CN112564279A - 远程蓄电池核容试验旁路装置及其控制方法 - Google Patents

远程蓄电池核容试验旁路装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种远程蓄电池核容试验旁路装置，涉及电力设备，装置包括二极管、功率电源、控制器、电压采集电路和可控开关，所述功率电源的正极输出端与所述可控开关的第一端连接，所述可控开关的第二端与所述二极管的正极连接，所述电压采集电路的第一端连接在所述二极管的负极，所述电压采集电路的第二端连接在所述功率电源的负极输出端；所述电压采集电路的采样点与所述控制器的连接，所述控制器的输出端与所述可控开关的控制端连接，所述二极管的负极设有蓄电池正极连接端，所述功率电源的负极输出端设有蓄电池负极连接端。通过本装置可以减少电池远程核容时所需的人工干预。

Description

远程蓄电池核容试验旁路装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及电力设备，尤其是一种远程蓄电池核容试验旁路装置及其控制方法。
背景技术
直流系统作为电力系统二次设备的电源，其安全可靠性要求是非常高的；所以站用低压直流电源系统设计蓄电池组作为后备电源。蓄电池组的可靠性直接关系到直流系统的可靠性，电力生产部门十分重视蓄电池运行质量；所以对蓄电池运行维护规程有诸多操作，主要有每月对蓄电池进行核对数据测量、定期对蓄电池进行补充充电、蓄电池核容测试(运行4年电池、每2年进行一次，运行超4年电池、每年进行一次)；其中蓄电池核容工作最为耗费人力物力(一次核容试验需要一个工作组2-3人工作2天)，占用电力生产单位大量资源。
随着电力自动化和人工智能技术发展，电网开始试点运行蓄电池远程智能核容试验技术，该技术试点运行良好，可解决电力生产企业人力不足的问题。但是对于运行有一定年限的蓄电池，蓄电池性能下降，核容过程中可能存在落后蓄电池，规程要求电池组可退出部分电池运行，但退电池需现场人工操作，如此远程核容又得需要人员赶往现场。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种远程蓄电池核容试验旁路装置及其控制方法，以减少远程核容时所需的人工干预。
本发明所采取的第一种技术方案是：
一种远程蓄电池核容试验旁路装置，包括二极管、功率电源、控制器、电压采集电路和可控开关，所述功率电源的正极输出端与所述可控开关的第一端连接，所述可控开关的第二端与所述二极管的正极连接，所述电压采集电路的第一端连接在所述二极管的负极，所述电压采集电路的第二端连接在所述功率电源的负极输出端；所述电压采集电路的采样点与所述控制器的连接，所述控制器的输出端与所述可控开关的控制端连接，所述二极管的负极设有蓄电池正极连接端，所述功率电源的负极输出端设有蓄电池负极连接端。
在一些实施例中，所述电压采集电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻串联在所述功率电源的负极输出端和所述二极管的负极之间，所述第一电阻和第二电阻的连接点为所述电压采集电路的采样点。
在一些实施例中，所述受控开关为直流接触器。
在一些实施例中，所述控制器包括电压比较器、参考电压单元和状态寄存单元，所述电压采集电路的采样点与所述电压比较器的第一输入端连接，所述参考电压单元的与所述电压比较器的第二输入端连接，所述电压比较器的输出端与所述状态寄存单元的输入端连接，所述状态寄存单元的输出端与所述可控开关的控制端连接。
在一些实施例中，所述蓄电池正极连接端和所述蓄电池负极连接端均为电池夹。
本发明所采取的第二种技术方案是：
一种远程蓄电池核容试验旁路装置的控制方法，包括以下步骤：
检测所述电压采集电路的采样点的电压值；
将所述电压值与设定阈值进行比较，当所述电压值小于所述设定阈值时，控制所述可控开关闭合。
在一些实施例中，述设定阈值为1.85～1.75V。
在一些实施例中，包括以下步骤：
接收通信模块的解除指令；
根据所述解除指令，控制所述可控开关断开。
在一些实施例中，包括以下步骤：
通过通信模块发送电池的电压信息。
本发明的有益效果是：可以将本实施例安装在蓄电池上，当执行远程核容的时候，通过电压采集电路对电池电压进行采样，当控制器通过电压采集电路检测到蓄电池电压较低的时候可以控制可控开关闭合，使得功率电源投入，旁路蓄电池，这样就无需人工现场干预。
附图说明
图1为根据本发明实施例提供的一种远程蓄电池核容试验旁路装置的示意图；
图2为根据本发明实施例提供的一种远程蓄电池核容试验旁路装置应用示意图；
图3为根据本发明实施例提供的一种远程蓄电池核容试验旁路装置的控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例对本发明进行进一步的说明。
参照图1，本实施例公开了一种远程蓄电池核容试验旁路装置，包括二极管、功率电源、控制器、电压采集电路和可控开关，所述功率电源的正极输出端与所述可控开关的第一端连接，所述可控开关的第二端与所述二极管的正极连接，所述电压采集电路的第一端连接在所述二极管的负极，所述电压采集电路的第二端连接在所述功率电源的负极输出端；所述电压采集电路的采样点与所述控制器的连接，所述控制器的输出端与所述可控开关的控制端连接，所述二极管的负极设有蓄电池正极连接端，所述功率电源的负极输出端设有蓄电池负极连接端。
参照图2，在本实施例中，在蓄电池组内的每节单节蓄电池并联安装远程蓄电池核容试验旁路装置，通过实测蓄电池端电压，当电压低于设置阈值时，投入功率电源代替蓄电池输出，防止蓄电池过放电，从而起到保护蓄电池的作用，同时实现试验过程中落后电池旁路操作自动化。站用直流系统蓄电池组采用标称电压为2V的单体电池串联组成，蓄电池浮充状态电压为2.25V，放电截止电压为1.8V，当电压下降至1.8V后若继续放电蓄电池有开路风险。单体电池与功率电源处于并联关系，当检测到电池电压达到1.8V时，控制可控开关闭合，功率电源投入运行；功率电源为2.7V，二极管压降约0.7V(电流大电压降约有增加)，并联电路输出电压为1.8-2V，电压高于电池电压，旁路电压输出负载电流，保护电压低的落后电池。
如图1所示，电压采集电路可采集0-3V电压，适用于变电站2V电池监测，电压采集电路由控制器换算电压(也可以通过比较器进行比较后进行状态控制)，控制器依据设置旁路保护电压阈值控制可控开关对电池进行旁路。需要理解的是，控制器可以由逻辑门、比较器、触发器等数字器件构成，也可以配合现有的程序实现。控制器电路可以负责电压采集模数转换，换算电压值，对可控开关进行控制，实现故障电池旁路功能。
在本实施例中，功率电源设计为2.7V，135W的功率电源，最大输出50A，满足变电站90％以上电池的需要。可控开关选用80A的直流接触器，可受控制进行分/合闸。二极管D选用80A的整流二极管，起到单向隔离电池和旁路电源的作用。蓄电池旁路模块分正极(+)和负极(-)，使用过程中严禁反接，反接失效；反接后，在旁路时还会发生电源短路。
在一些实施例中，所述电压采集电路包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1和第二电阻R2串联在所述功率电源的负极输出端和所述二极管的负极之间，所述第一电阻R1和第二电阻R2的连接点为所述电压采集电路的采样点。
在一些实施例中，所述受控开关为直流接触器，在本实施例中直流接触器包括开关控制端Ctr和直流接触器的开关K。直流接触器常用于大电流场合。
参照图1，在一些实施例中，所述控制器包括电压比较器op、参考电压单元Vref和状态寄存单元，所述电压采集电路的采样点与所述电压比较器op的第一输入端连接，所述参考电压单元Vref的与所述电压比较器op的第二输入端连接，所述电压比较器op的输出端与所述状态寄存单元的输入端连接，所述状态寄存单元的输出端与所述可控开关的控制端连接。在本实施例中，状态寄存可以是触发器，该触发器被上升沿触发，被触发后输出高电平，并寄存这一状态，只有当下一个高电平来临或者重置信号来临时才会恢复低电平。因此，通过电压比较器op、参考电压单元Vref和状态寄存单元可以实现处理器的功能，当然，在一些实施例中可以通过通信模块将状态寄存单元进行复位。
在一些实施例中，所述蓄电池正极连接端和所述蓄电池负极连接端均为电池夹。本实施例通过电池夹将旁路装置的连个接入端引出，方便安装。
参照图3，本实施例公开了一种远程蓄电池核容试验旁路装置的控制方法，
其中，本实施例中的装置包括：包括二极管、功率电源、控制器、电压采集电路和可控开关，所述功率电源的正极输出端与所述可控开关的第一端连接，所述可控开关的第二端与所述二极管的正极连接，所述电压采集电路的第一端连接在所述二极管的负极，所述电压采集电路的第二端连接在所述功率电源的负极输出端；所述电压采集电路的采样点与所述控制器的连接，所述控制器的输出端与所述可控开关的控制端连接，所述二极管的负极设有蓄电池正极连接端，所述功率电源的负极输出端设有蓄电池负极连接端。
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤310、检测所述电压采集电路的采样点的电压值；
步骤320、将所述电压值与设定阈值进行比较，当所述电压值小于所述设定阈值时，控制所述可控开关闭合。
在一些实施例中，述设定阈值为1.85～1.75V。根据电池的特性，可以设置为1.8V。
在一些实施例中，包括以下步骤：
接收通信模块的解除指令；
根据所述解除指令，控制所述可控开关断开。
在上述实施例中，可以通过通信模块接收核容完毕后的解除指令，然后通过控制可控开关断开，将功率电源脱离电池。
在一些实施例中，包括以下步骤：
通过通信模块发送电池的电压信息。
可以理解的是控制器可以通过通信模块上传电池的信息，因此运维中心可以试试获知这些电池的电压状态，可以为现场电池维护做准备。
需要理解的是，上述通信模块可以由多个远程蓄电池核容试验旁路装置共用，从而降低成本。所述通信模块可以是无线通信模块、有线通信模块等等。
可以理解的是，可以将上述实施例安装在蓄电池上，当执行远程核容的时候，通过电压采集电路对电池电压进行采样，当控制器通过电压采集电路检测到蓄电池电压较低的时候可以控制可控开关闭合，使得功率电源投入，旁路蓄电池，这样就无需人工现场干预。
需要理解的是上述编号仅仅是为了方便叙述而设置的，本领域技术人员可以根据实际的情况对步骤之间的顺序进行调整。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种远程蓄电池核容试验旁路装置，其特征在于，包括二极管、功率电源、控制器、电压采集电路和可控开关，所述功率电源的正极输出端与所述可控开关的第一端连接，所述可控开关的第二端与所述二极管的正极连接，所述电压采集电路的第一端连接在所述二极管的负极，所述电压采集电路的第二端连接在所述功率电源的负极输出端；所述电压采集电路的采样点与所述控制器的连接，所述控制器的输出端与所述可控开关的控制端连接，所述二极管的负极设有蓄电池正极连接端，所述功率电源的负极输出端设有蓄电池负极连接端。
2.根据权利要求1所述的一种远程蓄电池核容试验旁路装置，其特征在于，所述电压采集电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻串联在所述功率电源的负极输出端和所述二极管的负极之间，所述第一电阻和第二电阻的连接点为所述电压采集电路的采样点。
3.根据权利要求1所述的一种远程蓄电池核容试验旁路装置，其特征在于，所述受控开关为直流接触器。
4.根据权利要求1所述的一种远程蓄电池核容试验旁路装置，其特征在于，所述控制器包括电压比较器、参考电压单元和状态寄存单元，所述电压采集电路的采样点与所述电压比较器的第一输入端连接，所述参考电压单元的与所述电压比较器的第二输入端连接，所述电压比较器的输出端与所述状态寄存单元的输入端连接，所述状态寄存单元的输出端与所述可控开关的控制端连接。
5.根据权利要求1所述的一种远程蓄电池核容试验旁路装置，其特征在于，所述蓄电池正极连接端和所述蓄电池负极连接端均为电池夹。
6.根据权利要求1所述的一种远程蓄电池核容试验旁路装置，其特征在于，所述控制器还连接有通信模块。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的远程蓄电池核容试验旁路装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测所述电压采集电路的采样点的电压值；
将所述电压值与设定阈值进行比较，当所述电压值小于所述设定阈值时，控制所述可控开关闭合。
8.根据权利要求7所述的远程蓄电池核容试验旁路装置的控制方法，其特征在于，所述设定阈值为1.85～1.75V。
9.根据权利要求7所述的远程蓄电池核容试验旁路装置的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
接收通信模块的解除指令；
根据所述解除指令，控制所述可控开关断开。
10.根据权利要求7所述的远程蓄电池核容试验旁路装置的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
通过通信模块发送电池的电压信息。
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