CN206313535U - 蓄电池组脱离直流母线监测告警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及蓄电池组运维监控技术领域，具体涉及一种蓄电池组脱离直流母线监测告警装置，包括主控芯片、蓄电池浮充电流采集模块、蓄电池组压采集模块、AD转换模块、浮充电流传感器、开关状态采集模块及告警输出模块，开关状态采集模块连接直流系统各开关的辅助触点，蓄电池浮充电流采集模块外接浮充电流传感器，蓄电池组压采集模块连接蓄电池组正负极，蓄电池组压采集模块及蓄电池浮充电流采集模块分别通过AD转换模块连接主控芯片，开关量采集模块和告警输出模块均与主控芯片相连，告警输出模块同时与上位机通信。本实用新型可实现蓄电池组在脱离直流母线时及时告警，并明确区分蓄电池脱离母线故障原因。

Description

蓄电池组脱离直流母线监测告警装置

技术领域

本实用新型涉及蓄电池组运维监控技术领域，具体涉及一种蓄电池组脱离直流母线监测告警装置。

背景技术

变电站蓄电池组作为直流系统的核心部分，不仅具备提供瞬间大电流的作用，最重要的是作为直流系统后备电源。变电站蓄电池组与充电装置共同构成直流电源，正常工作状态下充电装置为直流负载供电，且对蓄电池组进行浮充电，如果交流失电，蓄电池组将作为供电电源为直流系统供电，保证变电站运行安全。交流失电后如果蓄电池组不能及时供电，将会造成整个直流系统失电，甚至整个变电站失电，造成巨大的损失。

近年来，行业内已经认识到蓄电池在直流系统运行中的重要性，加强了对蓄电池运行的维护，也对蓄电池安装了一系列的在线监测设备，对蓄电池的电压、内阻等参数定期、实时的进行监测，然而却忽视了对蓄电池组是否脱离直流系统母线的监测，现场出现过蓄电池性能良好，但是因为蓄电池没有接入直流系统而造成大面积停电的事故。

目前，仅仅对蓄电池的性能参数进行监测与预警，而没有将蓄电池组与直流系统结合起来进行监测分析，没有监测蓄电池是否接在直流系统母线上，无法保证蓄电池组作为备用电源可以在任何需要供电的时候对直流系统进行供电，以确保直流系统的安全性。因此，如何实现蓄电池组在脱离直流母线时的及时预警，通知运维人员及时排除隐患成为亟待解决的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种蓄电池组脱离直流母线监测告警装置，可实现蓄电池组在脱离直流母线时及时告警，并明确区分蓄电池脱离母线故障原因。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述蓄电池组脱离直流母线监测告警装置，包括主控芯片、蓄电池浮充电流采集模块、蓄电池组压采集模块、AD转换模块、浮充电流传感器、开关状态采集模块及告警输出模块，所述开关状态采集模块连接直流系统各开关的辅助触点，所述蓄电池浮充电流采集模块外接浮充电流传感器，所述蓄电池组压采集模块连接至蓄电池组正、负极，所述蓄电池组压采集模块及蓄电池浮充电流采集模块分别通过AD转换模块连接至主控芯片，所述开关量采集模块和告警输出模块分别与主控芯片相连，所述告警输出模块同时与上位机进行通信。

本实用新型使用时，通过蓄电池组压采集模块采集蓄电池组压，蓄电池浮充电流经过电流传感器转换成电压输出信号，该信号经过蓄电池浮充电流采集模块输出模拟量信号，然后经过AD转换模块输出数字量，该数字量信号传递至主控芯片完成蓄电池组浮充电流的采集，直流系统各开关状态经过所述开关状态采集模块采集，并发送至主控芯片，主控芯片根据蓄电池组浮充电流与直流系统开关状态判断出蓄电池组是否脱离母线，直流系统开关状态是否异常，若出现开关异常或蓄电池脱离母线故障，由告警输出模块输出对应的告警信号，所述蓄电池组压配合蓄电池浮充电流判断蓄电池是否开路。

其中，优选方案为：

所述开关状态采集模块包括限流电阻、光电隔离电路、上拉电阻排，直流系统各开关的辅助触点通过限流电阻连接两个光电隔离芯片，两个光电隔离芯片的输出端分别连接上拉电阻排和主控芯片的IO数据总线，实现开关量的状态采集。

所述蓄电池浮充电流采集模块外接浮充电流传感器，浮充电流传感器接在蓄电池母线处，浮充电流传感器将采集蓄电池组的浮充电流信号转换为电压信号，然后通过蓄电池浮充电流采集模块及AD转换模块传送至主控芯片。

所述蓄电池组压采集模块包括分压电路、光耦隔离电路、电压跟随电路与滤波电路，蓄电池组压输入通过分压电路分压，经过光耦隔离电路隔离后，依次经过电压跟随电路与滤波电路将输出信号接至AD转换模块，由AD转换模块将蓄电池组压发送至主控芯片。

所述告警输出模块包括通信单元、告警节点输出单元及告警指示灯，主控芯片连接至告警节点输出单元输入端，主控芯片同时通过通信单元连接至上位机，主控芯片根据故障信号通过告警节点输出单元输出相应的告警信号节点，告警信号包括三种：蓄电池脱离母线告警信号、蓄电池开路告警信号与直流系统开关异常告警信号。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型可实现蓄电池组在脱离直流母线时及时告警，并明确区分蓄电池脱离母线故障原因。使用时，通过蓄电池组压采集模块采集蓄电池组压，蓄电池浮充电流经过电流传感器转换成电压输出信号，该信号经过蓄电池浮充电流采集模块输出模拟量信号，然后经过AD转换模块输出数字量，该数字量信号传递至主控芯片完成蓄电池组浮充电流的采集，直流系统各开关状态经过所述开关状态采集模块采集，并发送至主控芯片，主控芯片根据蓄电池组浮充电流与直流系统开关状态判断出蓄电池组是否脱离母线，直流系统开关状态是否异常，若出现开关异常或蓄电池脱离母线故障，装置可以通过与上位机通信的方式上传，可以通过告警节点的方式上传，也可以有声光告警的方式，多种告警方式保证运维人员可以在第一时间掌握直流系统安全性。

附图说明

图1是实施例1结构框图。

图2是蓄电池浮充电流采集模块电路原理图。

图3是蓄电池组压采集模块电路原理图。

图4是开关状态采集模块电路原理图。

图5是告警输出模块电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例做进一步描述：

实施例1：

如图1所示，本实用新型所述蓄电池组脱离直流母线监测告警装置，包括主控芯片、蓄电池浮充电流采集模块、蓄电池组压采集模块、AD转换模块、浮充电流传感器、开关状态采集模块及告警输出模块，所述开关状态采集模块连接直流系统各开关的辅助触点，所述蓄电池浮充电流采集模块外接浮充电流传感器，所述蓄电池组压采集模块连接至蓄电池组正、负极，所述蓄电池组压采集模块及蓄电池浮充电流采集模块分别通过AD转换模块连接至主控芯片，所述开关量采集模块和告警输出模块分别与主控芯片相连，所述告警输出模块同时与上位机进行通信。

如图4所示，开关状态采集模块包括限流电阻、磁珠、光电隔离电路、上拉电阻排，直流系统各开关的辅助触点通过限流电阻与磁珠连接两个光电隔离芯片，两个光电隔离芯片的输出端分别连接上拉电阻排和主控芯片的IO数据总线，实现开关量的状态采集。

所述蓄电池浮充电流采集模块外接浮充电流传感器，浮充电流传感器接在蓄电池母线处，浮充电流传感器将蓄电池组的浮充电流信号转换为电压信号，蓄电池浮充电流采集模块结构如图2所示，电流传感器输出的电压经电阻R28和R32分压后，经U10A完成电压跟随后，然后经U10B完成加法电路，将负压抬高为正电压，然后通过AD转换模块传送至主控芯片，实现电流值的采集。

如图3所示，所述蓄电池组压采集模块包括分压电路、光耦隔离电路、电压跟随电路与滤波电路，所采集电压的正负极经电阻R6和R8分压后，经一级电压跟随，接入线性光耦U14隔离后，经一级电压跟随接入AD转换模块，由AD转换模块将蓄电池组压发送至主控芯片，完成该路电压值的采集。

如图5所示，告警输出模块包括通信单元、告警节点输出单元及告警指示灯，主控芯片连接至告警节点输出单元输入端，主控芯片同时通过通信单元连接至上位机，告警状态包括三种：蓄电池脱离母线告警信号JDQ_BK、蓄电池开路告警信号JDQ_OP与直流系统开关异常告警信号JDQ_SW,当有告警信号产生时，对应主控芯片引脚输出低电平，光耦U32对应路导通，输出高电平，经芯片U33反转后输出低电平，驱动对应的继电器闭合，输出告警节点信号，同时对应的告警指示灯会点亮，告警输出模块通过通信单元连接上位机，可以向上位机上传告警信息，U33芯片采用ULN2803A。

本实用新型使用时，通过蓄电池组压采集模块采集蓄电池组压，蓄电池浮充电流经过电流传感器转换成电压输出信号，该信号经过蓄电池浮充电流采集模块输出模拟量信号，然后经过AD转换模块输出数字量，该数字量信号传递至主控芯片完成蓄电池组浮充电流的采集，直流系统各开关状态经过所述开关状态采集模块采集，并发送至主控芯片，主控芯片根据蓄电池组浮充电流与直流系统开关状态判断出蓄电池组是否脱离母线，直流系统开关状态是否异常，若出现开关异常或蓄电池脱离母线故障，由告警输出模块输出告警节点信号，所述蓄电池组压配合蓄电池浮充电流判断蓄电池是否开路。具体如下：

S0：预先设置告警输入量，告警输入量分为9bit，bit0-bit9分别设为第一路到第九路告警输入量，初值均默认为0，其中：

直流系统#1组蓄电池熔断器状态为第一路告警输入量；

直流系统#2组蓄电池熔断器状态作为第二路告警输入量；

直流系统#1母投开关状态作为第三路告警输入量；

直流系统#2母投开关状态作为第四路告警输入量；

直流系统母联开关状态作为第五路告警输入量；

#1组蓄电池浮充电流值作为第六路告警输入量；

#2组蓄电池浮充电流值作为第七路告警输入量；

#1组蓄电池组压作为第八路告警输入量；

#2组蓄电池组压作为第九路告警输入量。

S1：分别通过蓄电池组压采集单元、蓄电池组浮充电流采集单元和开关状态采集模块采集所需告警输入量；

S2：根据所获取的告警输入量，计算告警逻辑状态值，若满足下述条件，则告警，并根据告警信号的不同生成不同的告警信号：

A、蓄电池脱离母线告警状态值：

当Bit4为1时，Bit0、Bit2、Bit5至少有一个为1且Bit1、Bit3、Bit6至少有一个为1；

当Bit4为0时，Bit0、Bit1、Bit2、Bit3、Bit5、Bit6至少有一个为1；

B、蓄电池开路告警状态值：

Bit5、Bit7都为1或Bit6、Bit8都为1。

C、直流系统开关异常告警状态值：

Bit2、Bit3、Bit5两个及以上为1或Bit0为1或Bit1为1。；

S3：通过通信单元将告警信号上传给上位机且输出告警信号节点，同时点亮告警指示灯进行告警。

需要说明的是，上述技术方案中涉及的计算机程序属于本领域技术人员公知技术，本实用新型的创新点在于新的硬件连接关系，不涉及计算机程序的改进。

Claims (5)

1.一种蓄电池组脱离直流母线监测告警装置，其特征在于，包括主控芯片、蓄电池浮充电流采集模块、蓄电池组压采集模块、AD转换模块、浮充电流传感器、开关状态采集模块及告警输出模块，所述开关状态采集模块连接直流系统各开关的辅助触点，所述蓄电池浮充电流采集模块外接浮充电流传感器，所述蓄电池组压采集模块连接至蓄电池组正、负极，所述蓄电池组压采集模块及蓄电池浮充电流采集模块分别通过AD转换模块连接至主控芯片，所述开关量采集模块和告警输出模块分别与主控芯片相连，所述告警输出模块同时与上位机进行通信。

2.根据权利要求1所述的蓄电池组脱离直流母线监测告警装置，其特征在于，所述开关状态采集模块包括限流电阻、磁珠、光电隔离电路、上拉电阻排，直流系统各开关的辅助触点通过限流电阻与磁珠连接两个光电隔离芯片，两个光电隔离芯片的输出端分别连接上拉电阻排和主控芯片的IO数据总线。

3.根据权利要求1所述的蓄电池组脱离直流母线监测告警装置，其特征在于，所述蓄电池浮充电流采集模块外接浮充电流传感器，浮充电流传感器接在蓄电池母线处。

4.根据权利要求1所述的蓄电池组脱离直流母线监测告警装置，其特征在于，所述蓄电池组压采集模块包括分压电路、光耦隔离电路、电压跟随电路与滤波电路，蓄电池组压输入通过分压电路分压，经过光耦隔离电路隔离后，依次经过电压跟随电路与滤波电路将输出信号接至AD转换模块。

5.根据权利要求1所述的蓄电池组脱离直流母线监测告警装置，其特征在于，所述告警输出模块包括通信单元、告警节点输出单元及告警指示灯，主控芯片连接至告警节点输出单元输入端，主控芯片同时通过通信单元连接至上位机。