CN108110735A - 磷酸铁锂蓄电池直流应急电源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种磷酸铁锂蓄电池直流应急电源系统，包括交流输入部分，整流部分，磷酸铁锂蓄电池部分，微机监控部分和设置部分，整流部分和微机监控部分一体化设计，充电曲线科学设计并可调，便于维修，更加可靠且更能充分发挥能效。可以很好地解决变电站直流电源系统维护时对应急电源的需求问题。
Description
技术领域
本发明涉及变电站技术，尤其是变电站的维护系统。
背景技术
电力系统中变电站是非常重要的关键设施，为了保证变电站的正常、可靠运行，变电站内都必须布置一套直流电源系统，为变电站控制信号、继电保护、自动装置、断路器跳合闸回路提供可靠的直流电源，当发生交流失电事故情况下为事故照明、交流不停电电源和事故润滑油泵提供直流电源。因此直流电源系统在变电站起着非常关键的作用。
当前，在110kV及以下电压等级的变电站的直流电源系统一般采用单套配置。因此一旦直流电源系统发生故障则必须及时进行处理，否则极易造成变电站的重大安全事故。
发明内容
为了解决直流电源系统出现故障检修时带来的变电站安全隐患，以及提高日常变电站的安全级别，本发明公开一种磷酸铁锂蓄电池直流应急电源系统，通过本应急电源来替代原有直流电源系统，在检修直流电源系统的同时还能保证直流电源系统的正常运行，从而保障变电站的安全可靠。它的研制成功将有效解决变电站直流电源系统检修的问题。
本发明，磷酸铁锂蓄电池直流应急电源系统，是一套移动组合式的磷酸铁锂蓄电池应急直流电源系统，能够为变电站安全可靠运行起到保障作用。其中系统整体采用组合式，小型化的结构。电池部分采用了60Ah磷酸铁锂蓄电池替代传统的铅酸蓄电池，该种新型电池可大大减小移动式蓄电池箱的体积和重量。经测算，能实现蓄电池柜体积减少42％，重量减少56％。同时，磷酸铁锂电池也更加环保。
同时，本应急直流电源系统将微机监控和高频开关整流模块组装在一个可移动的单元内，并优化了充电机设计，使之更适用于磷酸铁锂蓄电池的充放电特性，通过在面板上采用数字设定，均充电压与浮充电压都可在规定范围内连续可调，以适应不同蓄电池的充电特性要求和蓄电池初次充电的需要。充电电流可在规定范围内连续调整，在面板上采用数字设定，运行中可以随时调整充电参数，严格按照蓄电池充电特性曲线进行自动充电。不同的蓄电池都有其自身特殊的电池特性，这主要是受其化学成分所影响。也因此，对其充电也要遵循其电化学反应相应的模式，从而达到最佳的充电效果。本发明中，针对磷酸铁锂蓄电池的电化学特性，结合实际，其中设计的充电模式优化为首先是恒流，当恒流充到预设值后则进而切换成恒压模式，从而持续对其充电。具有充电速度快、充电还原效率高、无需人工值守、无过充电危险、延长蓄电池使用寿命等优点。
在系统使用到一定期限后，由于其电化学反应曲线发生改变，为了达到更好的充电效果，及速度快且充电足，可以通过设置模块调整充电曲线，并且系统自动按照新的曲线工作，从而达到系统的最佳工作状态。
其中交流输入单元又包括：交流输入过流保护，交流输入欠压保护，交流输入过压保护、输出短路保护。使系统更加安全可靠。为能适应不同容量的蓄电池充电，直流输入单元使用20A的高频开关整流模块2台，且能自主均流。高频开关整流模块可带电热拔插。蓄电池单元：采用60Ah磷酸铁锂蓄电池可大大减小移动式蓄电池箱的体积和重量。具有BMS锂蓄电池管理系统，实现磷酸铁锂蓄电池的单体电池检测、均衡充电技术。
通过前述可知，该发明所实现直流电源系统体积小、重量轻、环保，且能够自动实现均流或按配比输出。同时，由于使用了更适合磷酸铁锂蓄电池的充电曲线，从而更科学地充电，使得系统使用时间更长，效能发挥更充分。而整流模块和微机监控一体设计有保证了快速维修的实现，增加了安全性和可维护性。
附图说明
图1是本发明的系统主要组成单元示意图。
图2是本发明的充电流程示意图
具体实施方式
为便于理解，以下结合附图通过实施例具体描述本发明的实现。
如图1所示，磷酸铁锂蓄电池直流应急电源系统主要由交流输入部分，磷酸铁锂蓄电池部分，整流模块，微机监控部分以及设置模块组成。交流输入部分与整流模块连接，整流模块与微机监控部分连接，整流模块与磷酸铁锂蓄电池连接，微机监控部分与设置模块连接。
其中，交流输入部分主要负责交流电的输入，供给整流部分电能，交流输入部分又包括过流保护部分、欠压保护部分，过压保护部分。
其中磷酸铁锂蓄电池部分是蓄能部分，用以接收整流部分整流后的电能。其中，磷酸铁锂蓄电池可以是一组或者多组，从而更加的灵活方便。该部分使用了60Ah磷酸铁锂蓄电池。由于磷酸铁锂蓄电池的特性，经测算，能实现蓄电池柜体积减少42％，重量减少56％。同时，磷酸铁锂电池也更加环保。
其中，整流部分是发明的重点部分之一，负责接收交流输入部分提供的能量，经整流处理后输出给磷酸铁锂电池部分。该整流部分为了适应不同规格的磷酸铁锂蓄电池，设置有两组整流模块，该整流模块为20A的高频开关整流模块。
其中，微机监控模块是用于控制整流模块工作特性的控制部分，它根据预设条件或设置模块的设定工作。同时还负责监控磷酸铁锂蓄电池的运行情况可分别测量监控各单体磷酸铁锂蓄电池的工作状态与直流应急电源系统的工作状态。
其中设置部分主要由输入输出组件构成，可对磷酸铁锂蓄电池直流应急电源系统实现信息输入和查看当前的配置信息，再进一步将此输入传给微机监控模块。
在具体实现中，整流模块可以根据微机监控部分的设定自动均流，在微机监控模块的控制下调整充电电流的大小，从而适应磷酸铁锂蓄电池的特点。而微机监控模块和高频整流模块一体化设计，形成一个独立的可移动单元，从而实现维修使用快速、灵活、方便进行，大大增加了可维护性。
系统具有自动记忆功能实现，已经设定在微机监控模块部分的程序控制系统工作，并随时接受用户的输入并根据输入调整工作模式。而系统在下次重启工作时则会自动使用上次使用设置的程序控制系统各部分的工作状态。
该系统在微机监控模块的控制下，会随时监测当前充电状态、系统状态、输出支路的负载以及绝缘等情况，并给出提示或报警。
其中，在充电过程中，如图2所示，在系统初始充电时使用恒流充电，充电速度快；在充电达到预设置后，则切换为恒压减流充电，在保证安全的情况下承担负荷，同时向蓄电池组补充充电。
由前述可知，本发明公开了一种磷酸铁锂蓄电池直流应急电源系统，该系统由交流输入部分，磷酸铁锂蓄电池部分，整流模块，微机监控部分以及设置部分等关键部分组成。系统针对磷酸铁锂蓄电池的充电曲线则为适合磷酸铁锂蓄电池电化学特性的充电曲线的一个例子。因此，其中所列实现方式仅是该思想的部分实现，本领域技术人员在不经过创造性劳动的各种变形实现仍然属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种磷酸铁锂蓄电池直流应急电源系统，包括交流输入部分，整流部分，磷酸铁锂蓄电池部分，微机监控部分和设置部分，其特征在于整流部分和微机监控部分一体化设计。
2.如权利要求1所述的磷酸铁锂蓄电池直流应急电源系统，其特征在于整流部分能够按设定的配比输出电流。
3.如权利要求1所述的磷酸铁锂蓄电池直流应急电源系统，其特征在于其充电过程按照特定充电曲线进行。
4.如权利要求1所述的磷酸铁锂蓄电池直流应急电源系统，其特征在于其充电曲线可通过设置动态改变。
5.如权利要求1所述的磷酸铁锂蓄电池直流应急电源系统，其特征在于其充电过程为：先恒流充电至蓄电池到一定容量后再自动转为恒压充电。
6.如权利要求3所述的磷酸铁锂蓄电池直流应急电源系统，其特征在于其充电曲线用户可以自由设置。
7.如权利要求3所述的磷酸铁锂蓄电池直流应急电源系统，其特征在于其当前使用的充电曲线能够自动保存。
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