CN206461396U - 蓄电池组维护系统的高压切换模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓄电池组维护系统的高压切换模块，接触器KM3与晶闸管Q3并联后的一端与第一蓄电池组的正极连接，接触器KM4与晶闸管Q4并联后的一端与第二蓄电池组的正极连接，接触器KM3与晶闸管Q3并联后的另一端、接触器KM4与晶闸管Q4并联后的另一端均连接电阻R1、接触器KM5、晶闸管Q5并联后的一端，电阻R1、接触器KM5、晶闸管Q5并联后的另一端连接DC‑DC电池侧；电阻R2、接触器KM6、晶闸管Q6并联后的一端连接母线的正极，电阻R2、接触器KM6、晶闸管Q6并联后的另一端连接DC‑DC电源侧。本实用新型解决了现有技术中高电压或大电流切换时出现拉弧现象，带来潜在风险的问题。

Description

蓄电池组维护系统的高压切换模块

技术领域

本实用新型属于蓄电池维护术领域，涉及一种蓄电池组维护系统的高压切换模块，具体涉及一种基于ARM控制的高电压等级直流电力切换模块。

背景技术

电网配电站的后备电源一般都是110VDC、220VDC和380VDC电压等级的电源供给二次回路。同时二次回路配备了相应电压等级的后备电源，这类后备电源具有电压等级高的特点，但是在对蓄电池组进行维护的时候必须要将蓄电池组切换出来进行维护，这是就要保证切换模块的高稳定性和高可靠性。在高电压或者大电流切换时接触器触电会因为冲击电流和冲击电压出现拉弧现象，这种现象会对设备和触电带来不可预估的风险。因此亟需一种避免拉弧现象发生的蓄电池组维护系统的高压切换模块。

实用新型内容

为了达到上述目的，本实用新型提供一种蓄电池组维护系统的高压切换模块，方便蓄电池组在维护时能够安全可靠的切入直流负载进行放电，同时保证了放电同时能够在充电柜断电时零延迟的恢复到后备电源供电模式，解决了现有技术中高电压或大电流切换时出现拉弧现象，带来潜在风险的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种蓄电池组维护系统的高压切换模块，其特征在于，接触器KM1、接触器KM2的一端分别与母线的正极连接，接触器KM1的另一端与第一蓄电池组的正极连接，接触器KM2的另一端与第二蓄电池组的正极连接，二极管D1的正极连接第一蓄电池组的正极，二极管D1的负极连接母线的正极；接触器KM3与晶闸管Q3并联后的一端与第一蓄电池组的正极连接，接触器KM4与晶闸管Q4并联后的一端与第二蓄电池组的正极连接，接触器KM3与晶闸管Q3并联后的另一端、接触器KM4与晶闸管Q4并联后的另一端均连接电阻R1、接触器KM5、晶闸管Q5并联后的一端，电阻R1、接触器KM5、晶闸管Q5并联后的另一端连接DC-DC电池侧；电阻R2、接触器KM6、晶闸管Q6并联后的一端连接母线的正极，电阻R2、接触器KM6、晶闸管Q6并联后的另一端连接DC-DC电源侧。

本实用新型的特征还在于，进一步的，所述晶闸管Q3、晶闸管Q4、晶闸管Q5和晶闸管Q6均为正反并联双向可控硅模块，晶闸管Q3、晶闸管Q4、晶闸管Q5和晶闸管Q6的门极均由驱动和控制板按照操作逻辑控制。

进一步的，所述晶闸管Q3、晶闸管Q4、晶闸管Q5、晶闸管Q6均采用1500V耐压晶闸管。

进一步的，所述接触器KM3、接触器KM4、接触器KM5、接触器KM6均采用120％Ie以上电流等级的接触器。

进一步的，所述电阻R1的阻值为0.5Ω-20Ω，电阻R2的阻值为0.5Ω-20Ω。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用二极管D1，在充电和放电过程中如果出现网侧掉电时，能够实现无缝隙导通为负载设备供电；晶闸管Q3、晶闸管Q4、晶闸管Q5和晶闸管Q6能够在高电压或者大电流切换时避免出现拉弧现象，保证蓄电池组维护系统的高稳定性和高可靠性。

本实用新型中，接触器KM3与晶闸管Q3并联、接触器KM4与晶闸管Q4并联、接触器KM5与晶闸管Q5并联、接触器KM6与晶闸管Q6并联，晶闸管Q3、晶闸管Q4、晶闸管Q5、晶闸管Q6均采用1500V耐压晶闸管，接触器KM3、接触器KM4、接触器KM5、接触器KM6采用120％Ie以上电流等级的接触器；所述晶闸管在导通和关断时不会出现拉弧现象，而且在导通以后因为其导通内阻很小，故两端电压特别小，这时与其并联的接触器两端的电压也特别小，接触器在吸合时可大大减小对接触器触点的能量冲击，实现了软切换功能，电流和电压越大，接触器的软切换功能的效果越明显。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的电路结构图。

1.第一蓄电池组，2.第二蓄电池组，3.母线，4.DC-DC电池侧，5.DC-DC电源侧。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1，

本实用新型实施例的结构，如图1所示，接触器KM1、接触器KM2的一端分别与母线3的正极连接，接触器KM1的另一端与第一蓄电池组1的正极连接，接触器KM2的另一端与第二蓄电池组2的正极连接，二极管D1的正极连接第一蓄电池组1的正极，二极管D1的负极连接母线3的正极；接触器KM3与晶闸管Q3并联后的一端与第一蓄电池组1的正极连接，接触器KM4与晶闸管Q4并联后的一端与第二蓄电池组2的正极连接，接触器KM3与晶闸管Q3并联后的另一端、接触器KM4与晶闸管Q4并联后的另一端均连接电阻R1、接触器KM5、晶闸管Q5并联后的一端，电阻R1、接触器KM5、晶闸管Q5并联后的另一端连接DC-DC电池侧4；电阻R2、接触器KM6、晶闸管Q6并联后的一端连接母线3的正极，电阻R2、接触器KM6、晶闸管Q6并联后的另一端连接DC-DC电源侧5。

晶闸管Q3、晶闸管Q4、晶闸管Q5和晶闸管Q6均为正反并联双向可控硅模块，晶闸管Q3、晶闸管Q4、晶闸管Q5和晶闸管Q6的门极均由驱动和控制板按照操作逻辑控制。二极管D1在充电和放电过程中如果出现网侧点时，能够实现无缝隙导通为负载设备供电。晶闸管Q3、晶闸管Q4、晶闸管Q5和晶闸管Q6能够在高电压或者大电流切换时避免出现拉弧现象，保证蓄电池组维护系统的高稳定性和高可靠性；其中，晶闸管Q3、晶闸管Q4、晶闸管Q5和晶闸管Q6均采用1500V耐压晶闸管；接触器KM1、接触器KM2、接触器KM3、接触器KM4、接触器KM5、接触器KM6均采用120％Ie以上电流等级的接触器；电阻R1和电阻R2可根据电池组和充电柜的额定电流做出选择，电池组的额定放电电流为100A，整组电压为50V，电阻R1的阻值为0.5Ω，电阻R2的阻值为0.5，瞬间最大电流的范围为2.5A。

实施例2，

本实用新型实施例的结构，电阻R1的阻值为20Ω，电阻R2的阻值为20Ω，瞬间最大电流为100A；其他结构与实施例1相同。

实施例3，

本实用新型实施例的结构，电阻R1的阻值为10Ω，电阻R2的阻值为10Ω，瞬间最大电流为50A；其他结构与实施例1相同。

DC-DC设备的输入端都有容量很大的电容，若直接接入DC-DC设备，由于电容的特性会使得充电电流很大，导致前端供电设备的瞬间过电流；DC-DC设备包括DC-DC电池侧4、DC-DC电源侧5，电阻R2和接触器KM6并联，在接入DC-DC电源侧5时，电阻R2能够实现充电限流作用，当DC-DC电源侧5的前端电容充电完成达到稳态时再吸合接触器KM6，接入DC-DC电源侧5，无电流冲击，从而起到保护电池组、电源柜和DC-DC电源侧5的作用；同理，电阻R1能够保护DC-DC电池侧4。

本实用新型实施例的工作原理：

1.第一蓄电池组1放电切换：

电池组1放电时，断开接触器KM1和接触器KM2，触发电路触发晶闸管Q3，待晶闸管Q3彻底导通时，接触器KM3两端的压降很小，这时吸合开关KM3，延迟1S后断开晶闸管Q3触发。KM3吸合后需要通过电阻R1给DC-DC电池侧4的电容充电，延迟1-2S以后触发晶闸管Q5，使得晶闸管Q5和晶闸管Q6导通，待晶闸管Q5和晶闸管Q6导通之后接触器KM5和接触器KM6两端的压降很小，这时可吸合接触器KM5和接触器KM6，延迟1S以后关闭晶闸管Q5和晶闸管Q6的触发。这时DC-DC升高DC-DC电源侧5的电压对母线侧放电。整个过程中接触器KM3、接触器KM5和接触器KM6的吸合压降在0-10V以内。

2.第二蓄电池组2放电切换：

电池组2放电时，断开接触器KM1和接触器KM2，触发电路触发晶闸管Q4，待晶闸管Q4彻底导通时，接触器KM4两端的压降很小，这时吸合开关KM4，延迟1S后断开晶闸管Q4触发。KM4吸合后需要通过电阻R1给DC-DC电池侧4的电容充电，延迟1-2S以后触发晶闸管Q5，使得晶闸管Q5和晶闸管Q6导通，待晶闸管Q5和晶闸管Q6导通之后接触器KM5和接触器KM6两端的压降很小，这时可吸合接触器KM5和接触器KM6，延迟1S以后关闭晶闸管Q5和晶闸管Q6的触发。这时DC-DC升高DC-DC电源侧5的电压对母线侧放电。整个过程中接触器KM4、接触器KM5和接触器KM6的吸合压降在0-10V以内。

3.第一蓄电池组1充电切换：

电池组1充电时，断开接触器KM1和接触器KM2，触发电路触发晶闸管Q3，待晶闸管Q3彻底导通时，接触器KM3两端的压降很小，这时吸合开关KM3，延迟1S后断开晶闸管Q3触发。KM3吸合后需要通过电阻R1给DC-DC电池侧4的电容充电，延迟1-2S以后触发晶闸管Q5，使得晶闸管Q5和晶闸管Q6导通，待晶闸管Q5和晶闸管Q6导通之后接触器KM5和接触器KM6两端的压降很小，这时可吸合接触器KM5和接触器KM6，延迟1S以后关闭晶闸管Q5和晶闸管Q6的触发。这时升高DC-DC电池侧4的电压给第一蓄电池组1充电。整个过程中接触器KM3、接触器KM5和接触器KM6的吸合压降在0-10V以内。

4.第二蓄电池组2充电切换：

电池组1充电时，断开接触器KM1和接触器KM2，触发电路触发晶闸管Q4，待晶闸管Q4彻底导通时，接触器KM4两端的压降很小，这时吸合开关KM4，延迟1S后断开晶闸管Q4触发。KM4吸合后需要通过电阻R2给DC-DC电池侧4的电容充电，延迟1-2S以后触发晶闸管Q5，使得晶闸管Q5和晶闸管Q6导通，待晶闸管Q5和晶闸管Q6导通之后接触器KM5和接触器KM6两端的压降很小，这时可吸合接触器KM5和接触器KM6，延迟1S以后关闭晶闸管Q5和晶闸管Q6的触发。这时升高DC-DC电池侧5的电压给第二电池组2充电。整个过程中接触器KM4、接触器KM5和接触器KM6的吸合压降在0-10V以内。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种蓄电池组维护系统的高压切换模块，其特征在于，接触器KM1、接触器KM2的一端分别与母线(3)的正极连接，接触器KM1的另一端与第一蓄电池组(1)的正极连接，接触器KM2的另一端与第二蓄电池组(2)的正极连接，二极管D1的正极连接第一蓄电池组(1)的正极，二极管D1的负极连接母线(3)的正极；接触器KM3与晶闸管Q3并联后的一端与第一蓄电池组(1)的正极连接，接触器KM4与晶闸管Q4并联后的一端与第二蓄电池组(2)的正极连接，接触器KM3与晶闸管Q3并联后的另一端、接触器KM4与晶闸管Q4并联后的另一端均连接电阻R1、接触器KM5、晶闸管Q5并联后的一端，电阻R1、接触器KM5、晶闸管Q5并联后的另一端连接DC-DC电池侧(4)；电阻R2、接触器KM6、晶闸管Q6并联后的一端连接母线(3)的正极，电阻R2、接触器KM6、晶闸管Q6并联后的另一端连接DC-DC电源侧(5)。

2.根据权利要求1所述的一种蓄电池组维护系统的高压切换模块，其特征在于，所述晶闸管Q3、晶闸管Q4、晶闸管Q5和晶闸管Q6均为正反并联双向可控硅模块，晶闸管Q3、晶闸管Q4、晶闸管Q5和晶闸管Q6的门极均由驱动和控制板按照操作逻辑控制。

3.根据权利要求1所述的一种蓄电池组维护系统的高压切换模块，其特征在于，所述晶闸管Q3、晶闸管Q4、晶闸管Q5、晶闸管Q6均采用1500V耐压晶闸管。

4.根据权利要求1所述的一种蓄电池组维护系统的高压切换模块，其特征在于，所述接触器KM3、接触器KM4、接触器KM5、接触器KM6均采用120％Ie以上电流等级的接触器。

5.根据权利要求1所述的一种蓄电池组维护系统的高压切换模块，其特征在于，所述电阻R1的阻值为0.5Ω-20Ω，电阻R2的阻值为0.5Ω-20Ω。