CN111880105A - 一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统及其隔离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于变电设施领域，涉及变电站用直流蓄电池检测装置，尤其是隔离一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统及其隔离方法，包括蓄电池组，该蓄电池组内串联有多块蓄电池，其特征在于：所述蓄电池组的每个电池的正负极均串联一个动作开关，将每个电池及电池正负极的两个动作开关共同与一控制单元并联，并在电池的正负极并联一个检测模块；所述控制单元包括第三动作开关，电阻和控制模块；其中第三动作开关和电阻串联，并分别于控制模块和电池并联，所述控制模块分别与电池正负极的两个动作开关以及第三动作开关的控制端相连接，可分别控制三个工作开关的动作。
Description
技术领域
本发明属于变电设施领域，涉及变电站用直流蓄电池检测装置，尤其是隔离一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统及其隔离方法。
背景技术
在当前变电站结构中，直流系统是变电站重要的组成部分之一，直流系统是否可靠，对变电站能否安全稳定运行起着至关重要的作用。在直流系统中，蓄电池是保证变电站可以正常运行的最后一道防线，在正常工作状况下，充电装置为全站直流系统供电，并对蓄电池系统进行恒压小电流浮充。在交流失电的情况下，蓄电池系统将作为全站唯一电源为全站直流系统供电，一旦无法正常工作，将造成继电保护系统无法工作、通信中断、开关无法操作等一系列问题，甚至会造成全站失电的严重后果。
现有技术的缺陷和不足：
1.在全站交流失电，蓄电池组为全站直流系统供电的情况下，假如蓄电池组中某一节电池突然出现故障，以电池内阻急剧升高和电池内部开路这种故障为例，若电池内阻急剧升高，该故障会严重消耗蓄电池组的电量，使蓄电池组原本可以维持全站运行12小时骤减到运行1.5小时左右，增加了造成全站停电的风险；若电池内部开路则会导致直流蓄电池系统无法正常工作，增加全站停电的风险，存在极大不确定因素和安全隐患。
2.如何有效的监控直流蓄电池系统的工作状态，在某节蓄电池发生故障时快速将其从系统中隔离出去，同时保证直流蓄电池系统的正常工作，这一直是一个难题。
发明内容
本发明提供了一种结构合理，实时监测，当蓄电池组中某一电池出现异常后，可快速进行隔离的一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统及其隔离方法。
一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统，包括蓄电池组，该蓄电池组内串联有多块蓄电池，其特征在于：所述蓄电池组的每个电池的正负极均串联一个动作开关，将每个电池及电池正负极的两个动作开关共同与一控制单元并联，并在电池的正负极并联一个检测模块。
进一步的，所述控制单元包括第三动作开关，电阻和控制模块；其中第三动作开关和电阻串联，并分别于控制模块和电池并联，所述控制模块分别与电池正负极的两个动作开关以及第三动作开关的控制端相连接，可分别控制三个工作开关的动作。
进一步的，所述检测模块的信号输出端和控制模块的采集端相连接。
进一步的，所述检测模块采用电参数采集集成模块及其外围电路，该集成模块采用西安舟正科技公司，DAQM-4103型号。
进一步的，所述控制模块采用STC89C52单片机及其外围电路，该单片机采用普中科技，YL39型号的单片机，该单片机的P11、P12、P13端口与动作开关的控制端连接。
应用一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统的隔离方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：检测模块采集相应电池的状态信息；
步骤2：当某块电池的状态信息异常后，该电池的检测模块将动作信号输出至控制模块；
步骤3：控制模块向该电池正负极串联的两个动作开关输出跳开信号；
步骤4：控制模块检测两个动作开关是否执行动作；
步骤5：待检测到两个动作开关执行跳开动作后，控制模块向第三动作开关输出跳合信号；
步骤6：待第三动作开关执行跳合动作后，流程完毕。
而且，所述步骤1中，电池的状态信息无异常输出“1”信号，经摩尔乘法器计算，结果输出为“1”则重复该步骤继续对电池的状态信息进行检测；电池的状态信息发生异常输出“0”信号，经摩尔乘法器计算，结果输出为“0”则进行步骤2。
而且，所述步骤4中，检测两个动作开关是否执行动作，动作正确输出“1”信号，动作不正确输出“0”信号；经摩尔乘法器计算，结果输出为“1”则进行步骤5。
本发明的优点和积极效果是：
本发明中，在原蓄电池组内的每块电池的正极和负极位置均串联一个动作开关，并外相应电池和动作开关的两侧并联一支路，当该电池发生异常或故障时，两个动作开关将该电池隔离，而电池组则通过支路导通，不影响蓄电池的使用和供电。
本发明中，支路内安装的电阻模拟原电池的电阻，在支路导通时，确保蓄电池内的电流不会发生异常。
本发明中，而相应的检测模块用于实时检测电池的状态，如电阻，电流，电压以及温度等信息，控制模块采集检测模块输出的信号，并根据相应信号分别对三个动作开关的跳开，跳合动作进行控制，进而实现对故障电池的隔离。确保故障电池不会与电池组导通，有效防止其对蓄电池的损耗和影响。
本发明中，基于上述系统产生相应的检测和隔离方法，有效的解决了当前系统存在的问题，有效的避免了因为蓄电池组故障而造成全站停电的情况。进而，增加了直流蓄电池系统供电的可靠性和稳定性。而电池正负极穿梁的两个动作开关的跳开动作在第三动作开关的跳合动作之前，有效避免了动作时故障电池正负极短接有可能引发的爆炸起火的隐患，增加了系统安全性。另外，本系统中采用的一个检测模块，三个动作开关配合一个控制模块的结构简单，造价不高，且其技术成熟也易于进行改造和推广。
附图说明
图1为本发明的模块构示意图；
图2为本发明中隔离过程的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统，包括蓄电池组，该蓄电池组内串联有多块蓄电池，本发明的创新在于，所述蓄电池组的每个电池的正负极均串联一个动作开关S1和S2，将每个电池及电池正负极的两个动作开关共同与一控制单元并联，并在电池的正负极并联一个检测模块M1。
本实施例中，所述检测模块可检测相应电池的电流，电压，电阻以及温度等信息。
本实施例中，所述控制单元包括第三动作开关S3，电阻r和控制模块M2；其中第三动作开关和电阻串联，并分别于控制模块和电池并联，所述控制模块分别与电池正负极的两个动作开关以及第三动作开关的控制端相连接，可分别控制三个工作开关的动作。
本实施例中，控制模块内优选安装一个动作指示灯。
本实施例中，所述检测模块的信号输出端和控制模块的采集端相连接。
本实施例中，所述检测模块采用电参数采集集成模块及其外围电路，该集成模块采用西安舟正科技公司，DAQM-4103型号。
本实施例中，所述控制模块采用STC89C52单片机及其外围电路，该单片机采用普中科技，YL39型号的单片机，该单片机的P11、P12、P13端口与动作开关的控制端连接。
本实施例中，所述的检测模块以及控制模块的信号输出端也可通过一无线通信模块和外部的网络系统实现连接，当检测出某电池组内的电池发生异常时，除控制模块在本地对于三个动作开关进行控制的同时，还可将该异常信号通过网络进行上传，而上位平台则可对上述的数据进行查阅。
本实施例中，所述的无线通信模块可采用适合4G，lora或者zigebee的网络协议等模块和模组，该无线通信模块优选采用市面可采购且可进行组网的装置。
本实施例中，还可基于上述无线通信模块进行自组网，即将某一片区内的多个变压器内均安装同一网络协议的无线通信模块，并将多个变压器形成局域网，该局域网通过服务器或云技术与外部网络实现通信，服务器或云技术可与一个上位平台实现信息的双向连通，操作人员可通过上位平台下载和读取每个变压器内蓄电池的信息。操作人员通过上位平台发现异常后，可通知巡检人员进行线下干预。
本发明的使用过程是：
本发明使用时，包括如下步骤：
步骤1：检测模块M1采集相应电池的状态信息，包括该节电池的内阻、电压、以及电池本体温度，如无异常则输出“1”信号，并按相应周期持续循环进行检测；
步骤2：当该块电池的内阻、电压、以及电池本体温度任一状态信息异常后，检测模块在检测过程中检测该异常，则输出“0”信号，并将该信号输出输出至控制模块M2；
步骤3：控制模块的动作指示灯亮起，并向该电池正负极串联的两个动作开关S1，S2输出跳开信号；
步骤4：控制模块检测两个动作开关是否执行动作；
步骤5：检测到两个动作开关是否执行跳开动作，动作正确输出“1”信号，动作不正确输出“0”信号；经摩尔乘法器计算，结果输出为“1”控制模块M2向第三动作开关输出跳合信号；
步骤6：待确认S3正确动作后，流程完毕。
而且，所述步骤1中，电池的状态信息无异常输出“1”信号，经摩尔乘法器计算，结果输出为“1”则重复该步骤继续对电池的状态信息进行检测；电池的状态信息发生异常输出“0”信号，经摩尔乘法器计算，结果输出为“0”则进行步骤2。
而且，所述步骤4中，检测两个动作开关是否执行动作，动作正确输出“1”信号，动作不正确输出“0”信号；经摩尔乘法器计算，结果输出为“1”则进行步骤5。
本发明中，在原蓄电池组内的每块电池的正极和负极位置均串联一个动作开关，并外相应电池和动作开关的两侧并联一支路，当该电池发生异常或故障时，两个动作开关将该电池隔离，而电池组则通过支路导通，不影响蓄电池的使用和供电。支路内安装的电阻模拟原电池的电阻，在支路导通时，确保蓄电池内的电流不会发生异常。而相应的检测模块用于实时检测电池的状态，如电阻，电流，电压以及温度等信息，控制模块采集检测模块输出的信号，并根据相应信号分别对三个动作开关的跳开，跳合动作进行控制，进而实现对故障电池的隔离。确保故障电池不会与电池组导通，有效防止其对蓄电池的损耗和影响。
本发明中，基于上述系统产生相应的检测和隔离方法，有效的解决了当前系统存在的问题，有效的避免了因为蓄电池组故障而造成全站停电的情况。进而，增加了直流蓄电池系统供电的可靠性和稳定性。而电池正负极穿梁的两个动作开关的跳开动作在第三动作开关的跳合动作之前，有效避免了动作时故障电池正负极短接有可能引发的爆炸起火的隐患，增加了系统安全性。另外，本系统中采用的一个检测模块，三个动作开关配合一个控制模块的结构简单，造价不高，且其技术成熟也易于进行改造和推广。
Claims (8)
1.一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统，包括蓄电池组，该蓄电池组内串联有多块蓄电池，其特征在于：所述蓄电池组的每个电池的正负极均串联一个动作开关，将每个电池及电池正负极的两个动作开关共同与一控制单元并联，并在电池的正负极并联一个检测模块。
2.根据权利要求1所述的一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统，其特征在于：所述控制单元包括第三动作开关，电阻和控制模块；其中第三动作开关和电阻串联，并分别于控制模块和电池并联，所述控制模块分别与电池正负极的两个动作开关以及第三动作开关的控制端相连接，可分别控制三个工作开关的动作。
3.根据权利要求2所述的一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统，其特征在于：所述检测模块的信号输出端和控制模块的采集端相连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的根据权利要求1所述的一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统，其特征在于：所述检测模块采用电参数采集集成模块及其外围电路，该集成模块采用西安舟正科技公司，DAQM-4103型号。
5.根据权利要求1或2或3所述的根据权利要求1所述的一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统，其特征在于：所述控制模块采用STC89C52单片机及其外围电路，该单片机采用普中科技，YL39型号的单片机，该单片机的P11、P12、P13端口与动作开关的控制端连接。
6.应用权利要求1-4中任一所述的一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统的隔离方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：检测模块采集相应电池的状态信息；
步骤2：当某块电池的状态信息异常后，该电池的检测模块将动作信号输出至控制模块；
步骤3：控制模块向该电池正负极串联的两个动作开关输出跳开信号；
步骤4：控制模块检测两个动作开关是否执行动作；
步骤5：待检测到两个动作开关执行跳开动作后，控制模块向第三动作开关输出跳合信号；
步骤6：待第三动作开关执行跳合动作后，流程完毕。
7.根据权利要求6所述的一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统的隔离方法，其特征在于：所述步骤1中，电池的状态信息无异常输出“1”信号，经摩尔乘法器计算，结果输出为“1”则重复该步骤继续对电池的状态信息进行检测；电池的状态信息发生异常输出“0”信号，经摩尔乘法器计算，结果输出为“0”则进行步骤2。
8.根据权利要求6所述的一种变电站直流蓄电池组用检测隔离系统的隔离方法，其特征在于：所述步骤4中，检测两个动作开关是否执行动作，动作正确输出“1”信号，动作不正确输出“0”信号；经摩尔乘法器计算，结果输出为“1”则进行步骤5。
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