CN113644704A - 双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置、电源及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力通信站通信电源领域，提供了一种双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置、电源及方法。其中，该方法包括监测模块、两个双向直流变换模块及两个互锁接触器；两个双向直流变换模块分别对应串联在两组蓄电池和通信电源正极母线之间各支路上；每个双向直流变换模块通过一个互锁接触器与对应蓄电池组串联连接，以用于抑制蓄电池组间环流；所述监测模块用于向各个蓄电池组的下发充放电指令，并实时控制蓄电池组对应的双向直流变换模块的输出电压，以实现蓄电池充放电恒流。
Description
技术领域
本发明属于电力通信站通信电源领域，尤其涉及一种双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置、电源及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
电力行业500kV及以上变电站通信机房所配通信电源常常下挂两组蓄电池，蓄电池每年要做核对性放电试验。放电试验最常规的方法是现场人工作业，手动将电池脱离电源系统，接放电仪进行标准小时率放电；另一种是近年兴起的远程放电方法，即通过远程放电装置，对电池组升压实现放电试验。
发明人发现，目前的升压式远程放电装置按电力规程，对挂有两组蓄电池的通信电源系统做放电试验时，需要逐组进行。当第一组电池放完电恢复到通信电源对其充电时，因两组电池为直接并联关系，则第二组电池会与第一组电池之间会因压差形成几百安培的巨大环流，造成电池以及相应电缆发热、报废甚至起火等危险；另外，当市电断蓄电池带载时，由于电池一致性等因素影响，两组电池之间存在环流，将会缩短电池的后备时间。另外，目前市场上的升压式远程放电装置，一般只设有电动遥控启停开关，未设置手动急停按钮，一旦远程放电装置出现问题，如DC/DC模块故障(如输出高压)或遥控开关故障时，无法将装置脱开，会造成通信电源过压保护宕机、电池过放等问题。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置、电源及方法，其通过串联在蓄电池和通信电源正极母线之间的两个双向直流变换模块的工作状态变换，实现电池限流放电、电池限流充电和蓄电池组间环流抑制功能。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置，其包括监测模块、两个双向直流变换模块及两个互锁接触器；
两个双向直流变换模块分别对应串联在两组蓄电池和通信电源正极母线之间各支路上；每个双向直流变换模块通过一个互锁接触器与对应蓄电池组串联连接，以用于抑制蓄电池组间环流；
所述监测模块用于向各个蓄电池组的下发充放电指令，并实时控制蓄电池组对应的双向直流变换模块的输出电压，以实现蓄电池充放电恒流。
作为一种实施方式，每个双向直流变换模块还并联有一个旁路二极管，旁路二极管用于当蓄电池组的充电电流达到转浮设定值时，形成蓄电池组的浮充支路。
作为一种实施方式，两个双向直流变换模块还通过应急开关与通信电源负极母线相连，应急开关用于当故障时使得双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置脱离出通信电源。
作为一种实施方式，所述应急开关为手动开关。
作为一种实施方式，每个双向直流变换模块与通信电源正极母线之间还串联有分流器。
本发明的第二个方面提供一种利用如上述所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置的控制方法，其包括：
控制两个互锁接触器的状态，使得两个双向直流变换模块处于非工作状态，此时控制双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置处于旁路模式。
作为一种实施方式，所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置的控制方法，还包括：
向各个蓄电池组的下发充放电指令，并实时控制蓄电池组对应的双向直流变换模块的输出电压，以实现蓄电池充放电恒流，此时控制双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置处于放电试验模式。
作为一种实施方式，所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置的控制方法，还包括：
当市电断电时，控制两个双向直流变换模块都启动，拉平蓄电池输出电压，抑制环流，延长电池后备时间，此时控制双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置处于保电模式。
作为一种实施方式，当出现故障时，控制双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置脱离出通信电源。
本发明的第三个方面还提供了一种通信电源，其包括如上述所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供了一种双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置，两个双向直流变换模块分别对应串联在两组蓄电池和通信电源正极母线之间各支路上，其利用双向直流变换模块通过一个互锁接触器与对应蓄电池组串联连接，实现了蓄电池组间环流抑制，利用监测模块向各个蓄电池组的下发充放电指令，实时控制蓄电池组对应的双向直流变换模块的输出电压，实现了蓄电池充放电恒流。
(2)本发明的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置能够工作在旁路模式、放电试验模式和保电模式下；当处于旁路模式下，对于通信电源系统而言，双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置相当于不存在；当处于放电试验模式下，能够实现蓄电池充放电恒流；当处于保电模式下，能够控制两个双向直流变换模块都启动，拉平蓄电池输出电压，抑制环流，延长电池后备时间。
(3)当双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置出现重大问题，无法按预定逻辑工作，可操作应急开关，切除双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置，脱离出通信电源，以避免出现通信电源过压保护宕机、电池过放等问题。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
实施例一
参照图1，本实施例提供了一种双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置，其包括监测模块、两个双向直流变换模块及两个互锁接触器。
两个双向直流变换模块分别为1#DC/DC、2#DC/DC。
两个互锁接触器分别为K11和K12、K21和K22。
在本实施例中，1#DC/DC、2#DC/DC分别串联在电池组1、电池组2和通信电源正极母线之间各支路上；双向直流变换模块1#DC/DC通过互锁接触器K11和K12与电池组1串联连接，双向直流变换模块2#DC/DC通过互锁接触器K21和K22与电池组2串联连接，这样能够用于抑制蓄电池组间环流。
在本实施例中，监测模块用于向各个蓄电池组的下发充放电指令，并实时控制蓄电池组对应的双向直流变换模块的输出电压，以实现蓄电池充放电恒流。
在具体实施中，监测模块可采用微处理器比如PLC等处理芯片来实现。
需要说明的是，本领域技术人员可以清楚地理解，监测模块也可采用其他具有数据处理功能的模组来实现，此处不再累述。
在其他实施例中，双向直流变换模块1#DC/DC还并联有旁路二极管D1，双向直流变换模块2#DC/DC还并联有旁路二极管D2，旁路二极管用于当蓄电池组的充电电流达到转浮设定值时，形成蓄电池组的浮充支路。
在另一实施例中，双向直流变换模块1#DC/DC和2#DC/DC还通过应急开关与通信电源负极母线相连，应急开关SBes用于当故障时使得双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置脱离出通信电源。
需要说明的是，所述应急开关可以为手动开关，也可为其他自动控制类型的开关。
在一些具体实施例中，双向直流变换模块1#DC/D与通信电源正极母线之间还串联有分流器RW1；双向直流变换模块2#DC/D与通信电源正极母线之间还串联有分流器RW2。
实施例二
本实施例提供了一种利用如上述所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置的控制方法，其包括：
控制两个互锁接触器的状态，使得两个双向直流变换模块处于非工作状态，此时控制双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置处于旁路模式。
具体地，在旁路模式下，K11常闭、K21常闭，K12常开、K22常开，1#DC/DC模块和2#DC/DC模块不工作，对于通信电源系统而言，所述装置相当于不存在，电池组1和电池组2按通信电源系统标准工作原理运行，接受通信电源的充放电管理。
在其他实施例中，所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置的控制方法，还包括：
向各个蓄电池组的下发充放电指令，并实时控制蓄电池组对应的双向直流变换模块的输出电压，以实现蓄电池充放电恒流，此时控制双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置处于放电试验模式。
具体地，在放电试验模式下，当需要对某组电池(如电池组1)放电试验时，监控模块发出“电池组1放电”指令，则，K11断开，K12闭合，1#DC/DC模块启动并进入“放电模式”，电流走向为从B点到A点，模块升压输出，A点电位上升且略高于通信电源输出电压，电池组1带载开始放电，监控模块通过RW1检测放电电流，实时控制1#DC/DC的输出电压，使其与通信电源的输出保持适当压差，使电池组1按设定电流恒流放电。
当电池组1放电试验结束时，监控模块发出“电池组1放电结束，开始充电”指令，则，K11继续保持断开，K12继续保持闭合，但1#DC/DC模块进入“充电模式”，电流反转，模块降压输出，电流走向为从A点到B点，电池开始限流充电。监控模块通过RW1检测充电电流，实时控制1#DC/DC的输出电压，使其与电池组1保持适当压差，使电池组1按设定电流充电。此时，由于1#DC/DC的隔离作用，电池组2对电池组1的环流得到抑制。当充电电流达到均转浮设定值时，监控发出“停止充电”指令，关闭1#DC/DC,所述装置恢复“旁路模式”，电池组1接受通信电源系统的浮充。
同理，2#DC/DC模块可实现电池组2的“放电试验模式”，但监控模块只有检测到电池组1充满电后才会支持发出“电池组2放电”指令。
在另一实施例中，所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置的控制方法，还包括：
当市电断电时，控制两个双向直流变换模块都启动，拉平蓄电池输出电压，抑制环流，延长电池后备时间，此时控制双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置处于保电模式。
在保电模式下，K11断开、K21断开，K12闭合、K22闭合，两个DC/DC模块都启动，电流都是从B到A，两个DC/DC模块输出相同电压，电池组间环流因此得到抑制，可使电池后备时间延长。
在一个或多个实施例中，当出现故障时，控制双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置脱离出通信电源。
本实施例采用两个非隔离双向直流变换模块，串联在两组蓄电池和电源正极母线之间；监控模块控制每个双向直流变换模块的启停、电流走向和电流大小，实现充、放电电流控制；市电停电时，两个双向直流变换模块都启动，使两组电池等电压输出到母线，抑制环流；应急开关可使所述装置在故障时脱离出通信电源系统。
实施例三
本实施例还提供了一种通信电源，其包括如上述实施例一所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置。
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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置，其特征在于，包括监测模块、两个双向直流变换模块及两个互锁接触器；
两个双向直流变换模块分别对应串联在两组蓄电池和通信电源正极母线之间各支路上；每个双向直流变换模块通过一个互锁接触器与对应蓄电池组串联连接，以用于抑制蓄电池组间环流；
所述监测模块用于向各个蓄电池组的下发充放电指令，并实时控制蓄电池组对应的双向直流变换模块的输出电压，以实现蓄电池充放电恒流。
2.如权利要求1所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置，其特征在于，每个双向直流变换模块还并联有一个旁路二极管，旁路二极管用于当蓄电池组的充电电流达到转浮设定值时，形成蓄电池组的浮充支路。
3.如权利要求1所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置，其特征在于，两个双向直流变换模块还通过应急开关与通信电源负极母线相连，应急开关用于当故障时使得双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置脱离出通信电源。
4.如权利要求3所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置，其特征在于，所述应急开关为手动开关。
5.如权利要求1所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置，其特征在于，每个双向直流变换模块与通信电源正极母线之间还串联有分流器。
6.一种利用如权利要求1-5中任一项所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置的控制方法，其特征在于，包括：
控制两个互锁接触器的状态，使得两个双向直流变换模块处于非工作状态，此时控制双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置处于旁路模式。
7.如权利要求6所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置的控制方法，其特征在于，还包括：
向各个蓄电池组的下发充放电指令，并实时控制蓄电池组对应的双向直流变换模块的输出电压，以实现蓄电池充放电恒流，此时控制双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置处于放电试验模式。
8.如权利要求6所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置的控制方法，其特征在于，还包括：
当市电断电时，控制两个双向直流变换模块都启动，拉平蓄电池输出电压，抑制环流，延长电池后备时间，此时控制双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置处于保电模式。
9.如权利要求6所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置的控制方法，其特征在于，当出现故障时，控制双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置脱离出通信电源。
10.一种通信电源，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的双路电池充放电恒流控制与环流抑制装置。
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