CN111313493A - 一种自愈式直流电源保护装置 - Google Patents

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朱家正
于常乐
叶旭东
张博
栗鹏辉
刘志力
张硕
徐胜
左越
戢超楠
孙敬松
贺添铭
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
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Abstract

本发明提出的是一种自愈式直流电源保护装置。包括充电模块、巡检装置、集中监控装置、分流器和记录仪；巡检装置和记录仪连接在电池的旁路电路上，旁路电路上的分流器与记录仪相连接；巡检装置通过CAN通讯模式与集中监控装置连接，电池电压、电流、温度差异时，旁路电路上的开关闭合，将故障电池隔离；记录仪通过RS485通讯模式与集中监控装置连接形成回路，将电池两端电压与电流的检测数据传送至集中监控装置，对电池的参数记录存档；电池两端上还连接有感性负载，防止超载对电池造成的损坏。本发明采用在每节电池两端建立旁路电路并连接电压巡检仪和记录仪，集中控制装置将旁路电路上的开关闭合，故障电池被隔离。适宜作为直流电源保护装置应用。

Description

一种自愈式直流电源保护装置
技术领域
本发明涉及蓄电池，特别是涉及蓄电池的检测，尤其涉及一种自愈式直流电源保护装置。
背景技术
变电站、通信站等中直流系统主要为保护、测控、通信等设备提供工作电源，蓄电池组的可靠性对直流系统稳定运行起着至关重要的作用。当前变电站、通信站所用的蓄电池组，大部分为串联模式，任何一只蓄电池的劣化都将会导致整组蓄电池性能下降，对系统的安全运行带来严重的影响。传统模式缺陷主要表现在：1.核容周期长；2.检测精度差；3.人工成本高。
目前所有UPS等后备电源、直流系统电源的电池组都采用串联充放电模式。这样的工作模式具有致命的问题：每个电池的性能参数不可能完全一样，这样就造成电池的内阻（电阻）不统一。
放电过程中：当单体电池过放电时，改电池内阻变大，近似开路，此时电池组不能正常提供电源，并且造成单体电池进一步过放电，造成永久性损坏。
充电过程保护：根据串联电路和欧姆定律得知：当单体电池容量下降时，该电池内阻增大，在充电过程中，内阻大的电池分压大，造成该单体过充电，其他电池没有充满。进而造成整体电池组损坏。
发明内容
为了能够解决蓄电池组的供电可靠与充电正常，本发明提供了一种自愈式直流电源保护装置。该装置通过在每节电池上建立旁路电路连接电压巡检装置，检测每节电池两端电压来判断性能差异大的电池，当电池达到充电上限和放点下限时，通过建立的旁路电路来隔离电池，解决蓄电池组供电与充电的技术问题。
本发明解决技术问题所采用的方案是：
一种自愈式直流电源保护装置包括充电模块、巡检装置、集中监控装置、分流器和记录仪；巡检装置和记录仪连接在电池的旁路电路上，旁路电路上的分流器与记录仪相连接；巡检装置通过CAN通讯模式与集中监控装置连接，电池电压、电流、温度差异时，旁路电路上的开关闭合，将故障电池隔离；记录仪通过RS485通讯模式与集中监控装置连接形成回路，将电池两端电压与电流的检测数据传送至集中监控装置，对电池的参数记录存档；电池两端上还连接有感性负载，防止超载对电池造成的损坏。
优选的，所述记录仪对电池两端的电压和电流进行记录。
优选的，所述分流器连接在电池的旁路电路上，通过记录仪对电池两端的电流进行检测。
积极效果，由于本发明采用在每节电池两端建立旁路电路并连接巡检装置和记录仪，记录仪将电池的性能参数电压与电流传送至集中监控装置记录存档，巡检装置检测到电池两端电压出现差异时，集中控制装置将旁路电路上的开关闭合，故障电池被隔离，使得电池正常充电及可靠供电。适宜作为直流电源保护装置应用。
附图说明
图1为本发明结构组成示意图；
图2为本发明原理示意图。
图中，1.充电模块，2.巡检装置，3.集中监控装置，4.分流器，5.记录仪，6.感性负载。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
据图1所示，一种自愈式直流电源保护装置包括充电模块1、巡检装置2、集中监控装置3、分流器4和记录仪5；巡检装置和记录仪连接在电池的旁路电路上，旁路电路上的分流器与记录仪相连接；巡检装置通过CAN通讯模式与集中监控装置连接，电池电压、电流、温度差异时，旁路电路上的开关闭合，将故障电池隔离；记录仪通过RS485通讯模式与集中监控装置连接形成回路，将电池两端电压与电流的检测数据传送至集中监控装置，对电池的参数记录存档；电池两端上还连接有感性负载6，防止超载对电池造成的损坏。
所述记录仪对电池两端的电压、电流和温度进行记录。
所述分流器连接在电池的旁路电路上，通过记录仪对电池两端的电流进行检测。
本发明的工作原理：
据图2所示，在串联电池组中，在每节电池上建立旁路电路，电池在规定电压范围能才接通到电池组中，对故障电池进行隔离。通过检测每节电池两端电压来判断性能差异大的电池，当电池达到充电上限和放点下限时，通过建立的旁路电路来隔离电池。当电池正常工作时，主路开关闭合，旁路开关打开；当电池的电压异常出现故障时，主路开关打开，旁路开关闭合，将故障电池隔离。
本发明的工作过程：
1、通过该装置检测单体电池性能并且将参数记录存档；
2、当巡检装置与记录仪显示电池两端的电压正常时，电池正常工作时，电池开关闭合，旁路开关打开；当电池的电压和温度异常，出现差异时，电池开关打开，旁路开关闭合，将故障电池隔离。
本发明的特点：
1、由于在每节电池上连接有旁路电路与巡检装置，当巡检装置测得电池的电压、温度异常，出现差异时，电池开关打开，旁路开关闭合，将故障电池隔离，所以，能够避免单体电池进一步过放电，造成永久性损坏。
2、由于在每节电池上连接有记录仪，能够检测电池两端的电压、电流和温度，所以，能够准确判定电池的性能差异，将故障电池区别出来，避免造成整体电池组损坏，使得电源的进行正常充电进而可靠供电。
3、由于在电池两端连接有负载，所以，能够预防电池瞬时超载，延长使用寿命。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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保护范围之内。

Claims (3)

1.一种自愈式直流电源保护装置，其特征是：包括充电模块（1）、巡检装置（2）、集中监控装置（3）、分流器（4）和记录仪（5）；巡检装置和记录仪连接在电池的旁路电路上，旁路电路上的分流器与记录仪相连接；巡检装置通过CAN通讯模式与集中监控装置连接，电池电压、电流、温度差异时，旁路电路上的开关闭合，将故障电池隔离；记录仪通过RS485通讯模式与集中监控装置连接形成回路，将电池两端电压与电流的检测数据传送至集中监控装置，对电池的参数记录存档；电池两端上还连接有感性负载（6），防止超载对电池造成的损坏。
2.根据权利要求1所述的一种自愈式直流电源保护装置，其特征是：所述记录仪采对电池两端的电压和电流进行记录。
3.根据权利要求1所述的一种自愈式直流电源保护装置，其特征是：所述分流器连接在电池的旁路电路上，通过巡检装置、集中监控装置和记录仪对电池的电压、电流、温度进行检测。
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