申请日2014.07.22
公开(公告)日2014.10.15
IPC分类号H02M5/458; H01B9/02; H02H9/02; H02M1/12
摘要
本发明公开一种地埋式污水处理设备风机房供电系统的驱动模块，设置于供电设备和负载设备之间，以将供电设备提供的交流电转换为负载设备所需的交流电或直流电;该驱动模块包括：整流电路，用于将交流电转换为直流电;滤波电路，用于实现直流电的滤波平滑及储能作用;逆变电路，用于完成直流电向交流电转换而实现调频调压;功率因素调整电路，设置于整流电路与滤波电路之间;微处理器电路，微处理器电路的功率因素校正端接功率因素调整电路，微处理器电路的驱动信号端接逆变电路;人机接口电路，人机接口电路接至微处理器电路的输入端。本发明至少能在安全性、抗干扰性或可操控性等的某一个方面改善供电系统的性能。
权利要求书
1.一种地埋式污水处理设备风机房供电系统的驱动模块，包括设置于机房本 体外的供电设备和设置于机房本体内的负载设备，所述驱动模块设置于所述供电设 备和所述负载设备之间，以将所述供电设备提供的交流电转换为所述负载设备所需 的交流电或直流电，所述供电设备与所述驱动模块之间、所述驱动模块与所述负载 设备之间均通过屏蔽电缆连接，所述屏蔽电缆的外保护层内设置有至少一根芯线， 所述芯线包裹有内保护层，其特征在于，所述驱动模块包括：整流电路，用于将交 流电转换为直流电;滤波电路，用于实现直流电的滤波平滑及储能作用;逆变电路， 用于完成直流电向交流电转换而实现调频调压;功率因素调整电路，设置于所述整 流电路与所述滤波电路之间;微处理器电路，所述微处理器电路的功率因素校正端 接所述功率因素调整电路，所述微处理器电路的驱动信号端接所述逆变电路;人机 接口电路，所述人机接口电路接至所述微处理器电路的输入端。
2.如权利要求1所述的地埋式污水处理设备风机房供电系统的驱动模块，其特 征在于，所述整流电路为全桥整流电路，所述滤波电路为RC滤波电路，所述逆变 电路由功率模块及驱动电路组成，所述微处理器电路由微处理器和外围电路构成。
3.如权利要求1所述的地埋式污水处理设备风机房供电系统的驱动模块，其特 征在于，所述驱动模块的输入级接有抑制来自所述供电设备的差模干扰的滤波退耦 电路。
4.如权利要求3所述的地埋式污水处理设备风机房供电系统的驱动模块，其特 征在于，所述供电设备的输出正端和输出地端接入串接的限流电阻和滤波电容，以 构成RC滤波退耦电路。
5.如权利要求1所述的地埋式污水处理设备风机房供电系统的驱动模块，其特 征在于，所述驱动模块的输入端与接地端之间设置有第一防雷保护电路，所述驱动 模块的输出端与接地端之间设置有第二防雷保护电路。
6.如权利要求5所述的地埋式污水处理设备风机房供电系统的驱动模块，其特 征在于，所述第一防雷保护电路包括密闭式火花间隙或接地电阻，所述第二防雷保 护电路包括放电管或接地电阻。
7.如权利要求1所述的地埋式污水处理设备风机房供电系统的驱动模块，其特 征在于，所述屏蔽电缆的外保护层的内侧设置有电缆屏蔽层，所述屏蔽电缆的内保 护层的内侧设置有芯线屏蔽层。
8.如权利要求7所述的地埋式污水处理设备风机房供电系统的驱动模块，其特 征在于，所述电缆屏蔽层和/或所述芯线屏蔽层的两端分别接地。
9.如权利要求8所述的地埋式污水处理设备风机房供电系统的驱动模块，其特 征在于，所述屏蔽电缆靠近所述供电设备的一端所述电缆屏蔽层和所述芯线屏蔽层 通过接地元件接地，所述屏蔽电缆靠近所述负载设备的另一端所述电缆屏蔽层和所 述芯线屏蔽层直接接地。
10.如权利要求9所述的地埋式污水处理设备风机房供电系统的驱动模块，其 特征在于，所述屏蔽电缆的长度大于20m，所述接地元件接于距所述供电设备4m～6 m的位置。
说明书
地埋式污水处理设备风机房供电系统的驱动模块
技术领域
本发明涉及污水处理技术，尤其涉及地埋式污水处理设备风机房的供电系统 及其附属设施。
背景技术
地埋式污水处理设备是一种以生物膜为净化主体的污水生物处理系统，充分 发挥了厌氧生物滤池、接触氧化床等生物膜反应器具有的生物密度大、耐污能力 强、动力消耗低、操作运行稳定、维护方便的特点，因而具有很广的应用前景和 推广价值。
典型的地埋式污水处理设备包括依次连接的格栅井、调节池、初沉池、动力 氧化接触池、澄清池以及和动力氧化接触池连接的风机房;其中的动力氧化接触 池包括反应器主体、反应器内壳、旋切式搅拌器;反应器内壳设置在反应器主体 内部，其底部开口与反应器主体连通;所述的旋切式搅拌器贯穿反应器主体和反 应器内壳设置;反应器内壳内部形成曝气区，反应器内壳外壁与反应器主体内壁 之间的空间上方形成排水区，下方形成污泥沉淀区;反应器主体底部设置有曝气 管。其中，曝气区内充填纳米悬浮生物载体，纳米悬浮生物载体上的微生物膜和 活性污泥会利用污水中的C、N、P生长繁殖，将水体中的污染物及水体富营养 物质消化吸收，同时设置的旋切式搅拌器能有效的辅助曝气管进行曝气工作，最 终将污水中的污染物去除;污水中的泥水进入污泥沉淀区泥水分离后污泥会自动 回到曝气区，净化后的水通过排水区进入澄清池后进一步去除悬浮物，之后进入 消毒池，当达标后排放到受纳水体或作深度处理。
在地埋式污水处理设备中，风机房中的风机是整个污水处理设备的动力来源， 必须保持其正常的运行。在风机房的供电系统中，作为负载设备的风机接通过驱 动模块接至作为供电设备(如市电、太阳能发电机、风能发电机)的输出端，由 该驱动模块将供电设备提供的交流电转换为负载设备所需的交流电或直流电，由 此达到对负载设备的控制。
上述风机房供电系统设计上存在不足：一是防雷保护措施不够好，在雷电流 过于强大时，可能有小部分雷电流进入到负载设备，由此导致负载设备在雷击电 流残压冲击下损坏，这使得系统安全性差，大大地缩短了其使用寿命;二是抗干 扰措施不够理想，负载设备容易遭受电源及外部环境等因素的干扰，这对负载设 备的稳定运行造成较大的影响;三是控制不够方便，其控制参数的调整不够灵活， 不能很好地满足用户的需求。有鉴于此，有必要涉及新的地埋式污水处理设备的 供电系统及其分系统，以便使其性能得以改善。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供地埋式污水处理设备风机 房供电系统及其附属设施，以便至少能在安全性、抗干扰性或可操控性等的某一 个方面使供电系统的性能得以改善。
为解决以上技术问题，本发明提供一种地埋式污水处理设备风机房供电系统 的驱动模块，包括设置于机房本体外的供电设备和设置于机房本体内的负载设备， 所述驱动模块设置于所述供电设备和所述负载设备之间，以将所述供电设备提供 的交流电转换为所述负载设备所需的交流电或直流电，所述供电设备与所述驱动 模块之间、所述驱动模块与所述负载设备之间均通过屏蔽电缆连接，所述屏蔽电 缆的外保护层内设置有至少一根芯线，所述芯线包裹有内保护层，所述驱动模块 包括：整流电路，用于将交流电转换为直流电;滤波电路，用于实现直流电的滤 波平滑及储能作用;逆变电路，用于完成直流电向交流电转换而实现调频调压; 功率因素调整电路，设置于所述整流电路与所述滤波电路之间;微处理器电路， 所述微处理器电路的功率因素校正端接所述功率因素调整电路，所述微处理器电 路的驱动信号端接所述逆变电路;人机接口电路，所述人机接口电路接至所述微 处理器电路的输入端。
与现有技术相比，本发明可以有效地改善供电系统的性能，其至少可以取得以 下某一个方面的优点：
1、安全性提高。设有二级避雷保护，其中的大部分雷击电流通过驱动模块输 入端的第一级接地元件泄放;而驱动模块输出端设置第二级接地元件，使得进入负 载的残压更小，有利于防止负载遭受雷击，提高其使用安全性，延长其使用寿命。
2、抗干扰性强。主要表现在几个方面：
(1)屏蔽电缆靠供电设备的一端电缆屏蔽层通过接地元件接地，屏蔽电缆靠 负载设备的另一端电缆屏蔽层直接接地，其保持了传统二点接地的良好抗干扰效 果，同时也限制了地电流或干扰的大小，可以避免地电流或干扰过大时烧毁屏蔽电 缆屏蔽层的危险。
(2)屏蔽电缆的芯线均设计了芯线屏蔽层，有利于抑制芯线之间产生的电磁 辐射、静电耦合和电磁感应;同时也设计了电缆屏蔽层，有利于抑制外部的电磁干 扰;这两方面因素，较好地消除了供电系统屏蔽电缆所产生的干扰，有利于保证数 据的准确性。
(3)驱动模块的输入级设置有滤波退耦电路，其作为交流信号输入通道的前 置模拟低通滤波器，兼有抗干扰的作用，可以抑制来自供电设备的差模干扰，保证 负载设备数据传输的准确性。
3、可操控性更好。通过微处理器电路控制驱动模块的输出模式，有利于灵活 地按预定要求输出电压，从而满足不同用户的需求。对于电机类负载设备而言，可 以根据人机接口电路的设定信号，对电机进行无级变频控制。