与纵向分析比较来判断电池的好坏；带lcd显示屏及设置按键，可以查询显示所有监测数据以及部分历史数据，能对设备运行参数进行修改，进入修改菜单有密码保护；蓄电池组处在放电时，能自动记录放电曲线及已放容量，可在lcd显示屏上查询；记录设备运行过程中的各种事件，包括设备重启、发生告警、内阻自动测试等,可在lcd显示屏上查询；保存一定量的数据，其中告警为100条、内阻为一年、组压电流为一个月、放电记录为每组一次；直接在设备上修改运行参数；带rs485口、网络口及usb口，支持modbus/rtu、modbus/tcp、snmp、tcp/ip协议，带有两个干接点，一个为设备故障接点，另一个为电池
告警接点；电池监测模块带有滤波电路，能够阻挡ups产生的2次、4次与6次等纹波，防止干扰模块正常工作；承受以下抗干扰试验，试验后产品能正常工作：
①
静电放电，严酷等级3级，执行标准gb/t17626.12；
②
射频场感应的传导骚扰，严酷等级3级，执行标准gb/t17626.6；
③
电快速瞬变脉冲群振荡波，严酷等级3级，执行标准gb/t17626.4；
④
工频磁场，严酷等级3级，执行标准gb/t17626.8；
⑤
ta模块能监测单只电池的电压、内阻与温度，并通过通信口将数据上传给收敛模块，ta模块本身不具备告警判断功能，ta模块由电池供电，2v模块最大功率小于0.15w，12v模块小于0.25w；需要注意的是，2v模块只能用在监测2v的电池上，12v也一样，否则会损坏模块。
45.在现有技术中，新能源箱变后备电源系统中采用的ups的容量一般为2kva/1.6kw，安装6块12v、65ah的铅酸蓄电池，这种铅酸蓄电池完全是靠ups的旁路市电输入，在逆变器工作在旁路模式时，利用ups的逆变全桥电路给电池充电，此充电方式没有严格的电池管理，充电电压不仅会随电网电压的变化而波动，充电电流也不可控，对反向逆变的脉宽控制调制性能较差，蓄电池充电方式采用浮充方式，浮充电压值过低对蓄电池的寿命影响巨大，造成蓄电池永远处在未充满状态，蓄电池的额定容量被永久定格在某个百分比以下，无法实现原本设备设计的后备时间。为解决该问题，本实施例提供的新能源箱变后备电源系统中，ups可以优选为具有均充功能的ups，这就可以改善ups和电池的运行环境，延长使用寿命。具体的，由于蓄电池在长期浮充运行下，一组电池可能会有部分蓄电池由于长时间浮充下出现蓄电池钝化，个别电池开始电压下降导致整组蓄电池电压一致性变差，缩短整组蓄电池使用寿命，使用具备均充功能的ups能够半年给蓄电池进行均充维护，提高蓄电池组的活性，ups具有完整且独立的整流、逆变、均浮充电、静态旁路、控制、显示等部分，采用dsp控制技术。
46.更进一步的，在上述新能源箱变后备电源系统中，蓄电池可以优选为密封式铅酸免维护蓄电池。这种蓄电池的优选参数如下：标称电池电压72v、电池电压12v，数量为6节，标配充电功率大于720w满载，4min，ups标配rs232接口，支持tcp/ip、modbus或snmp协议扩展卡，允许通过网络监控卡及监控软件实现网络监控功能，标配led指示灯lcd液晶监控面板，具备风扇维护，过温、提醒等功能，放电时间能达到65小时以上，有效的提高箱变后备电源可靠性，避免人员就地停送电操作的安全风险，缩短恢复设备送电。
47.本领域技术人员可以知道的是，环境对铅酸蓄电池运行具有明显的影响，有一些箱变的安装位置的环境较为恶劣，高温季节持续时间较长，箱变后备电源安装于低压配电室，高负荷状态下室内温度高达65℃，铅酸蓄电池对使用环境的要求尤其是使用温度范围有很严格的限制，65℃高温环境下，已超出ups装置运行温度导致ups装置电路板容易烧损，故障率高，无法实现正常的整流逆变功能，高温下容易热失控，从而使电池外壳鼓包变形或永久性容量衰竭，存在较多问题的是，蓄电池馈电导致直流输出电压无法达到ups额定电压，ups无法实现逆变交流220v输出，未能为测控装置提供后备电源，针对这种问题，在本实用新型提供的新能源箱变后备电源系统中，对这个系统的安装位置做了一些调整，本实施例提供的系统位于检修室内，还可以包括用于为系统中的ups和蓄电池提供恒定运行温度的恒温机柜，这里需要说明的是，检修室这个空间内无设备运行，在环境温度上得到一定降低，但未能满足设备运行环境要求，改变设备放置位置的基础下再增加一套户外恒温通信电源机柜，使用带制冷效果户外恒温通信电源机柜能够给后备电源设备ups和蓄电池提供
恒定的运行温度从而满足设备运行环境要求。具体的，户外一体化恒温机柜采用ac220v从箱变低压室接入，机柜由钣金框架+20mm厚pef保温棉组装而成，防雨、防尘、抗腐蚀，整机包含机柜、600w工业空调。
48.综上所述，利用上述新能源箱变后备电源系统，能够改善箱变后备电源的运行环境，延长蓄电池组、ups寿命，更换ups装置让ups具备浮均充电模式，提高蓄电池可利用率，提高箱变后备电源的可靠性，实现ups、蓄电池组监控，将采集的现场信号通过智能云盒以4g方式连接到服务器和系统平台，通过手机app实现界面报警、短信报警、语音报警、邮件报警、声光报警，实时掌握箱变后备电源信息，同时为后期实现箱变全面监控提供了有力的平台。
49.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。