一種電源車的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電源車，包括艙體，該艙體包括：相互隔離的前艙和后艙，其中，該前艙為靠近車頭的艙體，該后艙為靠近車尾的艙體：在為施工工程進行供電的主用電源與該備用電源之間進行切換的固態切換開關SSTS，設置于該前艙中，用于連接該主用電源和該備用電源。采用本實用新型提供的上述技術方案，解決了相關技術中主備供電切換方案所需配套設備較為復雜，不能滿足保電場所的大容量以及毫秒級切換要求的問題。
【專利說明】一種電源車

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力應急領域，具體而言，涉及一種電源車。

【背景技術】
[0002]應急電源車是將發電機組安裝在汽車上，移動作業的新型特種車輛。主要特點是有較強的機動性、適應性，適用于搶險應急供電或偏遠地區施工、作業供電。適合在人口稠密地區或對環境噪音有嚴格要求的場所使用。此類電站車移動性好、適應性強、供電迅速，在電力搶修、影視制作、市政工程施工、緊急救險中得到廣泛使用。
[0003]隨著社會的發展，用電設施及設備急劇增加，其對供電要求一再提高，一些重要場所已采用兩路或多路供電。為了滿足重要場所及重大政治活動高規格保電要求，保障重要負荷的高可靠性、高安全性供電，電力公司經常采用發電車為用戶提供后備供電保障。發電車輸出端通過ATS機構與用戶端的市電并聯，在市電因故中斷后自動投切供電。
[0004]可是隨著電子技術、計算機網絡、信息處理技術的飛速發展，目前在通訊系統、信息處理系統、自動控制系統、以及航空、航天、氣象、金融等許多部門普遍應用了計算機，尤其是供電系統及其調度自動化，在整個供電保障與調度生產中起著舉足輕重的作用。但是，這些重要的電子設備(如計算機、通信設備)，對供電質量的要求越來越高:要求供電切換不中斷。
[0005]目前具有兩路供電的用戶大部分采用ATS自動轉換機構，實現供電的持續。發電車輸出端通過ATS機構與用戶端的市電并聯，在市電因故中斷后自動投切供電。
[0006]不間斷電源(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply,簡稱為UPS)電源車系統可實現重要用戶的不間斷供電。UPS電源車一般包括儲能、電力變換等裝置。當市電因故障停電時，UPS電源車可自動投入使用，為用戶提供不中斷的電力保障。
[0007]ATS機構切換時間為秒極單位，兩路電源的投切時間約為I至3秒。ATS自動轉換機構切換時將造成供電短時間中斷。現象為用戶端設備如:服務器、電腦等設備停機，金屬鹵化燈熄滅等多種問題。若出現以上現象，將對重要單位及部門的生產、生活造成重大影響。
[0008]UPS電源車所需配套設備較為復雜、多樣。而特種保障車基本為一體車結構，這一限制決定無法將大功率UPS主機裝車改裝。現有UPS電源車為300KVA至500KVA容量，其很難滿足一些保電場所的大容量要求。
[0009]針對相關技術中主備供電切換方案所需配套設備較為復雜，不能滿足保電場所的大容量以及毫秒級切換要求的問題，目前尚未提出有效的解決方案。


【發明內容】

[0010]本實用新型提供了一種電源車，解決了相關技術中主備供電切換方案所需配套設備較為復雜，不能滿足保電場所的大容量以及毫秒級切換要求的問題。[0011 ] 本實用新型中的電源車，包括艙體，所述艙體包括:相互隔離的前艙和后艙，其中，所述前艙為靠近車頭的艙體，所述后艙為靠近車尾的艙體:
[0012]在為施工工程進行供電的主用電源與所述備用電源之間進行切換的固態切換開關(Solid State Transfer Switch,簡稱為SSTS),設置于所述前艙中，用于連接所述主用電源和所述備用電源。
[0013]優選地，還包括:所述SSTS的配電系統，與所述SSTS相對設置，設置于所述前艙中。
[0014]優選地，所述配電系統上設置有至少3個空氣斷路器。
[0015]優選地，所述前艙內還設置有空調和/或排風系統。
[0016]優選地,所述前艙的側面設置有艙門。
[0017]優選地，所述后艙內部還設置有電纜盤，所述SSTS經由所述電纜盤中的電纜與所述主用電源和所述備用電源連接。
[0018]優選地，所述后艙頂部設置有照明燈和應急燈。
[0019]優選地，在所述后艙的后部設置艙門。
[0020]優選地，還包括:用于在所述電源車處于靜止狀態時，支撐所述艙體的電動液壓支撐腿組件。
[0021 ] 優選地，用于連接所述主用電源和所述備用電源的電源接口設置在所述前艙一側或車廂裙板處。
[0022]通過本實用新型，將SSTS固態切換開關裝置應用到電源車上，SSTS用于連接主用電源和備用電源，通過SSTS完成主用電源與該備用電源之間的毫秒級切換，解決了相關技術中主備供電切換方案所需配套設備較為復雜，不能滿足保電場所的大容量以及毫秒級切換要求的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型實施例的電源車的結構框圖一；
[0024]圖2是本實用新型實施例的電源車的結構框圖二 ；
[0025]圖3是本實用新型實施例的電源車的具體結構框圖一；
[0026]圖4為本實用新型實施例的電源車的具體結構框圖二 ；
[0027]圖5為本實用新型實施例的電源車的具體結構框圖三；
[0028]圖6為本實用新型實施例的SSTS電源車的工作原理示意圖。

【具體實施方式】
[0029]下面通過【具體實施方式】結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0030]本實施例中的電源車，圖1為本實用新型的電源車的結構框圖一，如圖1所示，該電源車包括艙體1，該艙體I包括:相互隔離的前艙12和后艙14,其中，該前艙12為靠近車頭的艙體，該后艙14為靠近車尾的艙體:在為施工工程進行供電的主用電源與該備用電源之間進行切換的SSTS16，設置于該前艙12中，用于連接該主用電源和該備用電源。在具體應用過程中:
[0031]本實施例中的SSTS16為電源二選一自動切換系統，正常工作狀態下，在主用電源處于正常的電壓范圍內，負載一直連接于主用電源。在主電源發生故障時，負載自動切換到備用電源，主用電源恢復正常后，負載又自動切換到主電源。SSTS16采用先斷后通(Breakbefore Make)的切換方式，可以實現不同輸入電源之間的不間斷切換，為單電源負載提供雙母線供電，如:非并聯UPS系統的n+1冗余、不同容量UPS系統的n+1冗余、不同型號UPS系統的n+1冗余、不同市電的冗余、市電與發電機的冗余。
[0032]SSTS16主要由智能控制板，高速可控硅，斷路器構成。其標準切換時間為彡8ms，不會造成IT類負載斷電。既對負載可靠供電，同時又能保證SSTS在不同相切換時的安全性。SSTS16的基本應用包括電力工業的自動化系統，石化工業的電源系統，計算機和遠程通訊中心，大樓的自動化和安全系統，以及其他對電源中斷敏感的設備。
[0033]常見電源故障包括電源故障和配電系統故障，其中，電源故障包括主要供電系統崩潰，UPS輸出故障，配電系統故障，誤操作；電源干擾包括某一負載故障干擾其他用戶，某一負載短路引起供電系統短路保護。
[0034]SSTS16的交流輸入電源采用雙路供電，兩路交流輸入電源進入SSTS16，SSTS16自動選擇或人工選擇一路電源作為主選輸出。主選交流電源出現故障或質量下降超過預定值時，SSTS16在最短時間內(典型值5毫秒)切換到備用交流電源供電，保證市電輸出的不間斷。為關鍵負載提供安全的供電環境，保障負載得到完備的保護，高速且無間斷的轉換，排除所有電源無法預見的故障。
[0035]SSTS16的轉換模式包括手動轉換和自動轉換，其中，自動轉換包括電壓檢測轉換、系統轉換和外部觸發轉換。
[0036]實現同步切換功能時，當雙輸入電源的相位差小于±15°時，可實現Oms切換；實現不同步切換功能時，當雙輸入電源的相位差大于±15°時，其切換為4ms-20ms。此時能保證絕大部分敏感負載的正常運行。
[0037]在本實施例的一個優選實施方式中，如圖2所示，該電源車還包括:SSTS16的配電系統18，與SSTS16相對設置，設置于前艙12中。
[0038]優選地，配電系統18上設置有至少3個空氣斷路器，用于保護SSTS裝置，防止故障電流流過SSTS裝置。(圖中未示出)。
[0039]為了保證相關設備的正常運行，前艙12內還設置有空調和/或排風系統，這樣可以保證相關設備工作在溫度相對穩定的工作環境下。
[0040]本實施例中，為便于維護，如圖3所示，前艙12的側面設置有艙門32。
[0041]如圖4所示，后艙內部還設置有電纜盤42，SSTS16經由電纜盤42中的電纜與主用電源和備用電源連接。
[0042]為便于工作人員進行操作或維護，后艙14頂部設置有照明燈和應急燈(圖中未示出)。
[0043]為便于維護，如圖5所示，在后艙14的后部設置艙門52。
[0044]在本實施例的一個優選實施過程中，為了緩解底盤長期負載，該電源車還設置了用于在該電源車處于靜止狀態時，支撐該艙體的電動液壓支撐腿組件，設置于底盤上。
[0045]優選地，用于連接主用電源和備用電源的電源接口(圖中未示出)設置在前艙12一側或車廂裙板處。
[0046]下面結合優選實施例進行說明，以下優選實施例結合了上述實施例及其優選實施方式。
[0047]本實用新型實施例中的裝有SSTS的電源車，該電源車實現了一種大容量不間斷供電保障的新模式。首先，該電源車解決了傳統兩路或多路供電切換過程中有中斷的問題。其次，同現有UPS —體電源車相比，該電源車可以滿足更大容量重要用戶的需求。最后，該電源車電站車移動性好、適應性強、供電迅速，可在電力搶修、影視制作、市政工程施工、緊急救險中得到廣泛使用。
[0048]從路況條件、工作中使用方便、車輛日常維護保養等方面考慮，圖5所示，本實用新型中的電源車選用五十鈴貨運車底盤，該底盤上配套安裝一體式艙體，其具體為方艙，方艙通過一個密封隔斷將其分為前艙12-設備艙，后艙14-電纜艙。下面對該電源車的結構進行詳細說明。
[0049]設備艙前部為SSTS16的配電系統18，設計為整體配電柜形式，內置3只1600A的空氣斷路器(電動操作)，(配電柜尺寸:W*D*H:2400*800*1000 (mm));配電柜上部為應急搶修工器具箱。配電柜對面為SSTS16主機，兩者相隔為I米，此空間用于設備操作與維護維修。SSTS16主機具備三面靠墻安裝方式。設備艙安裝兩臺頂置空調，單臺制冷功率約為
3.5KW，當SSTS16進行工作時，可以通過空調進行降溫，以保證SSTS16的正常工作。考慮到特殊因素，前艙12內還加裝有強排風系統:溫控交流風機I臺，當車廂內的溫度過高時可通過強排以緩解車廂內的溫度，使空氣進行流動，降低車廂內的溫度。設備艙一側設有艙門，開啟角度為180°，側門處設置掛梯一套，便于人員上下車操作設備及取用應急工具。艙內頂部安裝AC220V照明燈和DC24V應急燈。電源接口可根據設計要求安裝在艙右側或車廂裙板處，設置上翻門。
[0050]后艙14主要作為電纜倉，兩邊等距安裝電纜盤42，45個；后艙14為電纜放置區，供工作人員收放電纜。電纜盤42采用DC24V電驅動。電纜艙頂部安裝AC220V照明燈和DC24V應急燈。艙后部為雙開后門，開啟角度270°。后門下安裝抽拉梯I套，方便人員進出。
[0051]艙內配電柜與SSTS16主機之間選用機車專用軟纜連接，軟纜上部整體鋪設工作臺面，既可以保護電纜，也有安全防護作用，同時達到了艙內整體、美觀。電纜選用現今電力公司常用的機車專用軟纜，電纜截面積為150毫米。單根最小載流量為523A(接觸)，為滿足1500A容量的要求每相輸入、輸出電源用3根電纜。應急保障現場根據用戶用電容量需求可方便地使用不同數量的輸入電纜，同時輸出電纜敷設至不同的用戶端配電柜。
[0052]本實用新型實施例中的電源車為兩路輸入、一路輸出，為方便工作時輸入、輸出電纜連接，考慮采用電力公司通用的瑞士生產快速連接器，以便于現有應急保電設備配套使用。根據SSTS16主機輸入輸出電流技術要求，同時參照快速連接器的電流技術指標，共需選用45套座式快速連接器及45套直連式快速連接器。座式快速連接器分為SSTS16輸入、輸出兩部分別布置安裝在方艙前部左右下面的方箱內，分別為SSTS16兩路輸入30套、SSTS16輸出15套。快速連接器通過專用軟纜與設備艙內部的配電柜連接。
[0053]本實用新型實施例的車輛選用五十鈴貨運車底盤，上面配套安裝一體式方艙。承載車發動機的排放必須符合國家環保排放標準要求，尾氣排放量達到國IV以上標準。總體改裝的車輛符合“應急電源車”相關國標要求。車頭處安裝工程搶險車專用黃色警示燈。同時為緩解底盤車長期負載，配備電動液壓支撐腿系統，支承腿采用液壓驅動，可集中控制及無線遙控。
[0054]圖6為本實用新型實施例的SSTS電源車的工作原理示意圖，如圖6所示，SSTS16與市電I和市電2連接，在市電I和市電2之間進行切換，輸出端與用電用戶相連，確保為用電用戶不間斷供電。根據保電現場供電情況確認發電機短接跳線連接與否，從而避免發電機噪音污染。
[0055]本實用新型實施例的SSTS電源車可用兩路獨立電源(市電或發電車)作為輸入，輸出接入電力用戶。通過控制SSTS16，兩路獨立電源可在毫秒級的時間內完成切換，從而實現用戶的不中斷供電。而同現有UPS電源車相比，SSTS電源車可滿足大容量重要用戶的需求。
[0056]另外，SSTS電源車可與現有UPS電源車、發電車配合使用，對重要用戶可形成三路或多路供電，從而提高保電可靠性。既先為SSTS電源車提供兩路市電輸入，輸出作為UPS電源車一路輸入，另一路輸入由發電車提供，實現三路供電不間斷切換的高可靠性保電。車內裝載配套電纜，使用便捷，也可作為配套車使用。由于需重新購買車輛底盤，從新生產改裝方艙，方案整體造價對比改造車費用相對較高。
[0057]本實用新型實施例為全新專用設計，結構美觀、設備布局合理，操作空間寬敞。方艙可安裝兩臺頂置專用空調，完全滿足電源對空間環境溫度要求。設備為單獨方艙一體化車，對其它設備不產生干擾、影響。
[0058]下面通過實驗的方式驗證本實施例所達到的技術效果。
[0059]針對以下負荷類型進行實驗:阻性模擬負載，感性模擬負載，金屬鹵化燈(1000W)，鈉燈(1000W)，鈉燈(400W) O
[0060]SSTS電源車的兩路輸入分別市電和電源車，在兩路電源不同相位差的情況下進行切換。記錄試驗波形及負載工作情況。
[0061]從市電切換到電源車時，如果兩路電源相位相差較小(約為0° )，切換過程中，100ff金屬鹵化物燈、1000W鈉燈持續運行，未觀察到閃爍現象。400W鈉燈閃爍，未滅。兩電源相位相差約45°，切換過程中，100ff金屬鹵化物燈、1000W鈉燈、400W鈉均觀察到閃爍現象，未滅。兩電源相位相差約180°，切換過程中，1000W金屬鹵化物燈、1000W鈉燈觀察到閃爍現象，未滅。400W鈉熄滅。
[0062]實驗結果:從電源車切換到市電:切換前將電源車相位調整到與市電相同，然后切換，切換過程中1000W金屬鹵化物燈、1000W鈉燈、400W鈉均觀察到閃爍現象，未滅。
[0063]從實驗數據還可以得出以下結論:未配置同期裝置的電源車供電頻率不穩定，相位存在時時移動情況；切換過程發生時刻，若電源車發電與市電電源相位差很小，則能保證SSTS切換時間小于等于5ms的切換性能；切換一定次數后，敏感負荷的敏感程度增強。
[0064]綜上所述，本實用新型實施例實現了以下有益效果:利用SSTS將兩路電源及其相關的負載進行完全分離，確保冗余供電，確保負載得到高質量和高可靠性的電力供應，確保同一供電系統上的負載不會產生相互干擾，將負載分離開來避免相互干擾或故障的擴散，在手動操作時防止誤操作，對UPS系統實現真正的在線維護，運用現有的資源提高負載供電的冗余性。因此，SSTS改善了給敏感負載系統供電的可用性、可維護性和可增容性，同時便于操作和運行。
[0065]以上內容是結合具體的實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種電源車，包括艙體，其特征在于，所述艙體包括:相互隔離的前艙和后艙，其中，所述前艙為靠近車頭的艙體，所述后艙為靠近車尾的艙體: 在為施工工程進行供電的主用電源與備用電源之間進行切換的固態切換開關SSTS，設置于所述前艙中，用于連接所述主用電源和所述備用電源。
2.根據權利要求1所述的電源車，其特征在于，還包括: 所述SSTS的配電系統，與所述SSTS相對設置，設置于所述前艙中。
3.根據權利要求2所述的電源車，其特征在于，所述配電系統上設置有至少3個空氣斷路器。
4.根據權利要求1所述的電源車，其特征在于，所述前艙內還設置有空調和/或排風系統。
5.根據權利要求1所述的電源車，其特征在于，所述前艙的側面設置有艙門。
6.根據權利要求1所述的電源車，其特征在于，所述后艙內部還設置有電纜盤，所述SSTS經由所述電纜盤中的電纜與所述主用電源和所述備用電源連接。
7.根據權利要求1所述的電源車，其特征在于，所述后艙頂部設置有照明燈和應急燈。
8.根據權利要求1所述的電源車，其特征在于，在所述后艙的后部設置有艙門。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的電源車，其特征在于，還包括:用于在所述電源車處于靜止狀態時，支撐所述艙體的電動液壓支撐腿組件。
10.根據權利要求1至8中任一項所述的電源車，其特征在于，用于連接所述主用電源和所述備用電源的電源接口設置在所述前艙一側或車廂裙板處。
【文檔編號】B60P3/00GK203995881SQ201420403640
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】錢葉牛, 竺懋渝, 張艷妍, 趙勁松, 孫健, 王語潔, 杜晨紅 申請人:國家電網公司, 國網北京市電力公司