CN107367634A - 电流监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电流监测装置，通过小量程的电磁式电流互感器监测电池组的浮充电流，通过分流器监测电池组的均充及放电试验电流，能够实现电池组电流的精确监测，且监测范围宽、精度要求高。

Description

电流监测装置

技术领域

本发明属于变电站站用直流系统技术领域，具体涉及电流监测装置。

背景技术

直流系统是应用于水力、火力发电厂和各类变电站等，为信号设备、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流电源的电源设备。直流系统是一个独立的电源，其不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响，并在外部交流电中断的情况下，蓄电池组继续提供直流电源的重要设备。

变电站蓄电池组作为直流系统的核心部分，电力直流操作电源系统失电且蓄电池组不能及时的为负荷供电时，将使电力负荷和控制负荷设备无法工作，往往会引起大的供电事故，造成整个直流系统失电，甚至整个变电站失电，造成巨大的损失，因此蓄电池组的状态的提前预判极为重要，并且越来越受到重视，需要对蓄电池的在线参数进行监测，由于阀控式密封铅酸蓄电池对直流系统有浮充、均充及放电三种工作状态，同时在大部分时间内都是处于浮充状态，其中蓄电池组的浮充电流可以作为其预判依据之一。然而蓄电池组需要进行均浮充及放电试验，蓄电池组的充放电电流基本为0.1C(C为蓄电池容量)，如果蓄电池组的容量为几百安培时，则蓄电池组的充放电电流能达到几十安培，放电试验时可以达到几百安培，因此现有的蓄电池组电流检测通常通过分流器或者霍尔电流传感器进行采样，以75mV/600A分流器为例，即使分流器的精度可以达到0.2％，也只能精确到1A左右，但是蓄电池组进行浮充时，其浮充电流最小可以为几十mA(毫安)，因此分流器不能精确检测到几十mA的蓄电池组浮充电流，因此，分流器只能满足均充或放电电流的精度。以600A量程、比例为1：5000的霍尔电流传感器为例，即使精度可以达到0.4％，也只能精度到2A左右，也不能精确检测到几十mA的蓄电池组浮充电流，同时过大的电流会使常规的小量程霍尔电流传感器的硬件损坏。

电池组在均充时电流可以达到几十A(安培)以上，放电时电流可以达到几百A以上，浮充时的电流非常小，一般只有几百mA，甚至几十mA，因此，利用传统的蓄电池组电流监测手段根本无法准确监测蓄电池组浮充电流。但是，精确的蓄电池组浮充电流在蓄电池在线监测及维护系统中具有非常重要的作用，系统能够根据浮充电流的变化情况预判浮充过程中蓄电池组是否存在断路的现象，为直流系统的安全运行增加了判断依据，增加了直流系统的可靠性和安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种电流监测装置，用于解决现有的电流监测装置对直流系统中电池组的电流检测不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种电流监测装置，包括显示装置和采样装置，采样装置连接显示装置，其中，采样装置包括电磁式电流互感器和分流器，分流器用于串接在蓄电池组的供电回路中，所述供电回路中设置有电磁式电流互感器。

所述显示装置包括第一处理器、信号调理电路、人机交互模块和通信模块，第一处理器分别与信号调理电路、人机交互模块和通信模块连接，信号调理电路连接所述采样装置。

所述人机交互模块包括按键和数码管，或者，包括触摸屏。

所述通信模块为RS485、RS232或CAN模块。

本发明的有益效果是：通过电磁式电流互感器监测电池组的浮充电流，通过分流器监测电池组的均充及放电试验电流，能够实现电池组电流的精确监测，且监测范围宽、精度要求高。

并且，由于电磁式电流互感器具有磁饱和特性，在分流器监测均充及放电试验过程中的大电流时，不会对电磁式电流互感器的硬件造成损坏，从而影响使用寿命。

附图说明

图1是本发明一种电流监测系统示意图。

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的说明。

如图1所示的电流监测系统，包括蓄电池组供电回路和电流监测装置，其中，蓄电池组U的正极、负极分别连接到直流系统浮地的正母线端CL+、负母线端CL-，形成蓄电池组供电回路。

上述电流监测装置包括采样装置、显示装置和直流监控装置。采样装置由小量程的电磁式电流互感器C1和分流器C2组成，分流器C2串接在蓄电池组负极和负母线端之间的供电回路上，电磁式电流互感器设置在该供电回路上，即电磁式电流互感器的中间孔穿过该供电回路。

显示装置包括CPU、信号调理电路、通信模块、人机交互模块，其中，CPU分别与信号调理电路、通信模块、按键及人机交互模块连接，信号调理电路分别采样连接上述小量程的电磁式电流互感器和分流器。人机交互模块为按键和数码管，或者触摸屏。

电流监测系统的直流监控装置，主要包括一个微处理器，微处理器通过RS485、RS232或者CAN模块连接显示装置的通信模块。

上述分流器用于电池组的均充电流和放电试验电流的准确采样，其采样值为IF1；上述小量程的电磁式电流互感器，例如1A量程，利用电磁式电流互感器的磁调制技术原理，可准确采样1A以下的浮充电流，采样值为IF2，该电磁式电流互感器在大电流时磁饱和，保证互感器的硬件不被损坏，在小电流时退饱和迅速且准确采样，同时磁饱和时产生的剩磁不改变输出零点以及引起的满量程输出，即使有零点偏移其自身可以进行校准，避免突然大电流和突然小电流情况下小量程电流互感器的损坏及采样不准确的缺点。

采样值IF1和IF2经信号调理电路进入CPU，通过人机界面中的按键对采样的电流值进行校准、对其自身的IP地址进行设置和通讯波特率的设置，通过人机界面中的数码管对实际中的电流进行显示，通信模块可以将其电流信息上送给直流系统中的直流监控装置，并进行均浮充控制及蓄电池组的断路预判。

若直流系统处于浮充状态的情况下，电流监测装置的浮充电流几乎为零，则初步预判蓄电池组出现断路可能，接着直流监控装置下发均充命令，若此时电流监测装置的电流仍然几乎为零，则可以判定蓄电池组出现断路，然后对蓄电池组中的单体电池进行判断找出故障单体蓄电池进行更换。

若此时电流监测装置的电流为几十A，则认为预判蓄电池组出现断路的几率较小，然后在进行放电试验进行核容试验，若此时浮充电流监测装置的电流为几百A，则认为预判蓄电池组出现断路的判定可能出现误差。同时，此浮充电流的预判可以避免当充电装置出现故障时，蓄电池组同时不能进行备用电源进行放电，造成整个直流系统瘫痪的故障问题。

本发明对现有的电力操作直流电源系统中的蓄电池组电流采样电路进行改造，不需要复杂的器件就能完成浮充电流、均充电流、放电试验电流的监测和蓄电池组断路的预判，不增加系统的主接线，成本低、实现方便，也可以对即将进行的新的电力操作直流电源系统直接应用。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权力要求范围之内。

Claims (7)

1.一种电流监测装置，其特征在于，包括显示装置和采样装置，采样装置连接显示装置，其中，采样装置包括电磁式电流互感器和分流器，分流器用于串接在蓄电池组的供电回路中，所述供电回路中设置有电磁式电流互感器。

2.根据权利要求1所述的电流监测装置，其特征在于，所述显示装置包括第一处理器、信号调理电路、人机交互模块和通信模块，第一处理器分别与信号调理电路、人机交互模块和通信模块连接，信号调理电路连接所述采样装置。

3.根据权利要求2所述的电流监测装置，其特征在于，所述人机交互模块包括按键和数码管。

4.根据权利要求2所述的电流监测装置，其特征在于，所述人机交互模块包括触摸屏。

5.根据权利要求2所述的电流监测装置，其特征在于，所述通信模块为RS485。

6.根据权利要求2所述的电流监测装置，其特征在于，所述通信模块为RS232。

7.根据权利要求2所述的电流监测装置，其特征在于，所述通信模块为CAN模块。