CN107037376A - 一种蓄电池组充放电电流监测系统及监测方法 - Google Patents

一种蓄电池组充放电电流监测系统及监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蓄电池组充放电电流监测系统及监测方法，它包括充电机和蓄电池组；充电机的直流端与蓄电池组充放电电流监测装置的第一直流端连接；蓄电池组充放电电流监测装置的第二直流端与蓄电池组的直流端连接；充电机和蓄电池组充放电电流监测装置的通讯接口之间通过以太网或RS485连接；解决了现有技术对蓄电池组充放电电流监测采用单一测量元件难以满足这样宽测量范围的精度要求，而且单一测量元件可靠性较差难以满足变电站对充放电电流实时监测的要求等技术问题。

Description

一种蓄电池组充放电电流监测系统及监测方法
技术领域
本发明属于蓄电池监测技术，尤其涉及一种蓄电池组充放电电流监测系统及监测方法。
背景技术
变电站的阀控式铅酸蓄电池组在交流电全失的事故情况下，为继电保护、安自装置及事故照明等提供可靠的控制电源，为断路器等的操作提供可靠的操作电源，因此如何有效地检测蓄电池的健康水平对直流系统的安全运行起着至关重要的作用。
阀控式铅酸蓄电池组长期处于充电状态之下，而在事故情况下处于放电状态，因此对蓄电池组的充放电电流的大小和变化趋势的监测和分析，可以为在线评估蓄电池组的健康状况提供重要的信息。
在现有测量元件中，多采用分流电阻或基于霍尔原理的电流互感器（简称霍尔传感器）进行测量，但这两种测量元件各有优缺点。分流电阻测量精度高，但其工作时与负载串联，无法进行隔离测量，而且总是被流过的电流加热，尤其是通过较大电流时，会消耗被测电源的功率，其测量值会受到较大影响。而霍尔传感器不与被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率，适合于大电流的测量，但当电流较小时，则表现出灵敏度不够、稳定度较差，抗干扰能力差等问题。
充电机对蓄电池组进行充放电时，存在放电电流和充电电流，其中放电电流较大，约几十安培，甚至可高达几百安培，但充电电流不大，大概几十安培，尤其是浮充电流，仅仅几安培甚至几百几十毫安。因此，仅仅依靠一种测量元件难以满足这样宽测量范围的精度要求，而且单一测量元件可靠性较差难以满足变电站对充放电电流实时监测的要求。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是：提供一种蓄电池组充放电电流监测系统及监测方法，以解决现有技术对蓄电池组充放电电流监测采用单一测量元件难以满足这样宽测量范围的精度要求，而且单一测量元件可靠性较差难以满足变电站对充放电电流实时监测的要求等技术问题。
本发明技术方案：
一种蓄电池组充放电电流监测系统，它包括充电机和蓄电池组；充电机的直流端与蓄电池组充放电电流监测装置的第一直流端连接；蓄电池组充放电电流监测装置的第二直流端与蓄电池组的直流端连接；充电机和蓄电池组充放电电流监测装置的通讯接口之间通过以太网或RS485连接。
充电机的直流端与蓄电池组充放电电流监测装置的第一直流端之间设置有第一直流断路器；蓄电池组充放电电流监测装置的第二直流端与蓄电池组的直流端之间设置有第二直流断路器。
所述蓄电池组充放电电流监测装置包括DSP处理器；第一开关与分流电阻器串联、第二开关与霍尔传感器串联后再并联连接在
第一直流端与第二直流端的正极之间；DSP处理器的数字量输出端与第一开关和第二开关的控制端连接；DSP处理器上集成有通讯接口。所述的一种蓄电池组充放电电流监测系统的监测方法，它包括：步骤1：对蓄电池组充放电电流监测装置进行参数整定和设置，设置定值切换阈值Ix；在初始状态时，将第二开关处于闭合状态；第一开关处于断开状态；
步骤2：先合上第二直流断路器，再合上第一直流断路器，将蓄电池组充放电电流监测装置投入运行；
步骤3：第一开关和第二开关根据控制逻辑进行自动控制，对充放电电流进行测量。
步骤3所述控制逻辑为：在均充充电时，第二开关处于闭合状态，第一开关处于断开状态；当蓄电池由均充充电转为浮充充电时，充电机通过通讯接口发送信息至蓄电池组充放电电流监测装置，蓄电池组充放电电流监测装置先闭合第一开关，延时t1后断开第二开关，来实现对小电流l1的测量；时间t1取值为0.01-1秒。
步骤3所述控制逻辑为：充电电流大于定值切换阈值Ix时，第二开关处于闭合状态，第一开关处于断开状态；当检测到充电电流小于定值切换阈值Ix时，蓄电池组充放电电流监测装置先闭合第一开关，再延时t2断开第二开关，实现对小电流I1的测量；定值切换阈值Ix位于I1与I2之间；时间t2取值为0.01-1秒。
步骤3所述控制逻辑为：充电电流小于定值切换阈值Ix时，第一开关处于闭合状态，第二开关处于断开状态。而当检测到充电电流小于定值切换阈值Ix时，蓄电池组充放电电流监测装置先闭合第二开关，延时t3后断开第一开关，实现对小电流I1的测量；定值切换阈值Ix位于I1与I2之间；时间t3取值为0.01-1秒。
步骤3所述控制逻辑为：充电机检测到充电机进线交流电压失电或蓄电池与充电机间的联络开关断开时，判断出蓄电池失去充电电源，处于放电状态，蓄电池组充放电电流监测装置判断第一开关和第二开关的闭合和断开的状态，当第一开关和第二开关分别处于断开和闭合状态时，蓄电池组充放电电流监测装置不动作；当第一开关和第二开关分别处于闭合和断开状态时，蓄电池组充放电电流监测装置先闭合第二开关，再延时t4后断开第一开关，实现对大电流I2的测量；时间t4取值为0.01-1秒。
本发明的有益效果：
本发明分别利用分流电阻器和霍尔传感器的优点，在大电流和小电流的条件下，通过分流电阻器和霍尔传感器的切换实现对大电流和小电流的高精度测量，解决了现有技术对蓄电池组充放电电流监测采用单一测量元件难以满足这样宽测量范围的精度要求，而且单一测量元件可靠性较差难以满足变电站对充放电电流实时监测的要求等技术问题。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2为本发明蓄电池组充放电电流监测装置组成示意图。
具体实施方式
一种蓄电池组充放电电流监测系统（见图1），它包括充电机和蓄电池组；充电机的直流端与蓄电池组充放电电流监测装置的第一直流端通过第一直流电缆连接，通过第一直流断路器控制闭合和断开；蓄电池组充放电电流监测装置的第二直流端与蓄电池组的直流端通过第二直流电缆连接，通过第二直流断路器控制闭合和断开；充电机和蓄电池组充放电电流监测装置的通讯接口之间通过以太网或RS485连接。
所述蓄电池组充放电电流监测装置包括DSP处理器；第一开关与分流电阻器串联、第二开关与霍尔传感器串联后再并联连接在第一直流端与第二直流端的正极之间；DSP处理器的数字量输出端与第一开关和第二开关的控制端连接；DSP处理器上集成有通讯接口。DSP处理器用于实现计算和逻辑判断功能。
本发明通过对二路测量回路采用切换的方法实现对大电流和小电流的测量。
本发明的蓄电池组充放电电流监测装置采集到的蓄电池充放电电流采样值通过通讯接口发送至充电机，充电机通过RS485或以太网发送给变电站监控系统，以实现变电站对蓄电池充放电电流的实时监测；实现对蓄电池组的充放电电流的实时高精度监测。
一种蓄电池组充放电电流监测系统的监测方法，它包括：
步骤1：将蓄电池组充放电电流监测装置进行参数整定和设置，考虑到蓄电池组充放电电流监测装置在安装过程中，蓄电池组处于放电状态，接入充电机正式运行时会直接转入均充充电状态，在初始状态时，将第二开关处于闭合状态。
步骤2：先合上第二直流断路器，再合上第一直流断路器，将蓄电池组充放电电流监测装置投入运行。
步骤3：第一开关和第二开关根据控制逻辑进行自动控制，确保充放电电流的测试精度能够达到要求。
其中，控制逻辑按照以下任一条件进行自动控制：
条件1、在均充充电时，第二开关处于闭合状态，第一开关处于断开状态。当蓄电池由均充充电转为浮充充电时，充电机通过通讯接口发送信息至蓄电池组充放电电流监测装置，为了防止在第一开关和第二开关的切换过程中造成短时的测量中断，因此蓄电池组充放电电流监测装置先闭合第一开关，延时t1后断开第二开关，来实现对小电流l1的测量。
其中时间t1可取值为0.01-1秒之间，
条件2：充电电流大于装置设置定值切换阈值Ix时，第二开关处于闭合状态，第一开关处于断开状态。而当检测到充电电流小于装置设置定值切换阈值Ix时，蓄电池组充放电电流监测装置先闭合第一开关，再延时t2断开第二开关，实现对小电流I1的测量；装置设置定值切换阈值Ix位于I1与I2之间；
其中时间t2可取值为0.01-1秒之间，
条件3、充电电流小于装置设置定值切换阈值Ix时，第一开关处于闭合状态，第二开关处于断开状态。而当检测到充电电流小于装置设置定值切换阈值Ix时，为了防止在第一开关和第二开关的切换过程中造成短时的测量中断，蓄电池组充放电电流监测装置先闭合第二开关，延时t3后断开第一开关，实现对小电流I1的测量；装置设置定值切换阈值Ix位于I1与I2之间；
其中时间t3可取值为0.01-1秒之间。
条件4、充电机检测到充电机进线交流电压失电或蓄电池与充电机间的联络开关断开时，判断其为蓄电池失去充电电源，处于放电状态，蓄电池组充放电电流监测装置判断第一开关和第二开关的闭合和断开的状态，当第一开关和第二开关分别处于断开和闭合状态时，蓄电池组充放电电流监测装置不动作；但当第一开关和第二开关分别处于闭合和断开状态时，为了防止在第一开关和第二开关的切换过程中造成短时的测量中断，蓄电池组充放电电流监测装置先闭合第二开关，再延时t4后断开第一开关，实现对大电流I2的测量。
其中时间t4可取值为0.01-1秒之间。

Claims (9)

1.一种蓄电池组充放电电流监测系统，它包括充电机和蓄电池组；其特征在于：充电机的直流端与蓄电池组充放电电流监测装置的第一直流端连接；蓄电池组充放电电流监测装置的第二直流端与蓄电池组的直流端连接；充电机和蓄电池组充放电电流监测装置的通讯接口之间通过以太网或RS485连接。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池组充放电电流监测系统，其特征在于：充电机的直流端与蓄电池组充放电电流监测装置的第一直流端之间设置有第一直流断路器；蓄电池组充放电电流监测装置的第二直流端与蓄电池组的直流端之间设置有第二直流断路器。
3.根据权利要求1所述的一种蓄电池组充放电电流监测系统，其特征在于：所述蓄电池组充放电电流监测装置包括DSP处理器；第一开关与分流电阻器串联、第二开关与霍尔传感器串联后再并联连接在第一直流端与第二直流端的正极之间；DSP处理器的数字量输出端与第一开关和第二开关的控制端连接；DSP处理器上集成有通讯接口。
4.如权利要求2所述的一种蓄电池组充放电电流监测系统的监测方法，它包括：步骤1：对蓄电池组充放电电流监测装置进行参数整定和设置，设置定值切换阈值Ix；在初始状态时，将第二开关处于闭合状态；第一开关处于断开状态；
步骤2：先合上第二直流断路器，再合上第一直流断路器，将蓄电池组充放电电流监测装置投入运行；
步骤3：第一开关和第二开关根据控制逻辑进行自动控制，对充放电电流进行测量。
5.根据权利要求4所述的一种蓄电池组充放电电流监测系统的监测方法，其特征在于：
步骤3所述控制逻辑为：在均充充电时，第二开关处于闭合状态，第一开关处于断开状态；当蓄电池由均充充电转为浮充充电时，充电机通过通讯接口发送信息至蓄电池组充放电电流监测装置，蓄电池组充放电电流监测装置先闭合第一开关，延时t1后断开第二开关，来实现对小电流l1的测量；时间t1取值为0.01-1秒。
6.根据权利要求4所述的一种蓄电池组充放电电流监测系统的监测方法，其特征在于：
步骤3所述控制逻辑为：充电电流大于定值切换阈值Ix时，第二开关处于闭合状态，第一开关处于断开状态；当检测到充电电流小于定值切换阈值Ix时，蓄电池组充放电电流监测装置先闭合第一开关，再延时t2断开第二开关，实现对小电流I1的测量；定值切换阈值Ix位于I1与I2之间；时间t2取值为0.01-1秒。
7.根据权利要求4所述的一种蓄电池组充放电电流监测系统的监测方法，其特征在于：
步骤3所述控制逻辑为：充电电流小于定值切换阈值Ix时，第一开关处于闭合状态，第二开关处于断开状态。
8.而当检测到充电电流小于定值切换阈值Ix时，蓄电池组充放电电流监测装置先闭合第二开关，延时t3后断开第一开关，实现对小电流I1的测量；定值切换阈值Ix位于I1与I2之间；时间t3取值为0.01-1秒。
9.根据权利要求4所述的一种蓄电池组充放电电流监测系统的监测方法，其特征在于：步骤3所述控制逻辑为：充电机检测到充电机进线交流电压失电或蓄电池与充电机间的联络开关断开时，判断出蓄电池失去充电电源，处于放电状态，蓄电池组充放电电流监测装置判断第一开关和第二开关的闭合和断开的状态，当第一开关和第二开关分别处于断开和闭合状态时，蓄电池组充放电电流监测装置不动作；当第一开关和第二开关分别处于闭合和断开状态时，蓄电池组充放电电流监测装置先闭合第二开关，再延时t4后断开第一开关，实现对大电流I2的测量；时间t4取值为0.01-1秒。
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