本實用新型涉及電氣工程
技術領域：
，具體涉及一種兼具直流融冰功能的便攜式應急電源。
背景技術：
：2008年南方大范圍雨雪冰凍災害給電網(wǎng)帶來了巨大的損失，配電網(wǎng)線路由于分布廣泛，多處于微地形微氣象區(qū)域，倒塔斷線事故頻發(fā)。研究開發(fā)簡單高效的配電網(wǎng)融冰及發(fā)電裝置是提升配網(wǎng)強度，確保可靠供電的關鍵。目前部分科研單位開發(fā)了基于中頻調(diào)壓整流的配網(wǎng)便攜式融冰裝置，在雨雪冰凍災害中起到了一定的效果，但由于裝置僅具備直流融冰功能，一年中只在低溫天氣持續(xù)的幾天里使用，甚至連續(xù)幾年均處于閑置狀態(tài)。閑置狀態(tài)下諸如發(fā)電機電瓶老化、缺電無法啟動、整流模塊損壞等一些列問題經(jīng)常導致融冰裝置無法使用，同時融冰裝置利用率低嚴重影響了便攜式融冰裝置的推廣使用，覆蓋面小，且便攜式融冰裝置本身融冰效率并不高，一次僅能融一到兩級桿，當發(fā)生嚴重冰災時并不能夠有效遏制配網(wǎng)線路的倒桿斷線。便攜式應急電源應用廣泛，但是其并不具備融冰能力，不能用于融冰。技術實現(xiàn)要素：本實用新型要解決的技術問題：針對現(xiàn)有技術的上述問題，提供一種平時可以用作應急電源保電，配電網(wǎng)發(fā)生雨雪冰凍災害時則用于配電線路融冰，提高裝置利用率與覆蓋面，有力支撐配電網(wǎng)線路安全運行，能夠極大地提高融冰部件的配置率、發(fā)揮應急保電功能的同時支撐配電網(wǎng)在雨雪冰凍災害中的安全性與供電可靠性的兼具直流融冰功能的便攜式應急電源。為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：一種兼具直流融冰功能的便攜式應急電源，包括依次相連的發(fā)電機、整流部件、應急電源開關和逆變部件，所述整流部件的輸出端還連接有直流融冰單元，所述直流融冰單元包括融冰電源開關、融冰接線裝置和融冰短接裝置，所述融冰電源開關的一端和整流部件的輸出端相連、另一端和融冰接線裝置相連，在融冰工作狀態(tài)下所述融冰接線裝置和融冰線路相連，所述融冰短接裝置和融冰線路的末端相連。優(yōu)選地，所述融冰接線裝置包括第一正極接頭、第二正極接頭和負極接頭，所述第一正極接頭、第二正極接頭共同與整流部件的正極輸出端相連，所述負極接頭與整流部件的負極輸出端相連，所述第一正極接頭、第二正極接頭、負極接頭上均連接有融冰電纜，且所述融冰電纜上連接有融冰線夾，在融冰工作狀態(tài)下每一個融冰線夾各與融冰線路的一相導線相連，所述融冰短接裝置分別和融冰線路各相導線的末端相連。優(yōu)選地，所述融冰短接裝置包括短接電纜和三個短接線夾，所述三個短接線夾同時和短接電纜相連，且在融冰工作狀態(tài)下每一個短接線夾各與融冰線路的一相導線相連、且所述短接電纜接地。優(yōu)選地，所述短接電纜上帶有接地釘，在融冰工作狀態(tài)下所述短接電纜通過接地釘接地。優(yōu)選地，所述整流部件為不控十二脈波整流部件。優(yōu)選地，所述不控十二脈波整流部件包括兩路直流輸出端子，所述不控十二脈波整流部件的輸出端串接有用于將兩路直流輸出端子的兩路直流輸出切換為串聯(lián)或者并聯(lián)輸出的串并聯(lián)切換刀閘。優(yōu)選地，所述串并聯(lián)切換刀閘包括串聯(lián)刀閘、第一并聯(lián)刀閘和第二并聯(lián)刀閘，所述兩路直流輸出端子由第一直流輸出端子、第二直流輸出端子組成，所述第一直流輸出端子的正極作為串并聯(lián)切換刀閘的總正極輸出，所述第二直流輸出端子的負極作為串并聯(lián)切換刀閘的總負極輸出，所述第一直流輸出端子的負極通過第一并聯(lián)刀閘和總負極相連，所述第二直流輸出端子的正極通過第二并聯(lián)刀閘和總正極相連，所述串聯(lián)刀閘一端和第一直流輸出端子的負極相連、另一端和第二直流輸出端子的正極相連。優(yōu)選地，所述第一并聯(lián)刀閘和第二并聯(lián)刀閘聯(lián)動，且所述第一并聯(lián)刀閘、第二并聯(lián)刀閘兩者同時與串聯(lián)刀閘閉鎖。優(yōu)選地，所述應急電源開關、融冰電源開關之間互鎖。優(yōu)選地，所述發(fā)電機為中頻發(fā)電機。本實用新型兼具直流融冰功能的便攜式應急電源具有下述優(yōu)點：1、本實用新型包括依次相連的發(fā)電機、整流部件、應急電源開關和逆變部件，所述整流部件的輸出端還連接有直流融冰單元，同時具備直流融冰與應急供電的功能，大大拓展了裝置的使用范圍，平時用作應急保電，覆冰期用于配電網(wǎng)線路的直流融冰。2、本實用新型的直流融冰單元能夠實現(xiàn)直流融冰，其適用范圍廣，具備大規(guī)模推廣的潛力，大面積使用后將極大地提升農(nóng)配網(wǎng)線路抵御大范圍雨雪冰凍災害的能力。3、本實用新型融冰電源開關的一端和整流部件的輸出端相連、另一端和融冰接線裝置相連，在融冰工作狀態(tài)下所述融冰接線裝置和融冰線路相連，所述融冰短接裝置和融冰線路的末端相連，因此具備多路調(diào)節(jié)功能，供電及融冰范圍廣，控制系統(tǒng)簡捷，融冰電壓直流性能好。4、本實用新型包括依次相連的發(fā)電機、整流部件、應急電源開關和逆變部件，采用發(fā)電后再整流、逆變的供電模式，極大地降低了發(fā)電機的尺寸及重量，兩人手動即可搬運，應急供電及融冰機動性強。5、本實用新型直流融冰單元包括融冰電源開關、融冰接線裝置和融冰短接裝置，所述融冰電源開關的一端和整流部件的輸出端相連、另一端和融冰接線裝置相連，在融冰工作狀態(tài)下所述融冰接線裝置和融冰線路相連，所述融冰短接裝置和融冰線路的末端相連，采用接線線夾進行融冰接入和三相短接，接線方便，融冰效率高，同時末端采取三相短接接地，有效防止了配網(wǎng)線路融冰時存在的反送電等危險。附圖說明圖1為本實用新型實施例的整體結構示意圖。圖2為本實用新型實施例中融冰接線裝置的結構示意圖。圖3為本實用新型實施例中融冰短接裝置的結構示意圖。圖4為本實用新型實施例中串并聯(lián)切換刀閘的結構示意圖。圖例說明：1、發(fā)電機；2、整流部件；21、串并聯(lián)切換刀閘；211、串聯(lián)刀閘；212、第一并聯(lián)刀閘；213、第二并聯(lián)刀閘；3、應急電源開關；4、逆變部件；5、直流融冰單元；51、融冰電源開關；52、融冰接線裝置；521、第一正極接頭；522、第二正極接頭；523、負極接頭；524、融冰電纜；525、融冰線夾；53、融冰短接裝置；531、短接電纜；532、短接線夾。具體實施方式如圖1所示，本實施例兼具直流融冰功能的便攜式應急電源包括依次相連的發(fā)電機1、整流部件2、應急電源開關3和逆變部件4，整流部件2的輸出端還連接有直流融冰單元5，直流融冰單元5包括融冰電源開關51、融冰接線裝置52和融冰短接裝置53，融冰電源開關51的一端和整流部件2的輸出端相連、另一端和融冰接線裝置52相連，在融冰工作狀態(tài)下融冰接線裝置52和融冰線路相連，融冰短接裝置53和融冰線路的末端相連。發(fā)電機1的輸出交流電壓源經(jīng)過整流部件2被整流得到直流電壓源，如果打開應急電源開關3，則直流電壓源被送入逆變部件4進行逆變即可作為應急電源使用；在融冰工作狀態(tài)下如果打開融冰電源開關51，則直流電壓源通過融冰接線裝置52被送入融冰線路，同時融冰短接裝置53實現(xiàn)將融冰線路的末端短接接地，從而實現(xiàn)對融冰線路的直流融冰功能。本實施例采用發(fā)電機1作為電源，通過整流部件2先整流，再對整流部件2整流后的直流電壓通過逆變部件4進行逆變得到工頻電壓，在保證功率一定的情況下減小了應急電源的尺寸和重量，同時從整流部件2的輸出端中間直接取直流電壓用于融冰，因此裝置使用機動性強。本實施例中，應急電源開關3和融冰電源開關51互鎖，以便將本實施例兼具直流融冰功能的便攜式應急電源在直流融冰功能、應急電源功能之間切換選擇。本實施例中，發(fā)電機1為中頻發(fā)電機，采用中頻發(fā)電機作為直流融冰及應急供電的電源，裝置采用中頻發(fā)電，在保證功率及電壓一定的情況下，極大地減小了發(fā)電機尺寸及重量。本實施例中，中頻發(fā)電機具體采用市售TFDJ-12輕型發(fā)電機，尺寸為0.7m×0.7m×0.6m，重量為80kg，發(fā)電功率12kW，發(fā)電頻率400Hz，輸出電壓范圍12V～24V，自帶電壓電流顯示功能。本實施例中，整流部件2為不控十二脈波整流部件，不控十二脈波整流部件的控制系統(tǒng)簡捷，散熱方便，整流效果好，便于低壓系統(tǒng)使用，通過不控十二脈波整流部件進行整流，可輸出高質(zhì)量的直流電壓，以滿足應急電源和直流融冰的需求。本實施例中，不控十二脈波整流部件具體采用XDJS-20型十二脈波整流器，額定電流500A，額定電壓30V。此外，應急電源開關3和融冰電源開關51采用電纜進行接線。逆變部件4用于對直流電壓進行逆變，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機1的輸出電壓，可實現(xiàn)輸出220V、50Hz的直流電壓，用于停電時或野外施工等情況下的應急供電，本實施例中逆變部件4采用市售FLUKENB-9型逆變器，逆變功率9kW，自帶電壓顯示功能，基本可滿足所有小型應急場合供電需求。如圖2所示，融冰接線裝置52包括第一正極接頭521、第二正極接頭522和負極接頭523，第一正極接頭521、第二正極接頭522共同與整流部件2的正極輸出端相連，負極接頭523與整流部件2的負極輸出端相連，第一正極接頭521、第二正極接頭522、負極接頭523上均連接有融冰電纜524，且融冰電纜524上連接有融冰線夾525，在融冰工作狀態(tài)下每一個融冰線夾525各與融冰線路的一相導線相連，融冰短接裝置53分別和融冰線路各相導線的末端相連。通過上述結構，能夠實現(xiàn)將整流部件2的直流輸出電壓源輸出給融冰線路，而且具有操作簡單、拆裝快捷、接觸穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。而且本實施例中而且由于融冰接線裝置52的第一正極接頭521、第二正極接頭522、負極接頭523上均連接有融冰電纜524，且融冰電纜524上連接有融冰線夾525，因此能夠實現(xiàn)兩相導線同時融冰與一相導線融冰，采用第二正極接頭522和負極接頭523與兩相導線連接，實現(xiàn)兩相串聯(lián)融冰，兩相導線同時融冰；采用第一正極接頭521、第二正極接頭522、負極接頭523分別與三相導線同時連接，實現(xiàn)兩并一串融冰，只進行串聯(lián)導線融冰。本實施例中，融冰接線裝置52具備測量融冰電流用的分流器，通流能力為500A；融冰電纜524采用JV-120型電纜，每根長30m；融冰線夾525每根長3m，每相采取兩根對接，可滿足所有配網(wǎng)線路的融冰接線需求。如圖3所示，融冰短接裝置53包括短接電纜531和三個短接線夾532，三個短接線夾532同時和短接電纜531相連，且在融冰工作狀態(tài)下每一個短接線夾532各與融冰線路的一相導線相連、且短接電纜531接地。融冰時能夠實現(xiàn)將融冰導線三相短接，接線方便，融冰效率高，同時末端采取短接接地的方式，有效避免了農(nóng)配網(wǎng)線路融冰時反送電的危險。本實施例中，短接電纜531上帶有接地釘，在融冰工作狀態(tài)下短接電纜531通過接地釘接地，確保接地方便快捷，且接地穩(wěn)定可靠，進一步降低了農(nóng)配網(wǎng)線路融冰時反送電的危險。短接電纜531采用JV-120型電纜，每根長30m；短接線夾532每根長3m，每相采取兩根對接，可滿足所有配網(wǎng)線路的融冰接線需求。如圖4所示，不控十二脈波整流部件包括兩路直流輸出端子，不控十二脈波整流部件的輸出端串接有用于將兩路直流輸出端子的兩路直流輸出切換為串聯(lián)或者并聯(lián)輸出的串并聯(lián)切換刀閘21，通過串并聯(lián)切換刀閘21將兩路直流輸出端子的兩路直流輸出切換為串聯(lián)或者并聯(lián)輸出，可實現(xiàn)高電壓與大電流的選擇，滿足不同線路的融冰需求和供電時不同的功率需求。應急供電時，應急電源開關3、融冰電源開關51開斷，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機1電壓和串并聯(lián)切換刀閘21使直流輸出達到逆變部件4的額定電壓，關閉發(fā)電機1，合上應急電源開關3，融冰電源開關51繼續(xù)處于開斷狀態(tài)，開啟發(fā)電機1即可實現(xiàn)應急供電功能；直流融冰時，根據(jù)融冰方案進行融冰接線和三相短接接地、調(diào)節(jié)串并聯(lián)刀閘21位置，首先將中頻發(fā)電機電壓調(diào)至最低位置，合上融冰電源開關51，斷開應急電源開關3，開啟發(fā)電機1，調(diào)節(jié)電壓至相應融冰電流，實施直流融冰，完成后通過融冰接線裝置52進行換相融冰，直至三相融冰完全結束。融冰時電壓輸出最低為串并聯(lián)刀閘21并聯(lián)時，輸出電壓最高為串并聯(lián)刀閘21串聯(lián)時，輸出電壓計算如式(1)所示；Udc＝1.25kUac(1)式(1)中，Udc為直流融冰時輸出電壓，Uac為發(fā)電機1輸出電壓(本實施例中輸出范圍為12V～24V)，k為串聯(lián)時系數(shù)(取值為0～1之間)，因此計算得出直流輸出電壓范圍為15V～60V，根據(jù)各中農(nóng)配網(wǎng)線路線型參數(shù)，可計算直流融冰范圍，最小融冰距離lmin的計算函數(shù)表達式如式(2)所示，最大融冰距離lmax的計算函數(shù)表達式如式(3)所示；lmin＝Umin/(2ImaxR0)(2)lmax＝Umax/(1.5IminR0)(3)式(2)和式(3)中，lmin為最小融冰距離，Umin為最小輸出直流電壓15V，Umax為最大輸出直流電壓60V，Imax為某一線型導線對應的最大融冰電流，Imin為某一線型導線對應的最小融冰電流，R0為該線型導線單位長度電阻，分母中的常數(shù)2和1.5分別表示兩相串聯(lián)和兩并一串時的電阻系數(shù)。根據(jù)公式及導線參數(shù)可計算得到融冰距離范圍如表1所示。表1：不同導線線性的融冰距離范圍表。導線線型最大融冰距離(m)最小融冰距離(m)LGJ×3527334LGJ×5031138LGJ×7034745LGJ×9538450LGJ×12040649LGJ×15043048如圖4所示，串并聯(lián)切換刀閘21包括串聯(lián)刀閘211、第一并聯(lián)刀閘212和第二并聯(lián)刀閘213，兩路直流輸出端子由第一直流輸出端子、第二直流輸出端子組成，第一直流輸出端子的正極作為串并聯(lián)切換刀閘21的總正極輸出，第二直流輸出端子的負極作為串并聯(lián)切換刀閘21的總負極輸出，第一直流輸出端子的負極通過第一并聯(lián)刀閘212和總負極相連，第二直流輸出端子的正極通過第二并聯(lián)刀閘213和總正極相連，串聯(lián)刀閘211一端和第一直流輸出端子的負極相連、另一端和第二直流輸出端子的正極相連。不控十二脈波整流部件包括兩路直流輸出端子通過串并聯(lián)切換刀閘21進行匯合，當串聯(lián)刀閘211閉合、第一并聯(lián)刀閘212斷開、第二并聯(lián)刀閘213斷開時，不控十二脈波整流部件的兩路輸出串聯(lián)，電壓最高，當串聯(lián)刀閘211斷開、第一并聯(lián)刀閘212閉合、第二并聯(lián)刀閘213閉合時，不控十二脈波整流部件的兩路輸出并聯(lián)，電流最大。本實施例中，第一并聯(lián)刀閘212和第二并聯(lián)刀閘213聯(lián)動，且第一并聯(lián)刀閘212和第二并聯(lián)刀閘213兩者同時與串聯(lián)刀閘211閉鎖，確保串并聯(lián)切換刀閘21串并聯(lián)切換簡單可靠。綜上所述，本實施例兼具直流融冰功能的便攜式應急電源通過發(fā)電機1發(fā)電、整流部件1整流，輸出直流電壓可用于融冰，通過逆變部件4對直流電壓進行逆變，輸出工頻電壓用于應急供電，本實施例兼具直流融冰功能的便攜式應急電源同時具備應急供電和融冰功能，重量輕、尺寸小，接線安全，供電及融冰范圍廣具備在農(nóng)配網(wǎng)系統(tǒng)大規(guī)模推廣的潛力，提升農(nóng)配網(wǎng)應對大規(guī)模雨雪冰凍災害的能力。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。當前第1頁1 2 3