CN115360824A - 智能型通信直流电源柜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能型通信直流电源柜，包括蓄电池柜和充电馈线柜，所述充电馈线柜，用于为民航空管通信导航监视设施分配和提供电源；所述充电馈线柜由仪表柜、控制柜、整流柜和开关柜组成；所述仪表柜上安装有5块直流检测仪表、电流表、电压表、SA转换开关以及5个指示灯；所述控制柜安装有监控触控屏，所述监控触控屏为智能触控屏；所述触控屏系统设有SOH蓄电池健康检测数据库；所述触控屏通过RS485通讯线与微机监控装置相连接；本发明的优点在于：具有高安全性、可实现交、直流系统电压电流等必要状态进行实时监视控制。提供不中断供电模式对本产品进行分组维护、检修、更换蓄电池等。

Description

智能型通信直流电源柜
技术领域
本发明涉及通信用直流电源技术，具体说是智能型通信直流电源柜，为民用航空通信、导航设备提供持续稳定可靠的直流DC24V（或DC48V）电源保障的智能型通信直流电源设备，属于通信用直流电源技术领域。
背景技术
在现代民航运输业中，民航空管通信导航监视设施是一级供电保证设备，传统的直流供电系统一般由交流输入配电、整流模块、监控模块、蓄电池组和直流输出配电等部分组成，将交流电源转换成直流电源。国内现行主流的直流供电解决方案，多采用一组AC/DC整流模块并列，由一组由多块12V（或2V）蓄电串联的供电链路形式。蓄电池长时间运行过程中一旦出现，某一块电池内部短路、开路、或性能下降。将直接影响直流供电系统稳定，影响下级通信导航设备正常工作，导致所在机场航空管制通信、进场数据、坐标、航行状态等保证飞机正常起飞降落等重要指令信息无法实时传递。
民航空管通信导航监视设备用直流供电系统，多采用长效免维护电池，这个电池的优势就是免维护。正是因为免维护的特点导致，值班运行人员不知道怎么检查蓄电池好坏。现行直流设备中无法实时提供蓄电池电压、内阻、温度等重要参数；等到值班人员发现设备故障也只能采取，关停设备，手动启用相关备用设备等方式应急处理。现有直流设备无法提供全时在线检测，无法对蓄电池容量SOC、健康状态SOH进行预测，无法对故障电池组自动切除。无法对直流供电系统进行，不断电级的分组系统维护，不关机状态下进行AC/DC整流模块、蓄电池组更换工作。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种专门为民航空管通信导航监视设施定制的高安全性的智能型通信直流电源柜，以解决现有技术的问题，为民用航空通信、导航设备提供持续稳定可靠的直流DC24V或DC48V电源保障的智能型通信直流电源设备。具有高安全性、可实现交、直流系统电压电流等必要状态进行实时监视控制。提供不中断供电模式对本产品进行分组维护、检修、更换蓄电池等。并可根据用户需要对单组蓄电池进行，手动或自动充放电维护。
本发明的技术方案为：
智能型通信直流电源柜，为落地式直流屏，采用充电馈线柜和蓄电池柜的双柜组合模式，可根据不同的使用场合增加或减少组内蓄电池数量，便于运行维护更换电池组；
所述充电馈线柜，用于为民航空管通信导航监视设施分配和提供电源；所述充电馈线柜由仪表柜、控制柜、整流柜和开关柜组成；
所述仪表柜上安装有5块直流检测仪表、电流表、电压表、SA转换开关以及6个指示灯；所述直流检测仪表采用交流采样技术，能分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数。所述SA转换开关又称组合开关，是一种切换多回路的低压开关，可供两路或两路以上电源或负载转换；所述6个指示灯为故障指示灯，分别对应显示高频模块故障、电池电压异常、控母电压异常、母线绝缘不良、交流电源异常和直流系统维护。
所述控制柜安装有监控触控屏，所述监控触控屏为智能触控屏；所述触控屏主界面可显示电力系统的主接线图，主界面可显示电力系统的主接线图，实时显示各功能单元的运行工况和信息；主界面各主开关均为动态显示，触摸对应图片可进入详细信息查看界面；监控主界面可直观显示交流进线状态、充电系统、逆变系统、电池系统以及通信系统的重要遥测、遥信数据；下侧设置有系统快捷菜单，点击可进入相应界面；可提供Modbus通讯规约供用户选择。
进一步，所述触控屏系统设有SOH蓄电池健康检测数据库；该数据库收集了30组单体蓄电池正常充放电过程的电压数据、电池温度变化曲线数据、环境温度修正数据、电流变化曲线等相关数据；所述MCG3组态软件通过内部算法与所述蓄电池仓内的蓄电池进行实时运行数据对比；从而通过所述触控屏对所述蓄电池仓内的蓄电池的数据、储存、分析及指令下达反馈，分析数据后通过互联网络上传控制后台，从而将各种报警信息进行及时发布。
进一步的，所述触控屏通过RS485通讯线与微机监控装置相连接；所述微机监控装置用于监控、检测直流屏各电子器件的工作状态及健康状况；实现蓄电池组组电压、充放电电流、浮充电流监测；实现对蓄电池连接片的在线实时监测；支持开入开出单元、绝缘监察单元、恒流放电单元的控制与接入；通过TCP/IP网络通讯协议实现与监控主站的数据交互。
进一步的，所述微机监控装置通过RS485通讯线连接有PLC控制器；所述PLC控制器用于控制闸刀开关，从而控制电池组的开关；所述PLC模块根据所述微机监控装置数据分析后的指令，负责切断有故障的电池组。
所述整流柜分为两层，每层各安装有3个整流模块；所述整流模块，用于把交流电转换成直流电的装置；所述整流模块有两个主要功能：第一，将交流电变成直流电，经滤波后供给负载，或者供给逆变器；第二，给蓄电池提供充电电压，因此，它同时又起到一个充电器的作用；所述整流模块数量为6个，即第1整流模块、第2整流模块、第3整流模块、第4整流模块、第5整流模块、第6整流模块；所述第1整流模块、第2整流模块第3整流模块、第4整流模块、第5整流模块合第6整流模块采用N+1冗余并联技术；其中第1至第5整流模块分别于5组电池组连接；所述电池组及其对应的整流模块和相邻的电池组及其对应的整流模块并列连接，从而使电池组可以分别退出直流供电系统或者进入直流供电系统，便于日常维护、检修及更换；每组电池组及其对应的整流模块并列组之间通过RS485串口与微机监控装置通信，用于保持直流供电系统电压一致，负载电流均衡；所述第6整流模块作为热备；所述第6整流模块与所述触控屏通过RS485串口连接，通过所述微机监控装置控制实现实时在线热备，用于保障在直流供电系统负荷变化或者设备故障时自动为直流供电系统提供后备保障；当直流供电系统中第1至第5整流模块中任意一个整流模块出线故障时，可手动转换用第6整流模块代替损坏的整流模块进入编组运行，从而保障5组电池组并列模式正常运行；当损坏的整流模块修复后，可以手动操控将第6整流模块恢复至直流供电系统的备用状态。从而实现整流模块的热插拔和热更换；
进一步的，当电池组内任意蓄电池发生故障，可以通过SOH蓄电池健康检测数据库进行分析可实障组别自动脱离功能，保证电池组内其他正常分组蓄电池继续提供稳定可靠的供电。同时SOH蓄电池健康检测数据库发出报警提示值班员检修故障蓄电池分组，故障排除后手动恢复。
进一步的，所述第1整流模块、第2整流模块、第3整流模块、第4整流模块和第5整流模块由两路交流电供电自动转换系统提供持续可靠的交流电源；
进一步的，所述两路交流电供电自动转换系统通过第1至第5整流模块为电池组供电；
所述两路交流电供电自动转换系统由启动按钮、交流接触器、电流继电器、熔断器、按钮指示灯和避雷器组成；启动按钮用于手动发出控制信号以控制交流接触器和电流继电器；所述启动按钮有两个，即一路电源启动按钮和二路电源启动按钮；所述一路电源启动按钮为常用电源；所述二路电源启动按钮为备用电源；所述交流接触器用来接通和分断负载，与电流继电器组合使用，远控或者连锁相关的电气设备；所述熔断器是电流保护器，当电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开；
所述开关柜上安装有8个微型断路器；所述微型断路器能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关；所述微型断路器设有8个输出回路指示灯；所述输出回路指示灯下部设有8个直流电输出端口；
所述蓄电池柜，所述蓄电池柜上部安装有放电负载箱；所述放电负载箱为负载电阻箱，用于检测直流屏的输出功率与带载能力；检测蓄电池放电输出功率与带载能力、起动制动和检测开关电源、通信交流设备的输出功率与带载能力等；
进一步的，所述蓄电池柜门中部同样安装有显示屏，所述显示屏用于显示蓄电池的电压、电流、温度等状态；所述显示屏与所述微机监控装置相连接；
进一步的，所述蓄电池柜门中部还设有综合测量模块，所述综合测量模块也叫电池巡检模块，用于采集直流供电系统中必要的数据量和检测各电子器件的工作状态及健康状况；所述综合测量模块设有若干RS485接口，分别于显示屏和微机监控装置连接，并通过RS485通讯线将数据上传到显示屏和所述微机监控装置上。
进一步的，所述蓄电池柜还安装有收敛模块，所述收敛模块为通信转换装置，用于实时接收蓄电池智能参数传感器组采集上传的所有蓄电池电压、电流、温度等性能参数；同时，用于485通讯与SBUS通讯之间的转化，可将采集的蓄电池电压、温度、内阻、均衡充电状态等参数，通过RS485通讯线把将蓄电池状态参数上传到微机监控装置；
所述收敛模块上设有1个RS485接口，通过RS485通信线缆与微机监控装置相连接，用于向微机监控装置上传蓄电池各项数据信息；所述收敛模块还设有2个RJ-11接口于蓄电池智能参数传感器连接。所述收敛模块通过蓄电池供电；
所述电池柜还安装有电池监测装置和绝缘监测装置；所述蓄电池监测装置为电池组测试仪，具有监测电压，恒流放电及容量分析三项功能；所述电池组测试仪通过RS-485通讯线缆与所述绝缘监测装置相连接；
所述绝缘监测装置用于交直流电压监控、绝缘监控、接地检测、电流诊断、绝缘预警、电压平衡、蓄电池回路监测功能和系统分布电容检测功能；所述绝缘监测装置内置双音蜂鸣器用于报警；所述所述绝缘监测装置通过通过RS-485通讯线缆与触控屏相连接；
所述蓄电池柜下部设有若干单元层用于放置蓄电池4；所述蓄电池用于提供直流电输出源，数量为10块；每块蓄电池均通过线缆连接安装有一块蓄电池参数传感器；所述蓄电池参数传感器也叫蓄电池智能参数传感器，所述蓄电池智能参数传感器是基于蓄电池单体且以小直流放电方法测量蓄电池内阻的模块，可在线监测蓄电池的内阻、电压和极柱温度，同时可实现蓄电池的均衡充电功能；所述蓄电池智能参数传感器正面自带2个RJ11通信接口，可级联通信；所述蓄电池智能参数传感器背面设有24位AD数据采集进口，通过线缆分别连接蓄电池的正负极，用于测量蓄电池内的的内阻、电压和极柱温度；所述蓄电池智能参数传感器数量与蓄电池数量一致，同为10个，即第1至第10蓄电池智能参数传感器；所述蓄电池智能参数传感器之间通过SBUS总线相互串联；其中，第1蓄电池智能参数传感器的左侧RJ11通信接口通过SBUS总线与所述收敛模块左侧RJ-11接口相连接；第1蓄电池智能参数传感器右侧RJ11通信接口通过SBUS总线与第2蓄电池智能参数传感器的左侧RJ11通信接口相连接相连接，其余智能参数传感器依次串联直至第10蓄电池智能参数传感器右侧RJ11通信接口通过SBUS总线与电池收敛模块上右侧RJ-11接口相连接；
所述蓄电池分为5组电池组并联输出，为终端负载回路提供持续可靠的直流24V或48V电源；即便某一组退出，也不存在电池组脱离直流母线的风险。同时，由于所述蓄电池采用并联结构，即共用电池组，使每组电池串联节数大大减少，降低了设备维护成本。
进一步的，所述电池组和整流模块的组合采用N+m冗余并联结构；所述N＋m冗余并联结构是指N＋m个电源模块一起给系统供电。这里N表示正常工作时电源模块的个数，m表示冗余模块个数。m值越大，系统工作可靠性越高；在正常工作中，直流屏由N+m模块并联向负载供电，每个模块平均负担1/(N+m)的负载电流，当其中某一个或K个模块故障时，就自动退出供电，而由剩下的N+（m-k）个模块继续先负载提供100%电流，从而确保直流屏不间断供电；通常采用的N+1（m=1）冗余并联方式，这种方式相对简单，只需要使电压的大小和极性相同就可；
进一步的，所述电池组的正极导线上安装有霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器为霍尔开合式电流传感器，用于测量蓄电池组的电流，数量和电池组数量相对应；所述电池组的正极导线穿过所述霍尔开合式电流传感器上的内孔中心，用于测量电流；
所述闸刀开关也叫隔离开关，通过倒闸操作，用以连通和切断电池组电源，无灭弧功能；所述闸刀开关数量为5个，即第1闸刀开关、第2闸刀开关、第3闸刀开关、第4闸刀开关和第5闸刀开关，分别控制5个电池组；
进一步的，所述5组电池组、5个闸刀开关和6个整流模块并列联结组成直流供电系统；所述直流供电系统为馈电回路中的8个微型断路器提供8路24V或48V直流电输出端口，用于为民航空管通信导航监视设施的供电。
本发明的有益效果为为：
1、可以实现蓄电池状态实时检测；设备输入输出交直流系统电压、回路工作状态；重要器件电器性能状态等数据上联；
2、实时采集分析，识别发现故障并自动剥离，同步进行声光告警，并将设备故障进行云推送第一时间通知值班人员；
3、整流模块采用N+1冗余并联技术，实现整流模块热插拔和热更换。所述N＋m冗余并联结构是指N＋m个电源模块一起给系统供电。这里N表示正常工作时电源模块的个数，m表示冗余模块个数。m值越大，系统工作可靠性越高；
4、蓄电池组采用N+m冗余并联结构，分为5组并联输出，为终端负载回路提供持续可靠的直流24V或48V电源。
5、智能型通信直流电源柜内所有控制器和显示器件装置均采用电池直接供电。确保市电系统完全失效时，操控系统硬件软件均正常工作，各类报警预警设备及时有效的提供声光等信息显示。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例充电馈线柜和蓄电池柜的正面结构示意体图；
图2为本发明实施例智能型通信直流电源柜工作原理图；
图3为本发明实施例电池监测单元原理图；
图中：1电馈线柜，11由仪表柜，111直流检测仪表，112电流表，113电压表，114SA转换开关，115指示灯，12控制柜，121触控屏，13整流柜，131整流模块，14开关柜，141微型断路器，142输出回路指示灯，143直流电输出端口，2电池柜，21显示屏，22蓄电池单元柜，3电阻负载柜，4蓄电池，5综合测量模块，6收敛模块，7电池监测装置，8绝缘监测装置。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1-3所示，一种专门为民航空管通信导航监视设施定制的高安全性的智能型通信直流电源柜，包括电馈线柜1和蓄电池柜2；
所述充电馈线柜1，用于为民航空管通信导航监视设施分配和提供电源；所述充电馈线柜1由仪表柜11、控制柜12、整流柜13和开关柜14组成；
所述仪表柜11上安装有5块直流检测仪表111、电流表112（PA）、电压表113（PV）、SA转换开关114以及6个指示灯115；所述直流检测仪表111采用交流采样技术，能分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数。所述SA转换开关114又称组合开关，是一种切换多回路的低压开关，可供两路或两路以上电源或负载转换；所述指示灯115为故障指示灯，分别对应显示高频模块故障、电池电压异常、控母电压异常、母线绝缘不良、交流电源异常和直流系统维护。
所述控制柜12安装有监控触控屏121，所述监控触控屏为智能触控屏；所述触控屏主界面可显示电力系统的主接线图，主界面可显示电力系统的主接线图，实时显示各功能单元的运行工况和信息；主界面各主开关均为动态显示，触摸对应图片可进入详细信息查看界面；监控主界面可直观显示交流进线状态、充电系统、逆变系统、电池系统以及通信系统的重要遥测、遥信数据；下侧设置有系统快捷菜单，点击可进入相应界面；可提供Modbus通讯规约供用户选择。
所述触控屏系统内安装有MCG3组态软件（版权1997-2021版本号McgsPro3.3.2.5166）；所述MCG3组态软件里设有SOH蓄电池健康检测数据库；该数据库收集了30组单体蓄电池正常充放电过程的电压数据、电池温度变化曲线数据、环境温度修正数据、电流变化曲线等相关数据；所述MCG3组态软件通过内部算法与所述蓄电池仓2内的蓄电池进行实时运行数据对比；从而通过所述触控屏对所述蓄电池仓2内的蓄电池的数据、储存、分析及指令下达反馈，分析数据后通过互联网络上传控制后台，从而将各种报警信息进行及时发布。
进一步的，所述触控屏121通过RS485通讯线与微机监控装置相连接；所述微机监控装置用于监控、检测直流屏各电子器件的工作状态及健康状况；实现蓄电池组组电压、充放电电流、浮充电流监测；实现对蓄电池连接片的在线实时监测；支持开入开出单元、绝缘监察单元、恒流放电单元的控制与接入；通过TCP/IP网络通讯协议实现与监控主站的数据交互。
所述微机监控装置通过RS485通讯线连接有PLC控制器；所述PLC控制器用于控制闸刀开关，从而控制电池组的开关；所述PLC模块根据所述微机监控装置数据分析后的指令，负责切断有故障的电池组。
所述整流柜13分为两层，每层各安装有3个整流模块；所述整流模块（CV），用于把交流电（AC）转换成直流电（DC）的装置；所述整流模块（CV）131有两个主要功能：第一，将交流电（AC）变成直流电(DC)，经滤波后供给负载，或者供给逆变器；第二，给蓄电池提供充电电压，因此，它同时又起到一个充电器的作用；所述整流模块（CV）数量为6个，即第1整流模块（CV1）、第2整流模块（CV2）、第3整流模块（CV3）、第4整流模块（CV4）、第5整流模块（CV5）、第6整流模块（CV6）；所述第1整流模块（CV1）、第2整流模块（CV2）、第3整流模块（CV3）、第4整流模块（CV4）、第5整流模块（CV5）合第6整流模块（CV6）采用N+1冗余并联技术；其中第1至第5整流模块分别于5组电池组连接；所述电池组及其对应的整流模块和相邻的电池组及其对应的整流模块并列连接，从而使电池组可以分别退出直流供电系统或者进入直流供电系统，便于日常维护、检修及更换；每组电池组及其对应的整流模块并列组之间通过RS485串口与微机监控装置通信，用于保持直流供电系统电压一致，负载电流均衡；所述第6整流模块（CV6）作为热备；所述第6整流模块（CV6）与所述触控屏通过RS485串口连接，通过所述微机监控装置控制实现实时在线热备，用于保障在直流供电系统负荷变化或者设备故障时自动为直流供电系统提供后备保障；当直流供电系统中第1至第5整流模块（CV5）中任意一个整流模块出线故障时，可手动转换用第6整流模块（CV6）代替损坏的整流模块进入编组运行，从而保障5组电池组并列模式正常运行；当损坏的整流模块修复后，可以手动操控将第6整流模块（CV6）恢复至直流供电系统的备用状态。从而实现整流模块的热插拔和热更换；
当电池组内任意蓄电池发生故障，可以通过SOH蓄电池健康检测数据库进行分析可实障组别自动脱离功能，保证电池组内其他正常分组蓄电池继续提供稳定可靠的供电。同时SOH蓄电池健康检测数据库发出报警提示值班员检修故障蓄电池分组，故障排除后手动恢复。
所述第1整流模块（CV1）、第2整流模块（CV2）、第3整流模块（CV3）、第4整流模块（CV4）和第5整流模块（CV5）由两路交流电（400V）供电自动转换系统提供持续可靠的交流电源；
所述两路交流电（400V）供电自动转换系统通过第1至第5整流模块（CV5）为电池组供电；
所述两路交流电（400V）供电自动转换系统由启动按钮（QA）、交流接触器（KM）、电流继电器（KA）、熔断器（FU）、按钮指示灯和避雷器组成；启动按钮（QA）用于手动发出控制信号以控制交流接触器（KM）和电流继电器（KA）；所述启动按钮（QA）有两个，即一路电源启动按钮（QA1）和二路电源启动按钮（QA2）；所述一路电源启动按钮（QA1）为常用电源；所述二路电源启动按钮（QA2）为备用电源；所述交流接触器（KM）用来接通和分断负载，与电流继电器（KA）组合使用，远控或者连锁相关的电气设备；所述熔断器（FU）是电流保护器，当电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开；
所述开关柜14上安装有8个微型断路器141（1QF1-1QF8）；所述微型断路器能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关；所述微型断路器141设有8个输出回路指示灯142；所述输出回路指示灯142下部设有8个直流电输出端口143；
所述蓄电池柜2，所述蓄电池柜2上部安装有放电负载箱3；所述放电负载箱3为负载电阻箱，用于检测直流屏的输出功率与带载能力；检测蓄电池放电输出功率与带载能力、起动制动和检测开关电源、通信交流设备的输出功率与带载能力等；
所述蓄电池柜门中部同样安装有显示屏，所述显示屏用于显示蓄电池的电压、电流、温度等状态；所述显示屏与所述微机监控装置相连接；
所述蓄电池柜门中部还设有综合测量模块5（SPU01-24），所述综合测量模块（SPU01-24）也叫电池巡检模块，用于采集直流供电系统中必要的数据量和检测各电子器件的工作状态及健康状况；所述综合测量模块设有若干RS485接口，分别于显示屏和微机监控装置连接，并通过RS485通讯线将数据上传到显示屏和所述微机监控装置上。
所述蓄电池柜还安装有收敛模块，所述收敛模块为通信转换装置，用于实时接收蓄电池智能参数传感器组采集上传的所有蓄电池电压、电流、温度等性能参数；同时，用于485通讯与SBUS通讯之间的转化，可将采集的蓄电池电压、温度、内阻、均衡充电状态等参数，通过RS485通讯线把将蓄电池状态参数上传到微机监控装置；
所述收敛模块6上设有1个RS485接口，通过RS485通信线缆与微机监控装置相连接，用于向微机监控装置上传蓄电池各项数据信息；所述收敛模块6还设有2个RJ-11接口于蓄电池智能参数传感器连接。所述收敛模块通过蓄电池供电；
所述电池柜还安装有电池监测装置7和绝缘监测装置8；所述蓄电池监测装置7为电池组测试仪，具有监测电压，恒流放电及容量分析三项功能；所述电池组测试仪通过RS-485通讯线缆与所述绝缘监测装置8相连接；
所述绝缘监测装置8用于交直流电压监控、绝缘监控、接地检测、电流诊断、绝缘预警、电压平衡、蓄电池回路监测功能和系统分布电容检测功能；所述绝缘监测装置内置双音蜂鸣器用于报警；所述所述绝缘监测装置通过通过RS-485通讯线缆与触控屏相连接；
所述蓄电池柜2下部设有蓄电池单元层22用于放置蓄电池4；所述蓄电池4用于提供直流电输出源，数量为10块；每块蓄电池均通过线缆连接安装有一块蓄电池参数传感器；所述蓄电池参数传感器也叫蓄电池智能参数传感器，所述蓄电池智能参数传感器是基于蓄电池单体且以小直流放电方法测量蓄电池内阻的模块，可在线监测蓄电池的内阻、电压和极柱温度，同时可实现蓄电池的均衡充电功能；所述蓄电池智能参数传感器正面自带2个RJ11通信接口，可级联通信；所述蓄电池智能参数传感器背面设有24位AD数据采集进口，通过线缆分别连接蓄电池的正负极，用于测量蓄电池内的的内阻、电压和极柱温度；所述蓄电池智能参数传感器数量与蓄电池数量一致，同为10个，即第1至第10蓄电池智能参数传感器；所述蓄电池智能参数传感器之间通过SBUS总线相互串联；其中，第1蓄电池智能参数传感器的左侧RJ11通信接口通过SBUS总线与所述收敛模块左侧RJ-11接口相连接；第1蓄电池智能参数传感器右侧RJ11通信接口通过SBUS总线与第2蓄电池智能参数传感器的左侧RJ11通信接口相连接相连接，其余智能参数传感器依次串联直至第10蓄电池智能参数传感器右侧RJ11通信接口通过SBUS总线与电池收敛模块上右侧RJ-11接口相连接；
所述蓄电池4分为5组电池组并联输出，为终端负载回路提供持续可靠的直流24V（或48V）电源；即便某一组退出，也不存在电池组脱离直流母线的风险。同时，由于所述蓄电池采用并联结构，即共用电池组，使每组电池串联节数大大减少，降低了设备维护成本。
所述电池组和整流模块的组合采用N+m冗余并联结构；所述N＋m冗余并联结构是指N＋m个电源模块一起给系统供电。这里N表示正常工作时电源模块的个数，m表示冗余模块个数。m值越大，系统工作可靠性越高；在正常工作中，直流屏由N+m模块并联向负载供电，每个模块平均负担1/(N+m)的负载电流，当其中某一个或K个（K≤M）模块故障时，就自动退出供电，而由剩下的N+（m-k）个模块继续先负载提供100%电流，从而确保直流屏不间断供电；通常采用的N+1（m=1）冗余并联方式，这种方式相对简单，只需要使电压的大小和极性相同就可；
所述电池组的正极导线上安装有霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器为霍尔开合式电流传感器，用于测量蓄电池组的电流，数量和电池组数量相对应；所述电池组的正极导线穿过所述霍尔开合式电流传感器上的内孔中心，用于测量电流；
所述闸刀开关（QK）也叫隔离开关，通过倒闸操作，用以连通和切断电池组电源，无灭弧功能；所述闸刀开关（QK）数量为5个，即第1闸刀开关（QK1）、第2闸刀开关（QK2）、第3闸刀开关（QK3）、第4闸刀开关（QK4）和第5闸刀开关（QK5），分别控制5个电池组；
所述5组电池组、5个闸刀开关（QK）和6个整流模块（CV）并列联结组成直流供电系统；所述直流供电系统为馈电回路中的8个微型断路器（1QF1-1QF8）提供8路24V或48V直流电输出端口，用于为民航空管通信导航监视设施的供电。

Claims (10)

1.智能型通信直流电源柜，其特征在于：包括蓄电池柜和充电馈线柜，所述充电馈线柜，用于为民航空管通信导航监视设施分配和提供电源；所述充电馈线柜由仪表柜、控制柜、整流柜和开关柜组成；
所述仪表柜上安装有5块直流检测仪表、电流表、电压表、SA转换开关以及6个指示灯；所述控制柜安装有监控触控屏，所述监控触控屏为智能触控屏；所述触控屏系统设有SOH蓄电池健康检测数据库；
所述触控屏通过RS485通讯线与微机监控装置相连接；所述微机监控装置用于监控、检测直流屏各电子器件的工作状态及健康状况；实现蓄电池组组电压、充放电电流、浮充电流监测；实现对蓄电池连接片的在线实时监测；支持开入开出单元、绝缘监察单元、恒流放电单元的控制与接入；通过TCP/IP网络通讯协议实现与监控主站的数据交互；所述微机监控装置通过RS485通讯线连接有PLC控制器；所述PLC控制器用于控制闸刀开关，控制电池组的开关；所述PLC模块根据所述微机监控装置数据分析后的指令，负责切断有故障的电池组。
2.根据权利要求1所述的智能型通信直流电源柜，其特征在于：所述整流柜分为两层，每层各安装有3个整流模块；所述整流模块，用于把交流电转换成直流电的装置；所述整流模块数量为6个，即第1整流模块、第2整流模块、第3整流模块、第4整流模块、第5整流模块、第6整流模块；所述第1整流模块、第2整流模块第3整流模块、第4整流模块、第5整流模块合第6整流模块采用N+1冗余并联技术；其中第1至第5整流模块分别于5组电池组连接；所述电池组及其对应的整流模块和相邻的电池组及其对应的整流模块并列连接；所述第6整流模块作为热备；所述第6整流模块与所述触控屏通过RS485串口连接，通过所述微机监控装置控制实现实时在线热备，用于保障在直流供电系统负荷变化或者设备故障时自动为直流供电系统提供后备保障；
当直流供电系统中第1至第5整流模块中任意一个整流模块出线故障时，转换用第6整流模块代替损坏的整流模块进入编组运行，保障5组电池组并列模式正常运行；当损坏的整流模块修复后，将第6整流模块恢复至直流供电系统的备用状态；
当电池组内任意蓄电池发生故障，通过SOH蓄电池健康检测数据库进行分析实障组别自动脱离功能，保证电池组内其他正常分组蓄电池继续提供稳定可靠的供电；同时SOH蓄电池健康检测数据库发出报警提示值班员检修故障蓄电池分组，故障排除后恢复。
3.根据权利要求2所述的智能型通信直流电源柜，其特征在于：所述的第1整流模块、第2整流模块、第3整流模块、第4整流模块和第5整流模块由两路交流电供电自动转换系统提供交流电源；
所述两路交流电供电自动转换系统通过第1至第5整流模块为电池组供电。
4.根据权利要求3所述的智能型通信直流电源柜，其特征在于：所述两路交流电供电自动转换系统由启动按钮、交流接触器、电流继电器、熔断器、按钮指示灯和避雷器组成；启动按钮用于手动发出控制信号以控制交流接触器和电流继电器；所述启动按钮有两个，即一路电源启动按钮和二路电源启动按钮；所述一路电源启动按钮为常用电源；所述二路电源启动按钮为备用电源；所述交流接触器用来接通和分断负载，与电流继电器组合使用，远控或者连锁相关的电气设备；所述熔断器是电流保护器；
所述开关柜上安装有8个微型断路器；所述微型断路器能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关；所述微型断路器设有8个输出回路指示灯；所述输出回路指示灯下部设有8个直流电输出端口。
5.根据权利要求4所述的智能型通信直流电源柜，其特征在于：所述蓄电池柜上部安装有放电负载箱；所述放电负载箱为负载电阻箱，用于检测直流屏的输出功率与带载能力；
所述蓄电池柜门中部同样安装有显示屏，所述显示屏与所述微机监控装置相连接。
6.根据权利要求5所述的智能型通信直流电源柜，其特征在于：所述蓄电池柜门中部还设有综合测量模块，用于采集直流供电系统中必要的数据量和检测各电子器件的工作状态及健康状况；所述综合测量模块设有若干RS485接口，分别于显示屏和微机监控装置连接，并通过RS485通讯线将数据上传到显示屏和所述微机监控装置上。
7.根据权利要求6所述的智能型通信直流电源柜，其特征在于：所述蓄电池柜还安装有收敛模块，所述收敛模块为通信转换装置，用于实时接收蓄电池智能参数传感器组采集上传的所有蓄电池电压、电流、温度的性能参数；同时，用于485通讯与SBUS通讯之间的转化，将采集的蓄电池电压、温度、内阻、均衡充电状态的参数，通过RS485通讯线把将蓄电池状态参数上传到微机监控装置；
所述收敛模块上设有1个RS485接口，通过RS485通信线缆与微机监控装置相连接，用于向微机监控装置上传蓄电池的数据信息；所述收敛模块还设有2个RJ-11接口于蓄电池智能参数传感器连接；所述收敛模块通过蓄电池供电。
8.根据权利要求7所述的智能型通信直流电源柜，其特征在于：所述电池柜还安装有电池监测装置和绝缘监测装置；所述蓄电池监测装置为电池组测试仪，具有监测电压，恒流放电及容量分析三项功能；所述电池组测试仪通过RS-485通讯线缆与所述绝缘监测装置相连接；
所述绝缘监测装置用于交直流电压监控、绝缘监控、接地检测、电流诊断、绝缘预警、电压平衡、蓄电池回路监测功能和系统分布电容检测功能；所述绝缘监测装置内置双音蜂鸣器用于报警；所述所述绝缘监测装置通过通过RS-485通讯线缆与触控屏相连接。
9.根据权利要求8所述的智能型通信直流电源柜，其特征在于：所述蓄电池柜下部设有若干单元层用于放置蓄电池4；所述蓄电池用于提供直流电输出源，数量为10块；每块蓄电池均通过线缆连接安装有一块蓄电池参数传感器；所述蓄电池智能参数传感器是基于蓄电池单体且以小直流放电方法测量蓄电池内阻的模块，在线监测蓄电池的内阻、电压和极柱温度，同时实现蓄电池的均衡充电功能；所述蓄电池智能参数传感器正面自带2个RJ11通信接口，级联通信；所述蓄电池智能参数传感器背面设有24位AD数据采集进口，通过线缆分别连接蓄电池的正负极，用于测量蓄电池内的的内阻、电压和极柱温度；所述蓄电池智能参数传感器数量与蓄电池数量一致，同为10个，即第1至第10蓄电池智能参数传感器；所述蓄电池智能参数传感器之间通过SBUS总线相互串联；其中，第1蓄电池智能参数传感器的左侧RJ11通信接口通过SBUS总线与所述收敛模块左侧RJ-11接口相连接；第1蓄电池智能参数传感器右侧RJ11通信接口通过SBUS总线与第2蓄电池智能参数传感器的左侧RJ11通信接口相连接相连接，其余智能参数传感器依次串联直至第10蓄电池智能参数传感器右侧RJ11通信接口通过SBUS总线与电池收敛模块上右侧RJ-11接口相连接；
所述蓄电池分为5组电池组并联输出，为终端负载回路提供持续可靠的直流24V或48V电源。
10.根据权利要求9所述的智能型通信直流电源柜，其特征在于：所述电池组和整流模块的组合采用N+m冗余并联结构；
所述电池组的正极导线上安装有霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器为霍尔开合式电流传感器，用于测量蓄电池组的电流，数量和电池组数量相对应；所述电池组的正极导线穿过所述霍尔开合式电流传感器上的内孔中心，用于测量电流；
所述闸刀开关数量为5个，即第1闸刀开关、第2闸刀开关、第3闸刀开关、第4闸刀开关和第5闸刀开关，分别控制5个电池组；
所述5组电池组、5个闸刀开关和6个整流模块并列联结组成直流供电系统；所述直流供电系统为馈电回路中的8个微型断路器提供8路24V或48V直流电输出端口，用于为民航空管通信导航监视设施的供电。
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