CN209767228U

CN209767228U - 一种城市管道监控系统的不间断供电系统

Info

Publication number: CN209767228U
Application number: CN201920821859.7U
Authority: CN
Inventors: 魏武
Original assignee: Yong Hang New Energy Technology Co Ltd Of Shenzhen
Current assignee: Yong Hang New Energy Technology Co Ltd Of Shenzhen
Priority date: 2019-06-01
Filing date: 2019-06-01
Publication date: 2019-12-10
Anticipated expiration: 2029-06-01

Abstract

一种城市管道监控系统的不间断供电系统，其包括：由镍氢电池构成的第一电池组和第二电池组，通过第一选择开关与所述第一电池组和所述第二电池组连接的放电负载，与市电输入端子连接、并通过第二选择开关与所述第一电池组和所述第二电池组连接的AC‑DC变换器，通过第三选择开关与所述第一电池组、所述第二电池组以及所述AC‑DC变换器的输出端连接的、用于向所述城市管道监控系统提供电能的电能输出端子，通过传感器与市电连接、并且分别与所述第一选择开关的控制端、所述第二选择开关的控制端以及所述第三选择开关的控制端连接的控制器。本不间断供电系统寿命长，且可提高城市管道监控系统的可靠性。

Description

一种城市管道监控系统的不间断供电系统

技术领域

本实用新型涉及城市管道监控系统的不间断供电系统，尤其是以镍氢电池为储能单元的不间断供电系统。

背景技术

城市中分布有生活用水管网、污水管网、燃气管网等等多种管道系统。为了保障这些管道系统的正常运行，在这些管道系统加装有城市管道监控系统，自动收集、处理、显示和记录管道系统的运行状态和参数。而为了在意外断电后城市管道监控系统仍能正常运行，还为城市管道监控系统配备有不间断供电系统，在市电断电后，自动将不间断供电系统的电池组切换为城市管道监控系统的供电源，当市电恢复后，自动将市电切换为城市管道监控系统的供电源，并且给不间断供电系统的电池组补电。

镍氢电池具有价格低、通用性强、电流大、环保、安全、稳定的优点，大多数城市管道监控系统的不间断供电系统的电池组采用镍氢电池组成，在设计上一般保证不间断供电系统的电池组能够给城市管道监控系统持续提供24小时的电能。但是，在实际使用中，发现一些城市管道监控系统的不间断供电系统存在寿命短的问题，短期内就会出现无法持续24小时给城市管道监控系统应急供电。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种城市管道监控系统的不间断供电系统，以解决现有城市管道监控系统的不间断供电系统存在的寿命短的技术缺陷。

通过深入分析，发明人发现造成城市管道监控系统的不间断供电系统寿命短的主要原因在于电网不稳定和镍氢电池的记忆效应。如果电网不稳定，反复断电，就会造成短时间内不间断供电系统的电池组反复充电和放电，而由于镍氢电池存在记忆效应，如果电能没有完全放完就充电、或者没有完全充满就放电，就会影响电池实际可存储的电能，从而造成了电能不足以维持24小时供电的现象。

基于上述研究，提出了以下技术方案：

一种城市管道监控系统的不间断供电系统，其特征在于，包括：

第一电池组，由镍氢电池组成；

第二电池组，由镍氢电池组成；

放电负载，通过第一选择开关与所述第一电池组和所述第二电池组连接；

AC-DC变换器，其输入端与市电输入端子连接，输出端通过第二选择开关与所述第一电池组和所述第二电池组连接；

电能输出端子，通过第三选择开关与所述第一电池组、所述第二电池组以及所述AC-DC变换器的输出端连接，用于向所述城市管道监控系统提供电能；以及

控制器，其通过传感器与市电连接，并且分别与所述第一选择开关的控制端、所述第二选择开关的控制端以及所述第三选择开关的控制端连接。

工作时，通过传感器检测市电运行状态，当检测到市电异常或断电后，控制其中一个电池组向城市管道监控系统应急供电。当市电恢复正常后，控制市电向城市管道监控系统供电，并控制刚才供电的电池组先通过放电负载将电能放空、然后再充满，在电池组充电或放电过程中，若市电再次异常或断电，控制该充电或放电继续进行，并控制另一个电池组向城市管道监控系统应急供电。当市电恢复正常后，控制市电向城市管道监控系统供电，并控制刚才供电的电池组先通过放电负载将电能放空、然后再充满。

所述传感器可以是电流传感器、电压传感器等各种能够检测市电运行状态的传感器。

所述第一选择开关优选继电器、可控硅、大功率晶体管或场效应管，所述第二选择开关优选继电器、可控硅、大功率晶体管或场效应管，所述第三选择开关优选继电器、可控硅、大功率晶体管或场效应管。

在一些方案中，所述放电负载的数量为一个，第一电池组和第二电池组共用同一个放电负载。

在另一些方案中，所述放电负载的数量为两个，其中一个放电负载通过一个第一选择开关与第一电池组连接，另一个放电负载通过另一个第一选择开关与第二电池组连接。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本城市管道监控系统的不间断供电系统寿命长，且可提高城市管道监控系统的可靠性。由于配置有两个电池组和放电负载，并且通过选择开关将两个电池组与市电、两个电池组与放电负载、以及两个电池组与该不间断供电系统的电能输出端子及控制器连接，当市电恢复正常后，能够通过放电负载先将刚才供电的电池组中的电能放空，然后再进行充电，从而有效地避免了镍氢电池记忆效应导致的电池组使用寿命短的缺陷。并且，在电池组放电或充电过程中，如果再次发生市电断电或异常，通过另一个电池组仍可保障本城市管道监控系统正常工作，因而可以提高城市管道监控系统的可靠性。

附图说明

图1为一些实施例城市管道监控系统的不间断供电系统的框图；

图2为市电正常时的状态图；

图3为市电异常或断电时的状态图；

图4为市电恢复后给电池组放电时的状态图；

图5为市电恢复后给电池组补电时的状态图；

图6为在电池组放电过程中市电再次断电或异常时的状态图；

附图标记：10、市电；20、不间断供电系统；30、城市管道监控系统；11、市电输入端子；21、AC-DC变换器；22、控制器；23、第一选择开关；24、第二选择开关；25、第三选择开关；26、第一电池组；27、放电负载；28、第二电池组；29、电能输出端子。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明,图中虚线表示控制信号。

请参照图1，一些实施例城市管道监控系统30的不间断供电系统 20包括：第一电池组26，第二电池组28，放电负载27，AC-DC变换器21，市电输入端子11，电能输出端子29，控制器22。

其中，第一电池组26由镍氢电池通过串联、并联或者串并联组成；第二电池组28也由镍氢电池通过串联、并联或者串并联组成。两个电池组容量相同，具体的容量根据实际需要设计，一般设计为能够给城市管道监控系统30持续供电24小时。

放电负载27通过第一选择开关23与所述第一电池组26和所述第二电池组28连接。放电负载27可以选择电阻器、电感器、晶体管、场效应管、或者它们中任意两种或多种的组合。图1中采用一个放电负载27，第一电池组26和第二电池组28共用该放电负载27。

作为另一种实施例，也可以给第一电池组26和第二电池组28各配置一个放电负载，即配置两个放电负载，其中一个放电负载通过一个第一选择开关与第一电池组26连接，另一个放电负载通过另一个第一选择开关与第二电池组28连接。

AC-DC变换器21的输入端与市电输入端子11连接，AC-DC变换器21的输出端通过第二选择开关24与所述第一电池组26和所述第二电池组28连接。AC-DC变换器21包括整流电路、滤波电路和稳压电路，将交流市电变换成稳定的低压直流电。AC-DC变换器21本身已是本领域技术人员所习知的公知电路。

电能输出端子29通过第三选择开关25与所述第一电池组26、所述第二电池组28以及所述AC-DC变换器21的输出端连接，用于向所述城市管道监控系统30提供电能。

控制器22通过传感器与市电连接，并且，控制器22分别与所述第一选择开关23的控制端、所述第二选择开关24的控制端以及所述第三选择开关25的控制端连接。其中，传感器可以是电流传感器、电压传感器等各种能够检测市电运行状态的传感器。

其中，第一选择开关23可以采用两个继电器，也可以采用两个可控硅、大功率晶体管、场效应管等。同样，与第一选择开关23相同，第二选择开关24也可以采用两个继电器，或者采用两个可控硅、大功率晶体管、场效应管等。第三选择开关25可以采用三个继电器，也可以采用三个可控硅、大功率晶体管、场效应管等。

上述城市管道监控系统30的不间断供电系统20的工作过程如下：

将市电输入端子11与市电10连接，将电能输出端子29与城市管道监控系统30的供电端连接。

市电10正常时，市电10经AC-DC变换器21转换成稳定的低压直流电，经过第三选择开关25，给城市管道监控系统30供电，如图2所示；控制器22通过传感器检测市电运行状态。

当检测到市电10异常或断电后，控制器22控制第三选择开关25，使第一电池组26和电能输出端子29接通，第一电池组26通过第三选择开关25，给城市管道监控系统30应急供电，如图3所示。

当检测到市电10恢复正常后，控制器22控制第三选择开关25，使市电10与电能输出端子29接通，由市电10给城市管道监控系统 30供电，并且控制第一选择开关23，使第一电池组26与放电负载27 接通，通过放电负载27将第一电池组26的剩余电能放空，如图4所示。然后，再控制第一选择开关23和第二选择开关24，使第一电池组26与放电负载27断开、与市电10接通，给第一电池组26充电，直至充满为止，如图5所示。

在第一电池组26放电过程中，若市电再次异常或断电，控制器 22控制第一选择开关23、第二选择开关24、第三选择开关25，如图 6所示，第一电池组26继续放电，并且第二电池组28向城市管道监控系统30应急供电。

当市电10恢复正常后，控制器22控制第一选择开关23、第二选择开关24、第三选择开关25，使市电10向城市管道监控系统30供电，并控制使用过的电池组先通过放电负载27将电能放空、然后再充满。

由上可见，通过配置第一电池组26、第二电池组28和放电负载 27，并且通过第一选择开关23、第二选择开关24和第三选择开关25 将第一电池组26、第二电池组28、放电负载27、市电输入端子11 及电能输出端子29连通，当市电10恢复正常后，能够通过放电负载先将刚才供电的电池组中的电能放空，然后再进行充电，从而有效地避免了镍氢电池记忆效应导致的电池组使用寿命短的缺陷。并且，在电池组放电或充电过程中，如果再次发生市电10断电或异常，控制器22控制另一个电池组应急供电，仍可保障本城市管道监控系统30正常工作。因此，本发明创造达到了延长城市管道监控系统30的不间断供电系统20的寿命的目的，并且可以进一步提高城市管道监控系统30的可靠性。

上述通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本实用新型的内容，并不能理解为对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员在本实用新型构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种城市管道监控系统的不间断供电系统，其特征在于，包括：

第一电池组(26)，由镍氢电池组成；

第二电池组(28)，由镍氢电池组成；

放电负载(27)，通过第一选择开关(23)与所述第一电池组(26)和所述第二电池组(28)连接；

AC-DC变换器(21)，其输入端与市电输入端子(11)连接、且输出端通过第二选择开关(24)与所述第一电池组(26)和所述第二电池组(28)连接；

电能输出端子(29)，通过第三选择开关(25)与所述第一电池组(26)、所述第二电池组(28)以及所述AC-DC变换器(21)的输出端连接，用于向所述城市管道监控系统(30)提供电能；以及

控制器(22)，其通过传感器与市电连接，并且分别与所述第一选择开关(23)的控制端、所述第二选择开关(24)的控制端以及所述第三选择开关(25)的控制端连接。

2.根据权利要求1所述的城市管道监控系统的不间断供电系统，其特征在于，所述传感器包括电流传感器和/或电压传感器。

3.根据权利要求1所述的城市管道监控系统的不间断供电系统，其特征在于，所述第一选择开关(23)为继电器、可控硅、大功率晶体管或场效应管，所述第二选择开关(24)为继电器、可控硅、大功率晶体管或场效应管，所述第三选择开关(25)为继电器、可控硅、大功率晶体管或场效应管。

4.根据权利要求1所述的城市管道监控系统的不间断供电系统，其特征在于，所述放电负载(27)的数量为一个。

5.根据权利要求1所述的城市管道监控系统的不间断供电系统，其特征在于，所述放电负载(27)的数量为一个，所述放电负载(27)通过第一选择开关(23)按需与第一电池组(26)相连、或者与第二电池组(28)相连、或者从系统中断开。