[发明专利]带有智能母线失压补偿功能的自愈式直流系统

说明书

带有智能母线失压补偿功能的自愈式直流系统，包括两套相互连接的直流系统1#和2#，供电直流母线之间设有双向DC‑DC补偿器DC1，双向DC‑DC补偿器DC1由三个包含H桥的模块B1、B2和B3构成，模块B3内的H桥之间为隔离变压器T1，通过隔离变压器T1的固定变比及其双向流动，结合模块B1/模块B2的电流流向控制，实现两套直流系统之间的双向补偿，且由模块B3实现零电流开关ZCS，在模块B1/模块B2处实现零电压开关ZVS，以此避免H桥内MOSFET管的高压尖峰，适合大功率的直流电源系统使用。

技术领域

本发明涉及变电站直流系统技术领域，具体涉及一种带有智能母线失压补偿功能的自愈式直流系统。

背景技术

变电站的直流系统为例保证其供电设备的持续运行，通常设有两段母线，两端母线分别由两个充电机和蓄电池组进行不间断供电，当其中一段母线出现故障失压时，将两端母线之间的母联转换开关合闸，使得未失压的母线为失压的母线提供电源，保证两端母线负载的稳定运行，但是由于两端母线的充电机及蓄电池组为独立运行，使得两端母线由各自的充电机及蓄电池组决定其电压值，两端母线可能存在电压值不等个，可能存在其中一段电压超出阈值，而此时由于母线上负载还能正常工作，可能造成负载工作不稳定或者降低负载设备寿命。

为解决上述问题，会在两端母线之间采用失压补偿装置，例如中国专利文献CN211351821U记载了一种蓄电池组开路监测及失压补偿装置，通过在两端母线之间设置基于H桥电路，两端母线之间的H桥通过变压器互感线圈实现电气隔离，从而实现一端母线失压时，由另一端母线对其进行电压补偿，实现了电气隔离，在进行补偿时两端母线之间没有直接的硬件连接，一端母线的故障可以通过MOSFET管的关断实现与另一端母线之间的及时切断，安全性高。

当上述两端母线分别连接一段H桥，由于互感线圈的漏感储能和放电会导致开关MOSFET的高压尖峰，使得H桥作为DC-DC在直流系统中的应用只能适用于小型变电站，大型变电站的直流负载较多时，会导致H桥的MOSFET会承受较大的电压冲击。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带有智能母线失压补偿功能的自愈式直流系统，能够为大功率的直流系统的两条直流母线之间形成高效率的电压补偿。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

带有智能母线失压补偿功能的自愈式直流系统，包括两套相互连接的直流系统1#和2#；

1#直流系统内设有供电直流母线KM1+、KM1-；

2#直流系统内设有供电直流母线KM2+、KM2-；

供电直流母线KM1+、KM1-和直流母线KM2+、KM2-之间设有双向DC-DC补偿器DC1，双向DC-DC补偿器DC1两端分别连接1#直流母线和2#直流母线。

上述的双向DC-DC补偿器DC1由控制器U1控制；

供电直流母线KM1+、KM1-和供电直流母线KM2+、KM2-上分别设有电压检测装置1DV3和2DV3；

电压检测装置1DV3和2DV3与控制器U1的输入端电连接。

上述的双向DC-DC补偿器DC1由三个包含H桥的模块B1、B2和B3构成，模块B3内的H桥之间为隔离变压器T1，模块B1的H桥一端与供电直流母线KM1+、KM1-电连接，模块B1的H桥另一端与模块B2的H桥一端电连接，模块B2的H桥另一端与供电直流母线KM1+、KM1-电连接，模块B1的H桥及模块B2的H桥连接端的正负极与模块B3内的H桥输入端连接，模块B3内的H桥输出端与供电直流母线KM2+、KM2-连接。

上述的模块B3内H桥由MOSFET管Q9-Q12组成，MOSFET管Q9和Q10两端与模块B1的H桥及模块B2的H桥连接端的正负极电连接，串联的电容C6和C7与MOSFET管Q9和Q10两端并联，隔离变压器T1的一次线圈一端连接MOSFET管Q9和Q10的中间点，另一端连接电容C6和C7的中间点；