CN113224815A - 一种直流屏蓄电池放电装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种直流屏蓄电池放电装置及方法，底座上设有至少两个放电电阻，放电电阻悬空安装，放电电阻内设有电阻丝和绝缘冷却液，冷却液接口通过冷却液循环总管与制冷压缩机组连接，循环泵与制冷压缩机组连接，控制装置与放电主回路电连接，每两个放电电阻通过电阻连接控制电路连接组成基础组合单元，电阻内部的绝缘冷却液通过制冷压缩机组进行辅助降温后，可以极大地加快热量传递过程，降低电流，保护蓄电池和放电电阻；根据蓄电池的电流特性和电压特性，控制装置可以控制放电电阻的串并联组合形式，并可根据在放电过程中的监控的实时电压和实时电流中途更改组合形式，随着蓄电池电压的降价减低阻值，增加放电电流，以达到更快更安全地进行放电操作。

Description

一种直流屏蓄电池放电装置及方法

技术领域

本发明涉及供电设备技术领域，特别是一种直流屏蓄电池放电装置及方法。

背景技术

变电站及各级变电所的电力操作电源现今采用的都是直流电源，它为控制、信号、继电保护、自动装置以及事故照明负荷等提供电源，是当代电力系统控制、保护的基础。直流系统电池，早期一般使用铅酸蓄电池，现在大多时候使用镉镍蓄电池。

一般情况下，电池都处于24小时不间断浮充电状态。如果长期这样，电池的容量会下降。所以需要定期做一次深度放电及大电流充电的活化工作，在深度放电时，正好可以借机会测试、考核一下电池的容量是否达标，一般是每季度做一次电池活化工作，随着时间推移每月最好做一次。

在进行直流屏蓄电池的放电操作时，一般使用放电电阻进行放电，但现有放电装置的下列缺陷减缓了放电过程：

一、放电电阻为多为金属合金材质组成，其可通过电流大，但由于其放热的特点，金属材质的电阻率随着温度的升高而增加，由于散热不及时以及放电过程的迅速，放电电阻的温度迅速升高，阻值增大，电流减小，减缓了放电过程的进程；

二、传统的放电装置，电阻以固定组合，由于电池安全电流的限制，电阻往往都是以初始电流达到安全电流的形式组成，而随着放电过程的进行，电池电压不断降低，电流持续减小，并远远小于安全电流，留下的电流安全阈值太大，降低了放电的效能；

三、传统的放电仪，针对不同特性参数的蓄电池，往往需要配以不同参数形式的放电电阻，因此针对变电站直流系统中不同种类、厂家和特性的蓄电池，每种蓄电池需要配一套放电仪或者更换放电电阻，不能通用，成本高昂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种直流屏蓄电池放电装置及方法，通过设置多个放电电阻，利用电阻发热将电能迅速转化为热量排出出去，同时使用排风扇对热量进行扩散，加快热量传递过程，降低电流，保护蓄电池和放电电阻，在放电电阻内置绝缘冷却液，通过对冷却液进行降温快速地带走热量，且通过控制装置将放电电流维持在可行的最大值，加快放电效率和速度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种直流屏蓄电池放电装置，包括底座和外壳，底座上设有至少两个放电电阻，放电电阻悬空安装，每个放电电阻上方设有排热风扇，放电电阻为U型管状结构，U型管状结构内设有电阻丝和绝缘冷却液，放电电阻上设有冷却液接口，冷却液接口通过冷却液循环总管与制冷压缩机组连接，循环泵与制冷压缩机组连接，循环泵、制冷压缩机组、放电电阻和排热风扇通过放电主回路与待放电蓄电池电连接，控制装置与放电主回路电连接，交互触摸屏与控制装置通讯连接，每两个放电电阻通过电阻连接控制电路连接组成基础组合单元，通过在交互触摸屏上输入放电蓄电池的特性参数，控制装置可以根据参数自主选择放电电阻组合形式，并根据放电过程的实时电压和电流改变组合形式。

优选的方案中，上述的放电电阻数量为两个时，基础组合单元的结构为：电阻连接控制电路内的两个电阻呈“并联”形式，“并联”的两个电阻之间设有并联的串联连接继电器辅助开点，串联连接继电器辅助开点和第一个电阻的左侧“并联”接点之间设有第一并联继电器，串联连接继电器辅助开点和第二个电阻的右侧“并联”接点之间设有第二并联继电器，第一个电阻的左侧“并联”接点和第二个电阻的右侧“并联”接点分别连接待放电蓄电池的两极。

优选的方案中，上述的放电电阻数量大于等于三时，基础组合单元的结构为：电阻连接控制电路内的两个电阻呈“并联”形式，“并联”的两个电阻之间设有并联的串联连接继电器辅助开点，串联连接继电器辅助开点和第一个电阻的左侧“并联”接点之间设有第一并联继电器，串联连接继电器辅助开点和第二个电阻的右侧“并联”接点之间设有第二并联继电器，第二个电阻的右侧“并联”接点与主回路接通继电器的辅助开点串联；

每两个放电电阻连接组成的电阻连接控制电路再与下一个电阻组合按照同样的电阻连接控制电路组成下一个基础组合单元，其中第一个基础组合单元的第一个电阻的左侧“并联”接点和待放电蓄电池的一极电连接，每个基础组合单元中的主回路接通继电器的辅助开点的右侧接点和待放电蓄电池另一极电连接。

上述的控制装置输出端与电阻连接控制电路内的继电器线圈电连接。

上述的放电主回路中设有回路总电压测量装置和回路总电流测量装置，回路总电压测量装置和回路总电流测量装置与控制装置电连接，控制装置通过回路总电压测量装置和回路总电流测量装置实时检测放电过程的总电压和总电流。

上述的循环泵、制冷压缩机组和排热风扇通过稳压电源与待放电蓄电池电连接，稳压电源为控制装置、交互触摸屏提供电源。

上述的冷却液接口分为冷却液入口和冷却液出口，冷却液循环总管分为冷却液总出液管和冷却液总回液管，冷却液接口的冷却液入口和冷却液出口分别与冷却液总出液管、冷却液总回液管连接。

优选的方案中，上述的每个放电电阻的冷却液入口和冷却液出口都设有冷却通断电磁阀。

上述的冷却通断电磁阀和控制装置输出端电连接。

上述的放电电阻为呈U型的管状电阻，管状电阻分开的两端端部设有接线导体，靠近接线导体处为首端导热管，管状电阻另一端为U型尾端，冷却液接口与首端导热管的两根管体连接，首端导热管与U型尾端之间的管体上串接有多片散热片，用于增大电阻的散热面积。

上述的放电电阻悬空安装的结构为：底座上设有电阻端部支架和电阻U型部支架，电阻端部支架和电阻U型部支架分别与首端导热管、U型尾端卡接，电阻端部支架和电阻U型部支架下端为悬空柱体，上部为带缺口的管卡。

上述放电电阻管体的内部结构为：接线导体与管体中心的发热电阻导体电连接，发热电阻导体外设有一层导热层，导热层外设有一层导热管体，导热层和导热管体之间形成冷却液循环腔，冷却液入口和冷却液出口与冷却液循环腔联通。

优选的方案中，上述导热层包裹住发热电阻导体，导热层为绝缘材料。

优选的方案中，上述导热层与发热电阻导体不接触，导热层为金属导热材料。

上述的排热风扇的安装结构为：在底座上设有固定连接的风扇支架，风扇支架为四根柱体，放电电阻位于四根柱体内部，风扇支架上端设有安装板，排热风扇与安装板固定连接，安装板上设有用于透风的圆孔。

上述的外壳上设有外接电源插座，用于连接外部电源，电源插座与外壳内部的整流单元连接，整流单元输出端与交互触摸屏、控制装置和排热风扇电连接。

使用上述的一种直流屏蓄电池放电装置的放电方法，放电的具体步骤为：

步骤一、断开待放电蓄电池与直流屏之间的连接，将待放电蓄电池与放电装置接通；

步骤二、通过回路总电压测量装置检测待放电蓄电池当前电压，将当前电压值、蓄电池允许的放电安全电流、预设放电时间参数、制冷压缩机组停止工作电压、循环泵停止工作电压、排热风扇停止工作电压、最终放电电压、最终放电电流和余电放电时间参数输入到交互触摸屏，交互触摸屏将数据传输至控制装置；

步骤三、控制装置根据预设收到的参数信息进行验算，决定初始条件下的放电电阻的组合形式，如若当前的放电电阻不能满足放电安全电流或者预设放电时间的要求，在交互触摸屏上予以警示提示重新填写参数，并不与执行放电，若当前的放电电阻放电电阻能够满足需求，将放电电阻的初始组合形式显示在交互触摸屏，控制装置控制基础组合单元中相应的继电器闭合以达到初始组合形式，控制循环泵和制冷压缩机组启动，若一个放电电阻参与到放电过程中，且控制对应放电电阻上的冷却通断电磁阀和排热风扇接通，回路总电压测量装置和回路总电流测量装置将检测到的主回路实时电压和实时电流显示在交互触摸屏上；

步骤四、当控制装置验算的放电电阻初始组合形式中，若一个基础组合单元中的电阻以串联形式进行组合时，该基础组合单元中的串联连接继电器接通，第一并联继电器和第二并联继电器断开，若基础组合单元中的电阻以并联形式进行组合时，该基础组合单元中的第一并联继电器和第二并联继电器接通，串联连接继电器断开；

步骤五、随着放电过程的进行，主回路实时电压和实时电流不断减小，控制装置根据当前的主回路实时电压和实时电流，再结合放电电阻重新验算和决定放电电阻的组合形式，以在不超过放电安全电流的情况下增大放电电流，并执行重新决定的组合形式，加快放电进程，对应接通的放电电阻冷却通断电磁阀和排热风扇接通；

步骤六、当主回路实时电压达到制冷压缩机组停止工作电压值时，控制制冷压缩机组停止工作，当主回路实时电压达到循环泵停止工作电压时，循环泵停止工作，当主回路实时电压达到排热风扇停止工作电压时，排热风扇停止工作；

步骤七、当主回路实时电压达到最终放电电压或主回路实时电流达到最终放电电压电流时，不管步骤六中的制冷压缩机组、循环泵和排热风扇是否已经达到停止条件，全部控制停止工作，放电电阻上最后仍在接通的继电器继续接通余电放电时间时长后全部断开，全部放电过程完成。

本发明提供的一种直流屏蓄电池放电装置及方法，通过设置多个放电电阻，利用电阻发热将电能迅速转化为热量排出出去，同时使用排风扇对热量进行扩散，电阻内部的绝缘冷却液通过制冷压缩机组进行辅助降温后，可以极大地加快热量传递过程，降低电流，保护蓄电池和放电电阻；根据蓄电池的电流特性和电压特性，控制装置可以控制放电电阻的串并联组合形式，并可根据在放电过程中的监控的实时电压和实时电流中途更改组合形式，随着蓄电池电压的降价减低阻值，增加放电电流，以达到更快更安全地进行放电操作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的装置结构示意图；

图2为放电仪内部结构示意图；

图3为图2的局部放大图；

图4为优选方案的局部放大图；

图5为放电电阻的结构示意图；

图6为放电电阻的截面结构示意图；

图7为放电仪内部支架结构示意图；

图8为放电控制回路电路示意图；

图9为放电主回路电路连接示意图；

图10为基础组合单元的结构示意图；

图11为继电器线圈连接示意图；

图12为优选的放电主回路电路连接示意图；

图13为图9中放电主回路的组合形式示例图；

图14为放电仪与直流屏的电路连接示意图。

图中：交互触摸屏1、放电启动开关2、接线柱3、稳压电源4、控制装置5、循环泵6、制冷压缩机组7、放电电阻8、接线导体81、U型尾端82、发热电阻导体821、导热层822、冷却液循环腔823、导热管体824、散热片83、冷却液接口84、首端导热管85、安装板9、排热风扇10、底座11、风扇支架12、电阻端部支架13、冷却液循环总管14、外接电源插座15、电阻U型部支架16、待放电蓄电池17、放电主回路18、串联连接继电器19、第一并联继电器20、第二并联继电器21、主回路接通继电器22、外壳23、回路总电压测量装置24、回路总电流测量装置25、电阻连接控制电路26，冷却通断电磁阀27。

具体实施方式

如图1、2、8、9、10中所示，一种直流屏蓄电池放电装置，包括底座11和外壳23，底座11上设有至少两个放电电阻8，放电电阻8悬空安装，每个放电电阻8上方设有排热风扇10，放电电阻8为U型管状结构，U型管状结构内设有电阻丝和绝缘冷却液，放电电阻8上设有冷却液接口84，冷却液接口84通过冷却液循环总管14与制冷压缩机组7连接，循环泵6与制冷压缩机组7连接，循环泵6、制冷压缩机组7、放电电阻8和排热风扇10通过放电主回路18与待放电蓄电池17电连接，控制装置5与放电主回路18电连接，交互触摸屏1与控制装置5通讯连接，每两个放电电阻8通过电阻连接控制电路26连接组成基础组合单元，通过在交互触摸屏1上输入放电蓄电池的特性参数，控制装置5可以根据参数自主选择放电电阻8组合形式，并根据放电过程的实时电压和电流改变组合形式，通过排热风扇10、循环泵6和制冷压缩机组7的综合作用，将放电电阻8迅速带走，降低放电电阻8温度，防止温度升高导致的电阻率上升，电阻增大电流减小，防止温度升高带来的排热不畅、放电速率降低的影响，同时通过电阻连接控制电路26可以在放电过程中根据实时电压和电流改变电阻方式，尽可能的多并联电阻，减小阻值，维持放电电流再安全电流以下最大的状态，加快放电进程，此外，通过电阻的组合改变阻值大小，可以适应不同电压等级、不同安全放电电流特性的蓄电池组。

优选的方案如图12中所示，上述的放电电阻8数量为两个时，基础组合单元的结构为：电阻连接控制电路26内的两个电阻呈“并联”形式，“并联”的两个电阻之间设有并联的串联连接继电器19辅助开点，串联连接继电器19辅助开点和第一个电阻的左侧“并联”接点之间设有第一并联继电器20，串联连接继电器19辅助开点和第二个电阻的右侧“并联”接点之间设有第二并联继电器21，第一个电阻的左侧“并联”接点和第二个电阻的右侧“并联”接点分别连接待放电蓄电池17的两极；

如图12中所示，电阻R1和电阻R2“并联”，继电器KA1辅助开点和两者并联， R1左侧和KA1辅助开点的接点之间设有继电器KA2辅助开点, R2右侧和KA1辅助开点的接点之间设有继电器KA3辅助开点；

若R1和R2阻值都为R，则有：

当KA1闭合，KA2和KA3断开时，R1和R2串联，放电电阻总阻值为2R，如蓄电池初始电压为U，这初始电流为I1=U/2R；

当KA1断开，KA2和KA3闭合时，R1和R2并联，放电电阻总阻值为R/2，如蓄电池初始电压为U，这初始电流为I2=2U/R；

当放电电阻8数量为两个时，初始电流为U/2R或2U/R，若2U/R超过蓄电池的安全放电电流，而U/2R不超过时，则在开始时以串联形式进行放电，当实时电压U’使得2U/R不超过安全放电电流时，R1和R2转化成并联组合形式进行放电。

优选的方案如图9和10中所示，上述的放电电阻8数量大于等于三时，基础组合单元的结构为：电阻连接控制电路26内的两个电阻呈“并联”形式，“并联”的两个电阻之间设有并联的串联连接继电器19辅助开点，串联连接继电器19辅助开点和第一个电阻的左侧“并联”接点之间设有第一并联继电器20，串联连接继电器19辅助开点和第二个电阻的右侧“并联”接点之间设有第二并联继电器21，第二个电阻的右侧“并联”接点与主回路接通继电器22的辅助开点串联；

每两个放电电阻8连接组成的电阻连接控制电路26再与下一个电阻组合按照同样的电阻连接控制电路26组成下一个基础组合单元，其中第一个基础组合单元的第一个电阻的左侧“并联”接点和待放电蓄电池17的一极电连接，每个基础组合单元中的主回路接通继电器22的辅助开点的右侧接点和待放电蓄电池17另一极电连接。

如图10和11中所示，当放电电阻8数量等于三时，设R1、R2、R3阻值都为R，蓄电池初始电压为U，则蓄电池初始电压在U/3R到3U/R之间，同理，放电电阻8数量越多，可以调节的数量越大，结合适当的R值，放电过程可控的放电过程越迅速；

如图11中，当KA2、KA3、KA5、KA6、KA7闭合，KA1、KA4断开，三个电阻并联，阻值为R/3；

当KA2、KA3、KA5、KA6、KA7断开，KA1、KA4、KA8闭合，三个电阻串联，阻值为3R；

当KA1、KA5、KA6、KA8闭合，KA2、KA3、KA4、KA7断开，R2和R3并联之后再与R1串联，阻值为3R/2.

如图11中所示，上述的控制装置5输出端与电阻连接控制电路26内的继电器线圈电连接，通过控制继电器线圈的通断来改变放电电阻8的组合形式。

如图9中所示，上述的放电主回路18中设有回路总电压测量装置24和回路总电流测量装置25，回路总电压测量装置24和回路总电流测量装置25与控制装置5电连接，控制装置5通过回路总电压测量装置24和回路总电流测量装置25实时检测放电过程的总电压和总电流。

如图9中所示，上述的循环泵6、制冷压缩机组7和排热风扇10通过稳压电源4与待放电蓄电池17电连接，稳压电源4为控制装置5、交互触摸屏1提供电源。

如图3中所示，上述的冷却液接口84分为冷却液入口和冷却液出口，冷却液循环总管14分为冷却液总出液管和冷却液总回液管，冷却液接口84的冷却液入口和冷却液出口分别与冷却液总出液管、冷却液总回液管连接。

优选的方案如图4中所示，上述的每个放电电阻8的冷却液入口和冷却液出口都设有冷却通断电磁阀27。

上述的冷却通断电磁阀27和控制装置5输出端电连接。

通过冷却通断电磁阀27可以在某个放电电阻8不工作时相应切断对其的冷却供应，减少冷却液的行进路径和冷却量，将更多的冷却功率用在正在工作的放电电阻8上，提高放电效率。

如图5中所示，上述的放电电阻8为呈U型的管状电阻，管状电阻分开的两端端部设有接线导体81，靠近接线导体81处为首端导热管85，管状电阻另一端为U型尾端82，冷却液接口84与首端导热管85的两根管体连接，首端导热管85与U型尾端82之间的管体上串接有多片散热片83，用于增大电阻的散热面积，通过将放电电阻8设置成U型，减小放电电阻8长度的同时便于散热片83的设置和固定，使得散热片83数量减少成本降低，且冷却水入口和出口位于同一端，便于连接。

如图7中所示，上述的放电电阻8悬空安装的结构为：底座11上设有电阻端部支架13和电阻U型部支架16，电阻端部支架13和电阻U型部支架16分别与首端导热管85、U型尾端82卡接，电阻端部支架13和电阻U型部支架16下端为悬空柱体，上部为带缺口的管卡。

如图6中所示，上述放电电阻8管体的内部结构为：接线导体81与管体中心的发热电阻导体821电连接，发热电阻导体821外设有一层导热层822，导热层822外设有一层导热管体824，导热层822和导热管体824之间形成冷却液循环腔823，冷却液入口和冷却液出口与冷却液循环腔823联通。

优选的方案中，上述导热层822包裹住发热电阻导体821，导热层822为绝缘材料，导热层822包裹结构使得管体机构紧凑。

优选的方案中，上述导热层822与发热电阻导体821不接触，导热层822为金属导热材料，金属材料更加利于导热，发热电阻导体821与导热层822安装绝缘保持架，防止两者接触。

如图7中所示，上述的排热风扇10的安装结构为：在底座11上设有固定连接的风扇支架12，风扇支架12为四根柱体，放电电阻8位于四根柱体内部，风扇支架12上端设有安装板9，排热风扇10与安装板9固定连接，安装板9上设有用于透风的圆孔，通过风扇支架12使得风扇位于放电电阻8的正上方，由于热空气自然状态下网上走，利用上方的排风扇可以很好地将热空气排出，减低放电电阻8的温度。

如图1和8中所示，上述的外壳23上设有外接电源插座15，用于连接外部电源，电源插座15与外壳23内部的整流单元连接，整流单元输出端与交互触摸屏1、控制装置5和排热风扇10电连接，在放电过程后期，由于蓄电池电压持续降低，后期不能稳定提供电源，可以由外接电源为控制器和显示屏提供电源。

优选的方案如图1中所示，上述的外壳23上设有外接电源插座15，用于连接外部电源，电源插座15与外壳23内部的整流单元连接，整流单元输出端与交互触摸屏1、控制装置5和排热风扇10电连接，在放电过程后期，由于蓄电池电压持续降低，后期不能稳定提供电源，可以由外接电源为控制器和显示屏提供电源。

如图6中所示，将放电连接开关17QA2的两路开关并联在蓄电池熔断器18，QA2与接线柱3连接，RD1和RD2两端，当不进行放电操作时，直流屏的母线开关QA1接通，熔断器RD1和RD2合上，QA2断开，蓄电池处于浮充电状态；当需要进行放电操作时，QA1断开，然后断开熔断器RD1和RD2，之后合上QA2，蓄电池与放电仪接通，开始进行放电。

上述各个放电电阻8处设有温度传感器，温度传感器与控制装置5的输入端电连接，用于控制放电电阻8的实时温度，保持电阻率不变。

使用上述的一种直流屏蓄电池放电装置的放电方法，放电的具体步骤为：

步骤一、断开待放电蓄电池17与直流屏之间的连接，将待放电蓄电池17与放电装置接通；

步骤二、通过回路总电压测量装置24检测待放电蓄电池17当前电压，将当前电压值、蓄电池允许的放电安全电流、预设放电时间参数、制冷压缩机组停止工作电压、循环泵停止工作电压、排热风扇停止工作电压、最终放电电压、最终放电电流和余电放电时间参数输入到交互触摸屏1，交互触摸屏1将数据传输至控制装置5；

步骤三、控制装置5根据预设收到的参数信息进行验算，决定初始条件下的放电电阻8的组合形式，如若当前的放电电阻8不能满足放电安全电流或者预设放电时间的要求，在交互触摸屏1上予以警示提示重新填写参数，并不与执行放电，若当前的放电电阻8放电电阻能够满足需求，将放电电阻8的初始组合形式显示在交互触摸屏1，控制装置5控制基础组合单元中相应的继电器闭合以达到初始组合形式，控制循环泵6和制冷压缩机组7启动，若一个放电电阻8参与到放电过程中，且控制对应放电电阻8上的冷却通断电磁阀27和排热风扇10接通，并通过温度传感器数字调节制冷量大小，使得工作的放电电阻8温度保持恒定，回路总电压测量装置24和回路总电流测量装置25将检测到的主回路实时电压和实时电流显示在交互触摸屏1上；

步骤四、当控制装置5验算的放电电阻8初始组合形式中，若一个基础组合单元中的电阻以串联形式进行组合时，该基础组合单元中的串联连接继电器19接通，第一并联继电器20和第二并联继电器21断开，若基础组合单元中的电阻以并联形式进行组合时，该基础组合单元中的第一并联继电器20和第二并联继电器21接通，串联连接继电器19断开；

步骤五、随着放电过程的进行，主回路实时电压和实时电流不断减小，控制装置5根据当前的主回路实时电压和实时电流，再结合放电电阻8重新验算和决定放电电阻8的组合形式，以在不超过放电安全电流的情况下增大放电电流，并执行重新决定的组合形式，加快放电进程，对应接通的放电电阻8冷却通断电磁阀27和排热风扇10接通；

步骤六、当主回路实时电压达到制冷压缩机组停止工作电压值时，控制制冷压缩机组7停止工作，当主回路实时电压达到循环泵停止工作电压时，循环泵6停止工作，当主回路实时电压达到排热风扇停止工作电压时，排热风扇10停止工作；

步骤七、当主回路实时电压达到最终放电电压或主回路实时电流达到最终放电电压电流时，不管步骤六中的制冷压缩机组7、循环泵6和排热风扇10是否已经达到停止条件，全部控制停止工作，放电电阻8上最后仍在接通的继电器继续接通余电放电时间时长后全部断开，全部放电过程完成。

如图9和13所示，放电过程以放电电阻8数量为3为例，电阻的的组合形式以电阻值从大到小,即初始电流从小到大依次为：

组别 组合形式 电阻值 初始电流值

1 3个电阻串联 3R 1/3*U/R

2 2个电阻串联 2R 1/2*U/R

3 2个电阻并联后串联1电阻 3R/2 2/3* U/R

4 1个电阻 R U/R

5 2个电阻并联 R/2 2* U/R

6 3个电阻并联 R/3 3* U/R

在进行初始组合形式选择时，控制装置5将当前的蓄电池电压除以内置的各种可能的组合形式的阻值，得到计算的各初始电流，并将各计算初始电流与蓄电池的安全放电电流做比较，选择最接近安全放电电流的组合形式，然后在放电过程中将蓄电池实时电压除以内置的各种可能的组合形式的阻值，得到计算的各初始电流，并将各计算初始电流与蓄电池的安全放电电流做比较，然后再重新选择最接近安全放电电流的组合形式。

以蓄电池初始电压为U，安全放电电流为3U/4R为例，在进行初始组合形式选择时，安全放电电流为3U/4R的电流值介于上述第3组和第4组的计算初始电流之间，为在安全的情况下保证最大放电速度，应该选取第3组的组合形式，即2个电阻并联后串联1电阻作为初始组合形式，随着放电不断进行，当蓄电池放电实时电压小于等于3U/4时，此时采取第4组组合形式的电流小于等于安全电流3U/4R，则此时因切换为第4组的组合形式，，依此类推，当蓄电池放电实时电压小于等于3U/8时，此时切换为第5组组合形式，当蓄电池放电实时电压小于等于U/4时，此时切换为第6组组合形式。

Claims (10)

1.一种直流屏蓄电池放电装置，包括底座（11）和外壳（23），其特征是：底座（11）上设有至少两个放电电阻（8），放电电阻（8）悬空安装，每个放电电阻（8）上方设有排热风扇（10），放电电阻（8）为U型管状结构，U型管状结构内设有电阻丝和绝缘冷却液，放电电阻（8）上设有冷却液接口（84），冷却液接口（84）通过冷却液循环总管（14）与制冷压缩机组（7）连接，循环泵（6）与制冷压缩机组（7）连接，循环泵（6）、制冷压缩机组（7）、放电电阻（8）和排热风扇（10）通过放电主回路（18）与待放电蓄电池（17）电连接，控制装置（5）与放电主回路（18）电连接，交互触摸屏（1）与控制装置（5）通讯连接，每两个放电电阻（8）通过电阻连接控制电路（26）连接组成基础组合单元，通过在交互触摸屏（1）上输入放电蓄电池的特性参数，控制装置（5）可以根据参数自主选择放电电阻（8）组合形式，并根据放电过程的实时电压和电流改变组合形式。

2.根据权利要求1所述的一种直流屏蓄电池放电装置，其特征在于，所述的放电电阻（8）数量为两个时，基础组合单元的结构为：电阻连接控制电路（26）内的两个电阻呈“并联”形式，“并联”的两个电阻之间设有并联的串联连接继电器（19）辅助开点，串联连接继电器（19）辅助开点和第一个电阻的左侧“并联”接点之间设有第一并联继电器（20），串联连接继电器（19）辅助开点和第二个电阻的右侧“并联”接点之间设有第二并联继电器（21），第一个电阻的左侧“并联”接点和第二个电阻的右侧“并联”接点分别连接待放电蓄电池（17）的两极。

3.根据权利要求1所述的一种直流屏蓄电池放电装置，其特征在于，所述的放电电阻（8）数量大于等于三时，基础组合单元的结构为：电阻连接控制电路（26）内的两个电阻呈“并联”形式，“并联”的两个电阻之间设有并联的串联连接继电器（19）辅助开点，串联连接继电器（19）辅助开点和第一个电阻的左侧“并联”接点之间设有第一并联继电器（20），串联连接继电器（19）辅助开点和第二个电阻的右侧“并联”接点之间设有第二并联继电器（21），第二个电阻的右侧“并联”接点与主回路接通继电器（22）的辅助开点串联；

每两个放电电阻（8）连接组成的电阻连接控制电路（26）再与下一个电阻组合按照同样的电阻连接控制电路（26）组成下一个基础组合单元，其中第一个基础组合单元的第一个电阻的左侧“并联”接点和待放电蓄电池（17）的一极电连接，每个基础组合单元中的主回路接通继电器（22）的辅助开点的右侧接点和待放电蓄电池（17）另一极电连接。

4.根据权利要求2或3任一所述的一种直流屏蓄电池放电装置，其特征在于，所述的控制装置（5）输出端与电阻连接控制电路（26）内的继电器线圈电连接。

5.根据权利要求4所述的一种直流屏蓄电池放电装置，其特征在于，所述的放电主回路（18）中设有回路总电压测量装置（24）和回路总电流测量装置（25），回路总电压测量装置（24）和回路总电流测量装置（25）与控制装置（5）电连接，控制装置（5）通过回路总电压测量装置（24）和回路总电流测量装置（25）实时检测放电过程的总电压和总电流。

6.根据权利要求5所述的一种直流屏蓄电池放电装置，其特征在于，所述的循环泵（6）、制冷压缩机组（7）和排热风扇（10）通过稳压电源（4）与待放电蓄电池（17）电连接，稳压电源（4）为控制装置（5）、交互触摸屏（1）提供电源。

7.根据权利要求5所述的一种直流屏蓄电池放电装置，其特征在于，所述的冷却液接口（84）分为冷却液入口和冷却液出口，冷却液循环总管（14）分为冷却液总出液管和冷却液总回液管，冷却液接口（84）的冷却液入口和冷却液出口分别与冷却液总出液管、冷却液总回液管连接。

8.根据权利要求7所述的一种直流屏蓄电池放电装置，其特征在于，所述的每个放电电阻（8）的冷却液入口和冷却液出口都设有冷却通断电磁阀（27）。

9.根据权利要求8所述的一种直流屏蓄电池放电装置，其特征在于，所述的冷却通断电磁阀（27）和控制装置（5）输出端电连接。

10.使用上述权利要求9所述的一种直流屏蓄电池放电装置的放电方法，其特征在于，放电的具体步骤为：

步骤一、断开待放电蓄电池（17）与直流屏之间的连接，将待放电蓄电池（17）与放电装置接通；

步骤二、通过回路总电压测量装置（24）检测待放电蓄电池（17）当前电压，将当前电压值、蓄电池允许的放电安全电流、预设放电时间参数、制冷压缩机组停止工作电压、循环泵停止工作电压、排热风扇停止工作电压、最终放电电压、最终放电电流和余电放电时间参数输入到交互触摸屏（1），交互触摸屏（1）将数据传输至控制装置（5）；

步骤三、控制装置（5）根据预设收到的参数信息进行验算，决定初始条件下的放电电阻（8）的组合形式，如若当前的放电电阻（8）不能满足放电安全电流或者预设放电时间的要求，在交互触摸屏（1）上予以警示提示重新填写参数，并不与执行放电，若当前的放电电阻（8）放电电阻能够满足需求，将放电电阻（8）的初始组合形式显示在交互触摸屏（1），控制装置（5）控制基础组合单元中相应的继电器闭合以达到初始组合形式，控制循环泵（6）和制冷压缩机组（7）启动，若一个放电电阻（8）参与到放电过程中，且控制对应放电电阻（8）上的冷却通断电磁阀（27）和排热风扇（10）接通，回路总电压测量装置（24）和回路总电流测量装置（25）将检测到的主回路实时电压和实时电流显示在交互触摸屏（1）上；

步骤四、当控制装置（5）验算的放电电阻（8）初始组合形式中，若一个基础组合单元中的电阻以串联形式进行组合时，该基础组合单元中的串联连接继电器（19）接通，第一并联继电器（20）和第二并联继电器（21）断开，若基础组合单元中的电阻以并联形式进行组合时，该基础组合单元中的第一并联继电器（20）和第二并联继电器（21）接通，串联连接继电器（19）断开；

步骤五、随着放电过程的进行，主回路实时电压和实时电流不断减小，控制装置（5）根据当前的主回路实时电压和实时电流，再结合放电电阻（8）重新验算和决定放电电阻（8）的组合形式，以在不超过放电安全电流的情况下增大放电电流，并执行重新决定的组合形式，加快放电进程，对应接通的放电电阻（8）冷却通断电磁阀（27）和排热风扇（10）接通；

步骤六、当主回路实时电压达到制冷压缩机组停止工作电压值时，控制制冷压缩机组（7）停止工作，当主回路实时电压达到循环泵停止工作电压时，循环泵（6）停止工作，当主回路实时电压达到排热风扇停止工作电压时，排热风扇（10）停止工作；

步骤七、当主回路实时电压达到最终放电电压或主回路实时电流达到最终放电电压电流时，不管步骤六中的制冷压缩机组（7）、循环泵（6）和排热风扇（10）是否已经达到停止条件，全部控制停止工作，放电电阻（8）上最后仍在接通的继电器继续接通余电放电时间时长后全部断开，全部放电过程完成。

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