CN207819550U - 一种便携回馈式蓄电池维护控制系统 - Google Patents

一种便携回馈式蓄电池维护控制系统 Download PDF

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王增超
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王育学
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Abstract

本实用新型公开了一种便携回馈式蓄电池维护控制系统，包括充电机、蓄电池组、系统负载、电池巡检仪、便携回馈式装置、系统监控器和开关K1‑K5；其中系统负载通过开关K2接入直流母线；充电机的输入端接入交流电网，输出端通过开关K1接入直流母线；蓄电池组的输入端通过开关K3接入直流母线，通过开关K4与便携回馈式装置的输入端电连接；蓄电池组的输出端与电池巡检仪的输入端电连接；便携回馈式装置的输出端通过开关K5接入交流电网；系统监控器与充电机、电池巡检仪和便携回馈式装置进行数据传输。本实用新型具有在线性，便捷经济性，节能性，安全可靠和高精度的优点。

Description

一种便携回馈式蓄电池维护控制系统
技术领域
本实用新型涉及蓄电池维护领域，更具体地，涉及一种便携回馈式蓄电池维护控制系统。
背景技术
为了保障电力系统的安全运行，发电厂、变电站的控制及保护设备均采用直流电源供电，其中直流电源分别由电力操作电源用高频开关电源模块和蓄电池组提供。电力系统正常时，直流电源由电力操作电源用高频开关电源模块供电，蓄电池组处于备用状态。当电力系统的交流供电端出现事故导致交流断电时，电力操作电源用高频开关电源模块将无法正常工作，蓄电池组将充当功率输出端，保证重要的终端设备正常工作，因此蓄电池组的可靠工作是电力系统正常运行的重要保障之一。目前，能够确定蓄电池组容量是否满足要求最直接可靠的的方法就是对蓄电池进行放电维护试验。
目前，在行业内对蓄电池进行维护的设备有三种，第一种是固定式有源逆变设备，第二种是固定式耗能型电阻放电设备，第三种是便携式耗能型放电设备；第一种和第二种放电设备是固定安装在直流电源设备上的，但由于系统规划设计等原因，现在只有极少数的直流电源系统含有这种固定式维护设备；第三种便携式耗能型放电设备应用较灵活、又可以后期采购，所以现在应用较多。
蓄电池组维护时，需要进行恒流放电，目前的便携式耗能型放电设备多采用PTC电阻，通过控制PTC电阻温度实现恒流放电，此控制方法容易受环境温度影响，且稳流调节速度慢，放电电流稳定性差，影响蓄电池组容量计算的准确度。并且耗能型放电设备在运行过程中，热是通过电阻散发出来的，会导致放电设备本身及周边环境温度升高，对周边的设备运行造成一定的影响，同时也浪费了一定的能源。目前的便携式耗能型放电设备均采用离线式维护方式，离线式维护方式需要投入备用蓄电池组，加大了一定的系统投入成本。
发明内容
本实用新型的目的是解决上述一个或多个缺陷，设计一种便携回馈式蓄电池维护控制系统。
为实现以上发明目的，采用的技术方案是：
一种便携回馈式蓄电池维护控制系统，包括充电机、蓄电池组、系统负载、电池巡检仪、便携回馈式装置、系统监控器和开关K1-K5；
其中系统负载通过开关K2接入直流母线；
充电机的输入端接入交流电网，输出端通过开关K1接入直流母线；
蓄电池组的输入端通过开关K3接入直流母线，通过开关K4与便携回馈式装置的输入端电连接；蓄电池组的输出端与电池巡检仪的输入端电连接；
便携回馈式装置的输出端通过开关K5接入交流电网；
系统监控器与充电机、电池巡检仪和便携回馈式装置进行数据传输。
其中所述充电机包括若干个电力操作电源用高频开关电源子单元。
其中所述便携回馈式装置包括DC/AC主回路、控制电路、采样电路、通讯电路、显示终端和键盘；其中采样电路的输出端与控制电路的输入端电连接，控制电路与DC/AC主回路和通讯电路进行数据传输，显示终端和键盘均与控制电路电连接。
其中所述通讯电路为包括RS485芯片或CAN芯片的电路。
系统正常运行时，开关K1，K2，K3均为闭合状态，K4，K5均为断开状态，便携回馈式装置未接入系统中。交流电网为充电机供电，充电机将交流电转化为直流电通过K1为直流母线供电，同时通过K3为蓄电池组补充电能。直流母线通过K2为系统负载供电，假设系统负载电流为Io。电池巡检仪实时检测蓄电池组的工作状态，并将状态信息实时上传到系统监控器。
当需要对蓄电池组进行放电维护时，将便携回馈式装置的直流输入端连接到开关K4，交流输出端连接到开关K5，此时开关K4，K5仍保持断开状态。将便携回馈式装置的通讯端口与系统监控器的通讯端口连接，确保通讯正常。
上述连接正确之后，接通便携回馈式装置供电电源，如果显示终端显示蓄电池组状态正常，则进行相应的放电参数设置。主要是蓄电池组放电终止端电压，蓄电池组放电电流值和充电机输出电压，充电机输出电压的设置原则为低于设置的蓄电池组放电终止端电压且高于直流母线允许的低压限值。设置完毕后，闭合开关K4，如果显示终端显示状态正常，即可启动蓄电池组的维护过程，维护过程启动之后，如果显示终端显示蓄电池放电正常，闭合开关K5，便携回馈式装置将根据蓄电池组放电电流值和系统负载电流Io，自动调整自身的输入电流值，以保证蓄电池组的放电电流值保持恒定的设定值。当达到设定的蓄电池组放电终止条件后，便携回馈式装置将自动停止工作，发出提示音，并输出数据分析结果，同时将结束维护的信息上传系统监控器，系统监控器将会自动设置充电机的输出电压为均充电压，为直流母线供电，同时为蓄电池组补充电能。完成蓄电池组的维护之后，断开开关K5，K4，切断便携回馈式装置的供电电源，断开便携回馈式装置与系统监控器的通讯线，将便携回馈式装置与系统分离。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)便携回馈式装置可通过开关投入系统，蓄电池组不必脱离系统，从而实现了蓄电池组的在线维护，提高了直流电源系统的供电可靠性；
2)便携回馈式装置可根据需要投入到系统中，并且不需要备用蓄电池组，提高了直流电源系统中蓄电池运维的灵活程度，降低了运维成本；
3)便携回馈式装置实现将蓄电池组的部分能量回馈给电网，可避免一定的能源浪费；
4)便携回馈式装置内设置多种保护电路，保证蓄电池维护过程安全可靠，且不影响系统的正常运行；
5)便携回馈式装置内部设置有控制电路，可快速调节输入电流值，保证蓄电池组放电电流的稳定度，提高蓄电池组容量计算的准确度。
附图说明
图1为本实用新型的系统架构图；
图2为本实用新型所述便携回馈式装置结构示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例1
一种便携回馈式蓄电池维护控制系统，请参考图1，包括充电机、蓄电池组、系统负载、电池巡检仪、便携回馈式装置、系统监控器和开关K1-K5；
其中系统负载通过开关K2接入直流母线；
充电机的输入端接入交流电网，输出端通过开关K1接入直流母线；
蓄电池组的输入端通过开关K3接入直流母线，通过开关K4与便携回馈式装置的输入端电连接；蓄电池组的输出端与电池巡检仪的输入端电连接；
便携回馈式装置的输出端通过开关K5接入交流电网；
系统监控器与充电机、电池巡检仪和便携回馈式装置进行数据传输。
其中所述充电机包括若干个电力操作电源用高频开关电源子单元。
其中所述便携回馈式装置请参考图2，包括DC/AC主回路、控制电路、采样电路、通讯电路、显示终端和键盘；其中采样电路的输出端与控制电路的输入端电连接，控制电路与DC/AC主回路和通讯电路进行数据传输，显示终端和键盘均与控制电路电连接。
其中所述通讯电路为包括RS485芯片或CAN芯片的电路。
假设系统为220VDC系统，蓄电池组的容量为200AH，因此蓄电池组放电电流值为0.1*200＝20A，均充电压为242VDC，浮充电压为230VDC，放电终止电压198VDC，直流母线的最低允许电压为192.5VDC。
系统正常运行时，开关K1，K2，K3均为闭合状态，K4，K5均为断开状态，便携回馈式装置未接入系统中。交流电网为充电机供电，充电机将交流电转化为直流电通过K1为直流母线供电，同时通过K3为蓄电池组补充电能。充电机的输出电压一般工作在浮充电压230VDC。
当需要对蓄电池组进行放电维护时，将便携回馈式装置的直流输入端连接到开关K4，交流输出端连接到开关K5，此开关K4，K5仍保持断开状态。将便携回馈式装置的通讯端口与系统监控器的通讯端口连接，确保通讯正常。
上述连接正确之后，接通便携回馈式装置供电电源，如果显示终端显示蓄电池组状态正常，则进行相应的放电参数设置。蓄电池组放电终止端电压设置为198VDC，蓄电池组放电电流值设置为20A，充电机输出电压设置为195VDC(设置在192.5～198VDC之间即可)。设置完毕后，闭合开关K4，如果显示终端显示状态正常，即可启动蓄电池组的维护过程，维护过程启动之后，如果显示终端显示蓄电池放电正常，闭合开关K5，便携回馈式装置将根据蓄电池组放电电流值和系统负载电流Io，自动调整自身的输入电流值，以保证蓄电池组的放电电流值保持恒定的设定值。假设系统负载电流为5A，便携回馈式装置将自动将自身的输入电流调整为15A，当系统负载电流变为10A时，便携回馈式装置将自动将自身的输入电流调整为10A，始终保持蓄电池组的放电电流为20A。当蓄电池组的端电压降低为198VDC时，便携回馈式装置将自动停止工作，发出提示音，并输出数据分析结果，同时上传系统监控器，系统监控器将会自动设置充电机的输出电压为均充电压242VDC，为直流母线供电，同时为蓄电池组补充电能。完成蓄电池组的维护之后，断开开关K5，K4，切断便携回馈式装置的供电电源，断开便携回馈式装置与系统监控器的通讯线，将便携回馈式装置与系统分离。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种便携回馈式蓄电池维护控制系统，其特征在于，包括充电机、蓄电池组、系统负载、电池巡检仪、便携回馈式装置、系统监控器和开关K1-K5；
其中系统负载通过开关K2接入直流母线；
充电机的输入端接入交流电网，输出端通过开关K1接入直流母线；
蓄电池组的输入端通过开关K3接入直流母线，通过开关K4与便携回馈式装置的输入端电连接；蓄电池组的输出端与电池巡检仪的输入端电连接；
便携回馈式装置的输出端通过开关K5接入交流电网；
系统监控器与充电机、电池巡检仪和便携回馈式装置进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的一种便携回馈式蓄电池维护控制系统，其特征在于，所述充电机包括若干个电力操作电源用高频开关电源子单元。
3.根据权利要求1所述的一种便携回馈式蓄电池维护控制系统，其特征在于，所述便携回馈式装置包括DC/AC主回路、控制电路、采样电路、通讯电路、显示终端和键盘；其中采样电路的输出端与控制电路的输入端电连接，控制电路与DC/AC主回路和通讯电路进行数据传输，显示终端和键盘均与控制电路电连接。
4.根据权利要求3所述的一种便携回馈式蓄电池维护控制系统，其特征在于，所述通讯电路为包括RS485芯片或CAN芯片的电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109888907A (zh) * 2018-01-09 2019-06-14 广东电网有限责任公司电力调度控制中心 一种便携回馈式蓄电池维护控制系统
CN112968487A (zh) * 2021-02-18 2021-06-15 中国长江三峡集团有限公司 一种直流电源系统铅酸蓄电池组放电试验系统及方法

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