CN101794985B - 一种高压直流系统电池充电保护电路结构 - Google Patents

一种高压直流系统电池充电保护电路结构 Download PDF

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Abstract

一种高压直流系统电池充电保护电路结构，属于高压直流系统技术领域，包括整流模块、电池组和负载，整流模块的输出母线分离出电池母线和负载母线，在电池母线和负载母线增加充电保护电路，充电保护电路包括二极管、接触器、分流器、控制器和熔丝，接触器包括线圈1脚、线圈2脚、第三触点和第四触点，二极管负极和接触器的第四触点接负载母线，负载的一端接负载母线，负载的另一端接直流母线负，二极管正极和接触器的第三触点接电池母线，电池母线经分流器和熔丝接电池组的正极，电池的负极接母线负，接触器的线圈1脚与2脚接控制器，本发明克服提供了一种工作可靠，可延长电池使用寿命的HVDC双母线电路结构。

Description

一种高压直流系统电池充电保护电路结构
技术领域
本发明属于高压直流系统技术领域，尤其涉及高压直流系统母线电路设计。
背景技术
现有技术中通信电源系统都是采用N+1模块的方式配置整流模块数量，即按设计的负载电流加上0.1 C10的充电电流计算，采用N+1配置，其中N个主用，N≤10时，1个备用，N＞10个时，每10只备用一个。所有的整流模块输出处于同一条母线上，同时负责给负载和电池充电，当监控器故障时，电池充电限流就会失效，充电模块会按照最大输出能力给电池充电，导致电池充电电流过大，从而损坏电池。电池是企业电源设备中的重要资产，电池未到使用寿命提前损坏，必然会增加企业的日常运营成本。
单母线接线方式的模块输出和直流母线、蓄电池组并联，平时蓄电池处于全浮充状态。对于控制、动力母线分别设置的直流操作电源系统；另有改进技术是将所有模块的输出与电池组和动力母线并联，在动力母线和控制母线之间设置自动调压装置，控制母线的负荷由动力母线经自动调压装置提供，该方式要求自动调压装置有较高的可靠性；另一种改进是将模块分成两组，一组输出与动力母线、电池组并联，另一组输出与控制母线并联，动力母线和控制母线之间设置自动调压装置，在正常情况下，控制母线负荷由模块提供，自动调压装置由于承受反压处于备用状态，只有当交流停电或控制母线的所有模块全部故障时，自动调压装置才投入运行，这种母线接线方式要求两组模块均按照负荷进行N+1配置。
因此，有效防止整流模块监控故障导致电池充电损坏，保证电池使用寿命是改进充电母线设计考虑的重点。
发明内容
为了克服现有技术直流系统电池充电电路工作不可靠、无法防止大电流充电的缺陷，本发明之目的在于提供一种能够有效防止电池充电过流的电池充电保护电路结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高压直流系统电池充电保护电路结构，包括整流模块、电池组和负载，其特征在于整流模块的输出母线分离出电池母线和负载母线，在电池母线和负载母线增加充电保护电路，所述充电保护电路包括二极管、接触器、分流器、控制器和熔丝，接触器包括线圈1脚、线圈2脚、第三触点和第四触点，二极管负极和接触器的第四触点接负载母线，负载的一端接负载母线，负载的另一端接直流母线负，二极管正极和接触器的第三触点接电池母线，电池母线经分流器和熔丝接电池组的正极，电池的负极接母线负，接触器的线圈1脚与2脚接控制器。
本发明的有益效果主要表现在：
1、双母线方式，通过负载母线给负载供电，通过电池母线给电池充电。当负载供电模块组供电不足时，控制器监测到电池进入放电状态后，闭合接触器(K1)给负载供电；当整流模块恢复正常输出，由于负载母线电压高于电池母线电压2V，且由于二极管(D1)和接触器(K1)的存在，电池停止放电，接触器(K1)断开，负载母线上的整流模块不会对电池充电，电池充电母线由于整流模块根据最大充电电流配置，不会导致电池充电过流。
2、电路稳定可靠，控制原理简单。负载母线模块组和电池母线模块组可分别均流运行。
附图说明
图1是高压直流系统电池充电保护电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
如图1所示高压直流系统电池充电保护电路结构，本发明把现行高压直流(简称HVDC)系统的单母线工作方式改为通过分离整流模块的输出母线，增加电池充电保护电路，具有充电母线和负载母线的设计电路。
所述充电保护电路包括二极管(D1)、接触器(K1)、分流器(C1)、控制器)、负载(L1)、熔丝(F1)、电池组(B1)、负载母线(Load Bus)、电池母线(Battery Bus)和母线负(Bus-)。
接触器包括线圈1脚、线圈2脚、第三触点和第四触点，二极管(D1)负极和接触器(K1)的第四触点接负载母线(Load Bus)，所述负载母线接负载(L1)的一端，另一端接母线负(Bus-)，二极管(D1)正极和接触器(K1)的第三触点接电池母线(Battery Bus)，电池母线(Battery Bus)经分流器(C1)和熔丝(F1)接电池组(B1)的正极，电池的负极接母线负(Bus-)，接触器(K1)的线圈1脚与2脚接控制器。
本发明的技术构思为：在电池母线(Battery Bus)和负载母线(Load Bus)之间通过二极管(D1)和接触器(K1)并联连接，负载母线(Load Bus)的电压与电池母线(Battery Bus)电压相关联并高于电池母线(Battery Bus)电压2V，负载(L1)由负载母线(Load Bus)供电，接触器(K1)断开，电池(Battery)处于浮充状态。当交流停电或负载供电模块组供电不足处于限流状态，电池放电时，接触器(K1)合上，电池母线(Battery Bus)给负载(L1)供电。
当监控器故障时，接触器(K1)处于断开状态，负载母线(Load Bus)和电池母线(Battery Bus)的所有整流模块电压都自动回到浮充电压状态，只有电池母线(Battery Bus)整流模块给电池组(Battery)充电。负载母线(Load Bus)整流模块组和电池母线(Battery Bus)整流模块组分别均流运行。
控制器通过分流器(C1)检测到电流为正时，即电池处于充电状态，则接触器(K1)断开；当检测到电流为负时，即电池处于放电状态，接触器(K1)闭合。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，可以不限于本实施例的描述，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化，本发明双母线电路设计也可应用于其它单母线直流系统设计的改进。诸如此等组合或变换都属于本发明保护范围。

Claims (1)

1.一种高压直流系统电池充电保护电路结构，包括整流模块、电池组和负载，其特征在于整流模块的输出母线分离出电池母线和负载母线，在电池母线和负载母线之间增加充电保护电路，所述充电保护电路包括二极管、接触器、分流器、控制器和熔丝，接触器包括线圈1脚、线圈2脚、第三触点和第四触点，二极管负极和接触器的第四触点接负载母线，负载的一端接负载母线，负载的另一端接直流母线负端，二极管正极和接触器的第三触点接电池母线，电池母线经分流器和熔丝接电池组的正极，电池组的负极接直流母线负端，接触器的线圈1脚与2脚接控制器；
在电池母线和负载母线之间通过二极管和接触器并联连接，负载母线的电压与电池母线电压相关联并高于电池母线电压2V，负载由负载母线供电，接触器断开，电池组处于浮充状态，当交流停电或负载供电模块组供电不足处于限流状态，电池组放电时，接触器合上，电池母线给负载供电；
当监控器故障时，接触器处于断开状态，负载母线和电池母线的所有整流模块电压都自动回到浮充电压状态，只有电池母线整流模块给电池组充电，负载母线整流模块组和电池母线整流模块组分别均流运行；
控制器通过分流器检测到电流为正时，即电池组处于充电状态，则接触器断开；当检测到电流为负时，即电池组处于放电状态，接触器闭合。
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