CN107046325A - 一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统，包括蓄电池组、组合电源模块、双电源无缝切换电路，所述双电源无缝切换电路包括断路器、第二二极管、手动开关和熔断器，组合开关的一端连接直流电源对接收的直流电源进行转换，转换后的电源一路经过手动开关连接蓄电池组，一路依次经过第一二极管和断路器向负载供电，蓄电池组依次通过熔断器和手动开关以后为负载供电。本发明将铅酸蓄电池组安装在机柜内部，使小型的蓄电池组不用设置专用的蓄电池房间。

Description

一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统

技术领域

本发明提供一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统。

背景技术

目前，铅酸富液蓄电池组的安装都采用蓄电池室或蓄电池房的形式，存放于专用的房间。蓄电池组的维护和安全由专人负责。蓄电池组室一般都具备专用，空间充足，通风良好等特点，蓄电池组还没有在机柜这样的狭小空间内安装的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种机柜安装铅酸蓄电池组的机柜模块，以解决现有技术存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统，包括蓄电池组GB1、组合电源模块U1、双电源无缝切换电路，所述双电源无缝切换电路包括断路器QF2、第二二极管D2、手动开关SA1和熔断器FU，组合开关的一端连接直流电源对接收的直流电源进行转换，转换后的电源一路经过手动开关SA1连接蓄电池组GB1，一路依次经过第一二极管D1和断路器QF2向负载供电，蓄电池组GB1依次通过熔断器FU和手动开关SA1以后为负载供电。

所述组合电源由不少于一个的负载电源和不少于一个的充电电源组成，所述充电电源通过手动开关SA1连接蓄电池组GB1，所述负载电源依次经过第一二极管D1和断路器QF2向负载供电。

所述负载包括一般负载和重要负载，一般负载和重要负载共同连接在直流电源母线上，一般负载和重要负载之间的直流电源母线上设置有第三二极管D3，组合电源依次经过第一二极管D1和断路器QF2向一般负载供电，同时电源经过第三二极管D3向重要负载供电；蓄电池组GB1通过手动开关SA1为重要负载供电。

所述组合开关的一端通过系统输出断路器QF1连接500VDC的直流电源以后，将500VDC的电源转换为24VDC的电源。

所述蓄电池组GB1安装在机柜内，机柜内分隔为完全隔离的上部机柜和下部机柜，下部机柜内通过蓄电池组安装支架安装蓄电池组，下部机柜顶部设置与上部机柜进行电气连接的填料函，下部机柜设置通风百叶窗，下部机柜内安装氢气浓度传感器，氢气浓度传感器依次连接控制器、报警器。

所述下部机柜上布置进风口和出风口。

所述蓄电池组安装支架由基座、压板和垫板组成，基座上均匀设有与蓄电池组尺寸相配合的槽，蓄电池组安装在基座的槽内，蓄电池间设置垫板，压板安装在蓄电池组顶部。

所述基座上的槽内部贴有防静电橡胶。

所述蓄电池组安装支架的垫板为酚醛玻璃布板，4面贴防静电橡胶。

本发明的有益效果：（1）将铅酸蓄电池组安装在机柜内部，使小型的蓄电池组不用设置专用的蓄电池房间。（2）具有模块化的组合电源模块，通过温度传感器、氢气浓度传感器以及电压检测模块，利用计算机智能充电技术和双电源无缝切换技术，实现直流电源供电的不间断性。

附图说明

图1为系统原理图。

图2为组合电源面板图。

图3为机柜布置图。

图4为机柜布置图侧视图。

图5为机柜布置图后视图。

图6为蓄电池安装支架图。

图7为蓄电池安装支架压板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明提供一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统，它由可安装铅酸蓄电池组的机柜模块/组合电源模块以及双电源无缝切换电路组成。可安装铅酸蓄电池组的机柜模块由机柜、风道、蓄电池安装支架、蓄电池组和传感器等组成，实现铅酸蓄电池组的机柜安装和使用。组合电源模块由负载电源和充电电源组成，由计算机控制，完成充电控制和蓄电池组的监控。双电源无缝切换电路由断路器、二极管、手动开关、熔断器等组成。

本发明的机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统参见图1所示，包括蓄电池组GB1、组合电源模块U1、双电源无缝切换电路，双电源无缝切换电路包括断路器QF2、第二二极管D2、手动开关SA1和熔断器FU，组合开关的一端连接直流电源对接收的直流电源进行转换，转换后的电源一路经过手动开关SA1连接蓄电池组GB1，一路依次经过第一二极管D1和断路器QF2向负载供电，蓄电池组GB1依次通过熔断器FU和手动开关SA1以后为负载供电。

图1中，系统电源为500VDC，接入组合电源后，由组合电源将500VDC的电压转换为24VDC的电压，然后一路经过第一二极管D1输出给负载，一路直接输出给蓄电池组GB1，向蓄电池组GB1充电，当系统运行时，组合电源保持向蓄电池组GB1浮充。蓄电池组GB1输出依次经过熔断器FU和手动开关SA1，熔断器FU为蓄电池组GB1提供短路保护，手动开关SA1为蓄电池组提供维护选择。手动开关为三状态可选的切换开关，如旋钮转换开关，对应的可以使蓄电池组GB1可在正常充电、放电和断开三个状态选择。当蓄电池组GB1选择正常时，电源经过二极管D2输出到负载。负载分为一般负载和重要负载，一般负载仅由组合电源供电，重要负载由组合电源和蓄电池组共同供电。当500VDC电源缺失时，组合电源无电源输出，蓄电池组会立即由充电状态转变为放电状态。由于在一般负载和重要负载之间有二极管D3，蓄电池组的电源只能想重要负载供电。

组合电源由多个模块组成，模块分为2类，一类为负载电源，一类为充电电源，充电电源为智能充电电源，通过手动开关SA1连接蓄电池组GB1，负载电源依次经过第一二极管D1和断路器QF2向负载供电。2类模块的比例依据实际负载需要决定。铅酸蓄电池组的容量大小和重要负载功率大小决定了智能充电模块的功率，一般负载和重要负载的功率大小共同决定了供电电源的功率。本实施方式铅酸蓄电池组的大小为250Ah，电池放电电流40A，所有负载为420A，所以，设计智能充电电源的输出为50A，供电电源输出为500A。因此，设置4个模块。图2中，3个模块为负载电源，单个模块输出167A，第四个模块为充电电源。

双电源无缝切换是将供电电源的输出与铅酸蓄电池组的输出并联，充电电源输出连接重要负载。重要负载和一般负载一同连接在直流电源母线上，两者之间安装第三二极管D3。供电电源模块可以向重要负载输出电源，但智能充电电源模块不可以向一般负载输出电源。当系统输入电源掉电的情况出现时，铅酸蓄电池组立即向重要负载提供电源。

智能充电电源（即双电源的充电电源）采集铅酸蓄电池组模块的各种参数，充电电流，蓄电池单体电压、壳温，模块的环境温度以及环境的氢气浓度。通过判断参数的数值，确定当前充电过程是否正常，给出警告或报警。具体来说，在每个蓄电池的壳体上设置温度传感器，采集壳温；在每个蓄电池的输出电路上设置电压传感器测量电压的大小，如果发现电压与其他蓄电池相比跳变较大的蓄电池，则该蓄电池发生充电不正常。

本发明还包括用于安装蓄电池组的机柜模块，如图3~7所示，它由五部分组成，下部机柜1、通风百叶窗5、蓄电池安装支架、蓄电池组2和氢气浓度传感器3。下部机柜的空间与上部机柜完全隔离，保证气体无法流通，因为下部机柜安装铅酸蓄电池组，会产生氢气。风道由通风百叶窗、进风口、出风口5、设备外风道以及抽风设备等组成，本发明中仅包含进风口和出风口，外风道及抽风设备由用户自由选择，再不需要太强的通风状况时，可以仅仅使用通风百叶窗进行通风，在机柜内情况复杂（如氢气浓度高、温度高）需要较强通风时，使用通风口和进风口配合外部设备进行通风。蓄电池组安装支架安装在机柜下部，通过螺栓固定于机柜底板。蓄电池组安装在蓄电池安装支架上，由安装支架固定牢固。在铅酸蓄电池组机柜侧壁安装氢气浓度传感器，氢气浓度超过要求报警。

机柜设计为2部分，下部作为铅酸蓄电池组机柜，下部机柜与上部机柜完全隔离。上部机柜顶部一侧安装填料函，用于和上部机柜的电气连接。下部机柜还可以布置出风口，通过柔性风道与外部抽风设备相连，出风口可以通过罩板封闭。出风口也可设计在下部机柜内后侧，具体设计依据机柜的安装环境。下部机柜前后面板下部布置进风口。

铅酸蓄电池组安装支架由基座、压板和垫板组成。基座由酚醛玻璃布板制成。在板上面依据蓄电池尺寸加工一列矩形槽，槽具有一定深度，槽的尺寸略大于蓄电池尺寸，在槽的内部贴一圈防静电橡胶垫，保证蓄电池刚好放置于槽内。槽的数量依据蓄电池数量而定，本例为12个槽。压板为金属制品，压板与基座保证蓄电池组在垂直方向、前后方向和左右方向的约束。垫板为酚醛玻璃布板材料，4面贴防静电橡胶，两端安装在压板的前后折边上，保证蓄电池间的左右约束。

采用可安装铅酸蓄电池组的机柜模块，通过计算机控制，采集蓄电池组的电压、温度和氢气浓度参数，智能控制充电电源为蓄电池组充电，利用双电源无缝切换技术，实现直流电源供电的连续性。

Claims (9)

1.一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统，其特征在于：包括蓄电池组（GB1）、组合电源模块（U1）、双电源无缝切换电路，所述双电源无缝切换电路包括断路器（QF2）、第二二极管（D2）、手动开关（SA1）和熔断器（FU），组合开关的一端连接直流电源对接收的直流电源进行转换，转换后的电源一路经过手动开关（SA1）连接蓄电池组（GB1），一路依次经过第一二极管（D1）和断路器（QF2）向负载供电，蓄电池组（GB1）依次通过熔断器（FU）和手动开关（SA1）以后为负载供电。

2.根据权利要求1所述的一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统，其特征在于：所述组合电源由不少于一个的负载电源和不少于一个的充电电源组成，所述充电电源通过手动开关（SA1）连接蓄电池组（GB1），所述负载电源依次经过第一二极管（D1）和断路器（QF2）向负载供电。

3.根据权利要求1所述的一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统，其特征在于：所述负载包括一般负载和重要负载，一般负载和重要负载共同连接在直流电源母线上，一般负载和重要负载之间的直流电源母线上设置有第三二极管（D3），组合电源依次经过第一二极管（D1）和断路器（QF2）向一般负载供电，同时电源经过第三二极管（D3）向重要负载供电；蓄电池组（GB1）通过手动开关（SA1）为重要负载供电。

4.根据权利要求1所述的一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统，其特征在于：所述组合开关的一端通过系统输出断路器（QF1）连接500VDC的直流电源以后，将500VDC的电源转换为24VDC的电源。

5.根据权利要求1所述的一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统，其特征在于：所述蓄电池组（GB1）安装在机柜内，机柜内分隔为完全隔离的上部机柜和下部机柜，下部机柜内通过蓄电池组安装支架安装蓄电池组，下部机柜顶部设置与上部机柜进行电气连接的填料函，下部机柜设置通风百叶窗，下部机柜内安装氢气浓度传感器，氢气浓度传感器依次连接控制器、报警器。

6.根据权利要求5所述的一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统，其特征在于：所述下部机柜上布置进风口和出风口。

7.根据权利要求5所述的一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统，其特征在于：所述蓄电池组安装支架由基座、压板和垫板组成，基座上均匀设有与蓄电池组尺寸相配合的槽，蓄电池组安装在基座的槽内，蓄电池间设置垫板，压板安装在蓄电池组顶部。

8.根据权利要求7所述的一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统，其特征在于：所述基座上的槽内部贴有防静电橡胶。

9.根据权利要求7所述的一种机柜安装铅酸蓄电池组的直流供电系统，其特征在于：所述蓄电池组安装支架的垫板为酚醛玻璃布板，4面贴防静电橡胶。