CN203377677U - 一种应用于变电站的锂电池直流电源装置 - Google Patents

一种应用于变电站的锂电池直流电源装置 Download PDF

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本实用新型公开了一种应用于变电站(发电厂)的锂电池直流电源装置。该锂电池直流电源装置包括:又电源转换器(1)、充电机(2)、充电机监控器(3)、锂电池组件(4)、直流输出母线(5)、各馈电支路开关(6),锂电池组(7),各节锂电池监测控制单元(8),放电控制开关(9),放电负载(10)。所用的锂电池做为后备电源,并且对每节锂电池进行实时的监测与控制,使锂电池不再有过充电和过放电现象,保证了直流系统中锂电池的寿命,实现直流电源的免维护。

Description

—种应用于变电站的锂电池直流电源装置
技术领域:
[0001 ] 本实用新型涉及一种锂电池直流电源装置,特别涉及一种应用于变电站的锂电池直流电源装置。
技术背景:
[0002] 变电站用的直流电源主要是作为继电保护、开关控制操作、事故照明、通迅等共用电源,在整个变电站中各个地方所有设备都有需要使用,所以人们通常称之为“电力操作电源”。其特点要求为可靠性高、当交流失电时,成为变电所内唯一的电源,为各种保护设备、照明提供电源。所以其设备也是电力重要设备之一,电力工作者通常都称它为“血液”。变电站的直流电源主要是由充电机、铅酸蓄电池组、馈线回路等组成。不论是发电厂、变电站,在所有的直流电源系统中,蓄电池组都是演着极其重要和不可缺少的作用,现在我国都是采用铅酸电池做为直流系统的储能电荷量设备。平时蓄电池处于浮充电备用状态,一旦出现交流失电、需要分合闸时,蓄电池组必须向负载提供能量,如直流线圈、直流电机、电磁机构、保护装置、计算机控制回路、通讯、照明等。平时正常运行中的直流电源,蓄电池是没有为电网运行作出实质性贡献。然而,在事故状态下出现了交流失电,蓄电池组就是成为唯一能量供给者。以往的直流电源所采用的电池都是铅酸蓄电池和铬镍蓄电池。阀控式铅酸蓄电池VRLA拥有较先进的设计思想和工作原理,理论上有较高的可靠性和使用寿命。由于变电站的停电机率少,蓄电池放电机会也就很少,并且其铅蓄电池组是将多节铅酸电池串联起来形成铅酸电池组、电压通常是IlOV和220V两种。为了规范蓄电池的运行,电力行业也制定了相关标准如《DL/T459-2000电力系统直流电源柜订货技术条件》和《DL/T724-2000电力系统蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》等相关标准和技术规范。其可靠性和实际应用中还存在了二个方面的问题:
[0003]( 一 )铅酸蓄电池串联成为电池组后,因各电池性能不一致有的电池电压过高,有的电池电压过低,出现了过充和欠充现象,造成了电池性能的严重差异性,造成个别电池提iu损坏和失效:
[0004] ( 二)铅酸蓄电池按国家规程的相关规定,每年至少要做一次核对性型式试验,造成了人力财力的极大浪费,同时做一次试验至少要2小时准备工作,现场连续十小时的放电才能完成,并且要有可靠的备用电源,并且要求在25摄氏度的温度环境下完成,所以实施这个工作难度较大。
实用新型内容:
[0005] 本实用新型公开了一种应用于变电站的锂电池直流电源装置,其特征在于,包括:双电源转换器(I)、充电机(2)、充电机监控器(3)、锂电池组件(4)、直流输出母线(5)、各馈电支路开关(6);其电路连接为:交流380,50HZ的两路电源ACl和AC2和双电源转换器
(I)输出端相接:双电源转换器⑴的输出端和充电机⑵的输入端I相接:充电机⑵的输出端口 2和充电机监控器(3)相接:充电机⑵的输出端口 3和锂电池组件(4)相接:锂电池组件⑷与充电机⑵的输出端口 3与直流母线(5)输入端相并接:直流母线(5)的输出端和各馈电支路开关(6)相接,各馈电支路开关(6)和相关的用电负载相接。
[0006] 优选的,所述锂电池组件单元(4)包括:锂电池组(7),各节锂电池监测控制单元
(8),放电控制开关(9),放电负载(10);其电路连接为锂电池组(7)输出端和各节锂电池监测控制单元(8)输入端相接;各节锂电池监测控制单元(8)输出端和放电控制开关(9)控制端口 2相接;锂电池组(7)输出端口和放电控制开关(9)的输入端I相接;放电控制开关
(9)输出端口 3和放电负载(10)的输入端相接。
[0007] 本实用新型公开了一种应用于变电站的锂电池直流电源装置,其技术效果为:
[0008]( 一 )铅酸蓄电池串联成为电池组后,因各电池性能一致,避免出现过充和欠充现象,造成了电池性能的严重差异性,造成个别电池提前损坏和失效的问题。
[0009] ( 二)节约人力及资源成本,提高工作效率。。
附图说明
[0010] 附图1是本实用新型的系统组成结构图;
[0011] 附图2是本实用新型锂电池组件内部组成结构图。
具体实施方式
[0012] 图1,本实用新型是这样实现的,参照说明书附图对锂电池直流电源作以下详细说明:锂电池直流电源装置包括:双电源转换器(I)、充电机(2)、充电机监控器(3)、锂电池组件(4)、直流输出母线(5)、各馈电支路开关(6)。其电路连接为:交流380,50HZ的两路电源ACl和AC2和双电源转换器⑴输出端相接:双电源转换器⑴的输出端和充电机(2)的输入端I相接:充电机⑵的输出端口 2和充电机监控器(3)相接:充电机⑵的输出端口 3和锂电池组件(4)相接:锂电池组件(4)与充电机⑵的输出端口 3与直流母线(5)输入端相并接:直流母线(5)的输出端和各馈电支路开关(6)相接,各馈电支路开关(6)和相关的用电负载相接。其工作原理为:双电源转换(I)的输入端和供电回路ACl和AC2,ACl和AC2—般都是来源于所用电屏,其中ACl为常用回路,AC2为备用回路。通常都是由回路ACl供电所以称为常用回路,如果停电或有故障时,双电源转换器(I)就自动由备用回路AC2供电。保证了双电源转换器(I)的输出端有电,增加了供电的可靠性。双电源转换器(I)采用普通的双电源转换器如上海一开电气有限公司生产的KQTH系列都可以。经双电源转换器(I)主要是保证充电机(2)的电源能有常用电,不至于停电,充电机(2)的参数选择为输入电压380V,输出电压作为IlOV或220V直流的两种。充电机(2)的额定功率为5-20KW,充电机(2)的输出电压为220V时,最大输出电流为10A、20A、30A、40A、50A、60A几种,充电机⑵的输出电压为IlOV时,最大输出电流为20A、40A、60A、80A、100A、120A几种,充电机一般选用温州市科星电子有限公司生产的KX40锂电池专用充电机。充电机(2)的输出端2和充电机监控器(3)相接,充电机监控器(3)可以监控充电电压、充电电流、计算充电电量及各种充电方式,使充电机(2)能满足锂电池组件(4)的充电要求,如均充、浮充的电压和时间。充电机⑵对锂电池组件⑷的规定电压、电流、充电时间,能在充电机监控器(3)上设定各参数并执行各种充电方式,充电机监控器⑶选用温州市科星电子有限公司生产的专用产品。充电机⑵输出端口 3对锂电池组件(4)进行充电,同时充电机(2)也对直流系统的直流输出母线(5)供电。锂电池组件(4)在充电机作用下,保证了锂电池组件(4)处于满容量状态,当交流输入电路ACl和AC2都停电或出现充电机(2)有故障等现象时,锂电池组件(4)就对直流输出母线(5)供电;直流输出母线(5)在充电机(2)正常工作时由充电机⑵进行供电。直流输出母线(5)和各馈电支路开关(6)相接,各馈电支路开关(6)控制各负载的电源。直流输出母线(5)功率按用现场的要求选用,各馈电支路开关(6)的数量和电流额定功率按现场的要求选择,可以选择16回、24回、32回40回、48回等规格。各负载如有线路发生短路或过载等故障时就由各馈电支路开关(6)动作,使负载与直流输出母线(5)断开不再影响其他支路的正常运行。保证了该发明的直流电源安全工作。
[0013] 图2所示实施例,为锂电池组件单元(4)其特征在于包括:锂电池组(7)、各节锂电池监测控制单元(8)、放电控制开关(9)、放电负载(10)。其电路连接为锂电池组(7)输出端和各节锂电池监测控制单元(8)输入端相接;各节锂电池监测控制单元(8)输出端和放电控制开关(9)控制端口 2相接;锂电池组(7)输出端口和放电控制开关(9)的输入端I相接;放电控制开关(9)输出端口 3和放电负载(10)的输入端相接。图2中的锂电池组件单元为的锂电池组(7)采用哈尔滨光宇电源有限公司生产的锂电池,该锂电池单节电压为
1.6¥0(:,容量可以选择65么!1、10(^!1、15(^!1、20(^!1等几个规格,IIOV的直流系统采用36只串联,220V的直流系统采用72只串联。不同容量和不同数量串联电池组形成同的规格,要选择不同的充电机功率,充电机(2)的输出端口 3就是和锂电池组的输入端相接,相接时注意电源的正负极性。各节电池电压监测控制单元(8)实时监控锂电池组(7)中的各节锂电池的电压和温度,如果有一节实际电压高于设定的电压值时,认为这节电池过充电,各节电池电压监测控制单元(8)就会通过放电控制开关(9)输入端口 2启动放电控制开关(9),放点控制开关(9)就动作相对应的某一开关动作,使放电控制开关(9)的输入端口 I和放电控制开关(9)输出端口 3相通电,将这过充的这节锂电池的电荷量放到电池放电负载(10)中,每节锂电池都有相对应控制口。如果某一节电压高了,放电控制开关(9)输入端口 2和各节锂电池监测控制单元(8)相接,放电控制开关(9)随时听从各节锂电池监测控制单元
(8)的命令,各节锂电池监测控制单元(8)同时监测与控制放电多少的任务,当电池放电负载(10)放到一定需要的电荷量时,各节锂电池监测控制单元(3)就会让通过放电控制开关输入端口 2对放电控制开关(9)的输入端口 I和输出端口 3断开,停止放电,使锂电池不再放电,也就是不会产生过放电现象。放电负载(10)就承担了各节锂电池安全工作的任务,使锂电池不再有过充电现象,保证了直流系统中锂电池的寿命,实现直流电源的免维护。

Claims (2)

1.一种应用于变电站的锂电池直流电源装置,其特征在于,包括:双电源转换器(I)、充电机(2)、充电机监控器(3)、锂电池组件(4)、直流输出母线(5)、各馈电支路开关(6);其电路连接为:交流380,50HZ的两路电源ACl和AC2和双电源转换器(I)输出端相接:双电源转换器⑴的输出端和充电机⑵的输入端I相接:充电机⑵的输出端口 2和充电机监控器⑶相接:充电机⑵的输出端口 3和锂电池组件(4)相接:锂电池组件(4)与充电机⑵的输出端口 3与直流母线(5)输入端相并接:直流母线(5)的输出端和各馈电支路开关(6)相接,各馈电支路开关(6)和相关的用电负载相接。
2.如权利要求1所述的一种应用于变电站的锂电池直流电源装置,其特征在于,所述锂电池组件单元(4)包括:锂电池组(7),各节锂电池监测控制单元(8),放电控制开关(9),放电负载(10);其电路连接为锂电池组(7)输出端和各节锂电池监测控制单元(8)输入端相接;各节锂电池监测控制单元(8)输出端和放电控制开关(9)控制端口 2相接;锂电池组⑵输出端口和放电控制开关(9)的输入端I相接;放电控制开关(9)输出端口 3和放电负载(10)的输入端相接。
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