CN207200276U - 一种直流电源系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流电源系统，包括主控模块、多个并联的电池单元；所述主控模块与锂电池储能模块、开关远程监控模块、充电装置监控模块、绝缘监测模块、人机交互模块通信；所述充电装置监控模块与充电机连接；所述电池单元包括由多个串联的锂电池组组成的直流单元；所述直流单元的输出端与断路器连接；每个所述电池单元的断路器均接入直流母线；所述充电机与所述直流母线连接；所述开关远程监控模块、绝缘监测模块数量与所述电池单元数量相同；所述锂电池储能模块的数量与锂电池组的数量相同。本实用新型直流电源系统采用锂电池，重量轻、体积小、环境温度要求低，降低了建筑施工成本和设备采购成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流电源系统。
背景技术
传统的直流电源系统以铅酸蓄电池作为储能元件，并且在实际运行过程中存在诸多不足，为厂站的安全可靠运行带来隐患、增加了运行人员的工作量，不能完全满足变电站无人值守运行的要求，其主要包括以下几个方面：
1、阀控式铅酸蓄电池能量密度较低，电池体积大、质量重，对安装建筑条件要求较高，增加施工建设成本；
2、阀控式铅酸蓄电池对环境温度要求高，当温度变化范围大时，需采取保暖和空调等措施，否则将影响蓄电池的使用寿命；
3、阀控式铅酸蓄电池长期在浮充状态下，即使出现容量严重不足的情况，外部测量的电压和温度等参数仍表现正常，一但交流掉电，投入蓄电池，可能出现容量“跳水”崩溃，使得电力系统的安全可靠运行存在巨大的潜在危险；
4、阀控式铅酸蓄电池需要定期核容放电试验，且放电时间长，增加了蓄电池核容放电设备的采购和运行人员的工作量；
5、阀控式铅酸蓄电池大量使用重金属铅，对人体及环境造成危害。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种直流电源系统，降低建筑施工成本和设备采购成本；提高供电可靠度。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种直流电源系统，包括主控模块、多个并联的电池单元；所述主控模块与锂电池储能模块、开关远程监控模块、充电装置监控模块、绝缘监测模块、人机交互模块通信；所述充电装置监控模块与充电机连接；所述电池单元包括由多个串联的锂电池组组成的直流单元；所述直流单元的输出端与断路器连接；每个所述电池单元的断路器均接入直流母线；所述充电机与所述直流母线连接；所述开关远程监控模块、绝缘监测模块数量与所述电池单元数量相同；所述锂电池储能模块的数量与锂电池组的数量相同。
每一个所述电池单元的断路器都与一个所述开关远程监控模块连接。
每一个所述电池单元直流母线输出端与该电池单元断路器之间的线路上均接有一个所述绝缘监测单元。
每个所述锂电池组与一个所述锂电池储能模块连接。
所述开关远程监控模块、绝缘监测模块、锂电池储能模块均通过CAN总线与所述主控模块通信。
所述锂电池储能模块包括第一CPU；所述第一CPU与开入开出电路、第一模拟输入电路、第一通讯电路、第一电源电路连接；所述第一模拟输入电路与所述锂电池组连接；所述第一通讯电路接入所述主控模块。
所述开关远程监控模块包括第二CPU；所述第二CPU与第二开入开出电路、第二通讯电路、第二电源电路连接；所述第二开入开出电路与断路器连接。
所述充电装置监控模块包括第三CPU；所述第三CPU与第二模块输入电路、第三通讯电路、第三电源电路连接；所述第二模拟输入电路与所述充电机连接。
所述绝缘监测模块包括第四CPU；所述第四CPU与第三模拟输入电路、第四通讯电路、第四电源电路连接；所述第三模拟输入电路采集电池单元直流母线输出端与该电池单元断路器之间的线路的电压和电流。
所述主控模块还与现实模块、按键输入模块、通信模块连接；所述通信模块接远程监控上位机。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型直流电源系统采用锂电池，重量轻、体积小、环境温度要求低，降低了建筑施工成本和设备采购成本；安全可靠、环保；通过开关远程监控模块的作用，可对各锂电池组整体进行投退，当一组出现故障可就地/远方快速切除，不影响直流系统的正常运行，可带电检修、更换，供电可靠度高；电池单元与直流母线连接可以采用具有遥控功能的断路器，可支持远程操作，自动化程度高；系统采用模块化设计，维护、升级方便，实用性强。
附图说明
图1为本实用新型实施例整体结构图；
图2为本实用新型实施例应用结构图；
图3为本实用新型实施例锂电池储能模块结构图；
图4为本实用新型开关远程监控模块结构图；
图5为本实用新型充电装置监控模块结构图；
图6为本实用新型绝缘监测模块结构图；
图7为本实用新型主控模块外围结构图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型设置人机交换界面，通过对锂电池储能模块、开关远程监控模块、充电装置监测模块、绝缘监测模块等各子模块功能信息的分析，可以判断开关位置信号异常或测量传感器异常情况、支线开关分位有电流、有电压等异常状态。
本实用新型各子模块功能如下。
如图3，锂电池储能模块：CPU芯片(第一CPU)为该模块的核心，协调控制各电路完成电池参数采集、逻辑分析，锂电池单元的投退，以及同主控模块间的通讯等工作；模拟输入电路采用16位AD采样，采集电压、电流值，电池温度等锂电池运行信息；锂电池组内部锂电池单元间以并联方式连接，同时各锂电池组又以串联的方式连接，开入开出模块能够根据CPU指令控制开关的闭合，根据系统容量灵活配置锂电池单元；通讯电路负责收发锂电池储能运行消息；电源电路负责锂电池单元的充、放电控制。
如图4，开关远程监控模块：CUP芯片(第二CPU)为该模块的核心，协调控制各子电路完成对开关信息的采集与控制，以及同主控模块之间的通讯；通讯电路负责收发开关状态控制信息；电源电路为模块工作提供直流电流源；开入、开出电路控制断路器开关闭合。
如图5，充电装置监测模块：CPU芯片(第三CPU)为该模块核心，协调控制各子电路完成对充电回路电压、电路、功率信息的采集工作，以及同主控模块间的通讯等工作；通讯电路负责充电装置控制信息的收发；电源电路为模块提供直流电源；模拟输入电路采集充电回路的电压、电流、功率参数等。
如图6，绝缘监测模块：CPU芯片(第四CPU)为该模块核心，协调控制各电路完成对线路绝缘信息的采集、接地故障的逻辑判断、故障支路的选线以及同主控模块间的通讯等工作，通讯电路负责充电装置控制信息的收发；电源电路为模块提供直流电源；模拟输入电路采集线路的总电压、电流等参数。
如图7，MCU芯片为主控模块的核心，协调各电路工作完成通讯、逻辑运算，参数设置等工作；通讯电路负责与各子模块及远程监控上位机间的通讯；电源电路为模块提供直流电源；液晶显示电路为装置信息的集中展示；按键输入电路作为装置信息查询、逻辑配置的按键输入功能。
由磷酸铁锂电池和电池管理系统组成的储能系统替代传统铅酸阀控蓄电池，具备了锂电池的安全、可靠、免维护的优点。采用标准容量的锂电池单元，可根据系统容量灵活配置，并实现多组电池的并联组合，实现单组保护控制、带电单组检修维护，保证直流供电的可靠性。
本系统采用磷酸锂电池与三元锂电池替换传统的阀控式铅酸蓄电池，每一段直流母线采用两组标准容量锂电池，以串联-并联结构运行，当其中一组出现故障可就地/远方快速切除，不影响直流系统的正常运行，可带电检修、更换。
Claims (10)
1.一种直流电源系统，其特征在于，包括主控模块、多个并联的电池单元；所述主控模块与锂电池储能模块、开关远程监控模块、充电装置监控模块、绝缘监测模块、人机交互模块通信；所述充电装置监控模块与充电机连接；所述电池单元包括由多个串联的锂电池组组成的直流单元；所述直流单元的输出端与断路器连接；每个所述电池单元的断路器均接入直流母线；所述充电机与所述直流母线连接；所述开关远程监控模块、绝缘监测模块数量与所述电池单元数量相同；所述锂电池储能模块的数量与锂电池组的数量相同。
2.根据权利要求1所述的直流电源系统，其特征在于，每一个所述电池单元的断路器都与一个所述开关远程监控模块连接。
3.根据权利要求1所述的直流电源系统，其特征在于，每一个所述电池单元直流母线输出端与该电池单元断路器之间的线路上均接有一个所述绝缘监测单元。
4.根据权利要求1所述的直流电源系统，其特征在于，每个所述锂电池组与一个所述锂电池储能模块连接。
5.根据权利要求1所述的直流电源系统，其特征在于，所述开关远程监控模块、绝缘监测模块、锂电池储能模块均通过CAN总线与所述主控模块通信。
6.根据权利要求1所述的直流电源系统，其特征在于，所述锂电池储能模块包括第一CPU；所述第一CPU与开入开出电路、第一模拟输入电路、第一通讯电路、第一电源电路连接；所述第一模拟输入电路与所述锂电池组连接；所述第一通讯电路接入所述主控模块。
7.根据权利要求1所述的直流电源系统，其特征在于，所述开关远程监控模块包括第二CPU；所述第二CPU与第二开入开出电路、第二通讯电路、第二电源电路连接；所述第二开入开出电路与断路器连接。
8.根据权利要求1所述的直流电源系统，其特征在于，所述充电装置监控模块包括第三CPU；所述第三CPU与第二模块输入电路、第三通讯电路、第三电源电路连接；所述第二模拟输入电路与所述充电机连接。
9.根据权利要求1所述的直流电源系统，其特征在于，所述绝缘监测模块包括第四CPU；所述第四CPU与第三模拟输入电路、第四通讯电路、第四电源电路连接；所述第三模拟输入电路采集电池单元直流母线输出端与该电池单元断路器之间的线路的电压和电流。
10.根据权利要求1所述的直流电源系统，其特征在于，所述主控模块还与现实模块、按键输入模块、通信模块连接；所述通信模块接远程监控上位机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721184281.6U CN207200276U (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 一种直流电源系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201721184281.6U CN207200276U (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 一种直流电源系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN207200276U true CN207200276U (zh) | 2018-04-06 |
Family
ID=61789232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201721184281.6U Active CN207200276U (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 一种直流电源系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN207200276U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112636456A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-09 | 福建万芯科技有限公司 | 机房主、备电池柜的电池单体周转方法 |
| CN114167291A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-03-11 | 国网新疆电力有限公司克州供电公司 | 通信站点电力物联网蓄电池安全运维管理系统 |
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2017
- 2017-09-15 CN CN201721184281.6U patent/CN207200276U/zh active Active
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