CN213149194U - 一种蓄电池组开路检测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种蓄电池组开路检测装置及系统，用以解决现有技术中蓄电池内部处于密封环境，无法定期对运行中的蓄电池的内部状况进行检视，使得蓄电池存在极大的隐性开路风险，给变电站带来了一定的安全隐患的问题。该装置包括：蓄电池组；控制回路，控制回路包括母线脱离模块、检测模块、告警模块；母线脱离模块，包括控制开关和单片机，控制开关与单片机连接；检测模块，与母线脱离模块相连；告警模块，与母线脱离模块相连。本申请通过长期在线自动定期启动检测装置，输出电流检测数据和电压检测数据，并根据电压数据的变化曲线实时判断蓄电池组是否存在开路故障，实现对蓄电池组开路故障进行预测，减少变电站发生安全隐患的概率。

Description

一种蓄电池组开路检测装置及系统

技术领域

本申请涉及可充电电池异常检测装置领域，尤其涉及一种蓄电池组开路检测装置及系统。

背景技术

直流系统，是发电公司等的变电站不可或缺的必要系统。它在日常生活中为继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等电源的运行提供保障，直流系统的可靠性与电力系统的安全息息相关，是发电过程中重要的一部分。当外部交流电中断时，会由直流系统的备用电源——蓄电池继续为直流电源提供蓄电。而当直流系统发生故障时，短路器会因为失去直流系统提供的直流电源而不能自动跳闸、避免可能发生的意外，而导致重要电器设备损坏造成难以想象的后果。所以直流系统的可靠性对于对变电站的安全运行来说是至关重要的，我们必须加强对直流系统的日常维护。

为了确保蓄电池组在关键的时候提供后备电源，在日常运行维护中，往往需要对运行中的蓄电池的参数进行检测。然而由于蓄电池内部处于密封环境，无法定期对运行中的蓄电池的内部状况进行检视，使得蓄电池存在极大的隐性开路风险，也给变电站带来了一定的安全隐患。

实用新型内容

本申请提供一种蓄电池组开路检测装置及系统，用以解决现有技术无法定期对运行中的蓄电池的内部状况进行检视，使得蓄电池存在极大的隐性开路风险，给变电站带来了一定的安全隐患的问题。

本申请实施例提供的一种蓄电池组开路检测装置，包括：

蓄电池组；控制回路，所述控制回路包括母线脱离模块、检测模块、告警模块；所述母线脱离模块，包括控制开关和单片机，所述控制开关与单片机连接，基于所述单片机的指令闭合，使蓄电池组和控制回路连通，所述单片机根据预设周期自动控制所述控制开关闭合或者断开，并根据检测模块发送的检测数据判断蓄电池组的状态；所述检测模块，与所述母线脱离模块相连，用于基于母线脱离模块的指令检测蓄电池组的电压和电流，并将检测数据发送给所述母线脱离模块；所述告警模块，与所述母线脱离模块相连，用于接收所述母线脱离模块发送的蓄电池组的异常状态信息，并告警。

在一个示例中，所述装置包括主回路，所述主回路包括所述蓄电池组、充电机、二极管、第一接触器(ZJ1)、负载；所述充电机，与所述蓄电池组连接，用于给所述蓄电池组充电；所述二极管，正极与所述蓄电池组相连，负极与所述充电机相连，用于控制蓄电池组和充电机之间电路的连通；所述第一接触器，与所述二极管并联，基于所述单片机的指令闭合，使充电机与蓄电池组连通，并基于所述单片机的指令断开，使充电机与蓄电池组隔离；所述负载，与所述蓄电池组相连。

在一个示例中，所述检测模块包括电压检测单元、电流检测单元；所述电压检测单元，用于检测与蓄电池组相连的负载的电压；所述电流检测单元，与所述电压检测模块相连，用于检测所述负载的电流。

在一个示例中，所述告警模块包括蜂鸣器、测控单元；所述蜂鸣器，用于根据所述异常状态信息发出提示音；所述测控单元，用于接收蓄电池组的异常状态信息。

在一个示例中，所述装置还包括DC/DC单元；所述DC/DC单元，与所述主回路相连，用于将主回路的固定的直流电压转换为可变的直流电压。

在一个示例中，所述主回路还包括蓄电池熔断器；所述蓄电池熔断器，与所述蓄电池组相连，用于在回路电流超过额定值后断开电路。

在一个示例中，所述控制回路还包括散热风扇；所述散热风扇，与所述负载相连，用于给所述负载散热。

在一个示例中，所述装置还包括第二接触器(ZJ2)、第一继电器(ZJ3)、第二继电器(ZJ4)、第一空开、第二空开；所述第二接触器一端与所述DC/DC单元相连，另一端与所述第一继电器相连；所述第一继电器，一端与所述第二接触器相连，另一端与所述母线脱离模块相连；所述第二继电器，与所述负载相连，与所述第二空开相连；所述第一空开，一端与所述蓄电池组相连，另一端与所述DC/DC单元相连；所述第二空开，与所述第二继电器相连，与所述蓄电池组相连。

在一个示例中，所述母线脱离模块还包括LCD显示屏。

本申请实施例提供的一种蓄电池组开路检测系统，包括上述任一项所述的装置，所述系统还包括监控中心；所述监控中心，与所述告警模块相连，用于接收所述告警模块发出的异常状态信息，并根据所述异常状态信息对蓄电池组进行处理。

本申请提出的的蓄电池组开路检测装置及系统，至少包括以下有益效果：通过设置母线脱离模块，长期在线自动定期启动检测装置，输出电流检测数据和电压检测数据，并根据蓄电池组电压数据的变化曲线实时判断蓄电池组是否存在开路故障，实现对蓄电池组开路故障进行预测的效果，减少了变电站发生安全隐患的概率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种蓄电池组开路检测装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的告警模块和监控中心的数据传输示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

当变电站的外部交流电中断时，会由直流系统的备用电源—蓄电池继续为直流电源提供蓄电。直流系统的可靠性与电力系统的安全息息相关，而当蓄电池发生故障时，短路器会因为失去直流系统提供的直流电源而不能自动跳闸、避免可能发生的意外，最终导致重要电器设备损坏造成难以想象的后果。所以在日常运行维护中，往往需要对运行中的蓄电池的参数进行检测。然而由于蓄电池组内部处于密封环境，无法定期对运行中的蓄电池组的内部状况进行检视，使得蓄电池组存在极大的隐性开路风险，也给变电站带来了一定的安全隐患。

对此，本申请提供了一种蓄电池组开路检测装置及系统。

图1为本申请实施例提供的蓄电池组开路检测装置的结构示意图，该装置包括控制回路100，主回路200，DC/DC单元300。其中，控制回路100包括母线脱离模块110，检测模块(图中未示出)，告警模块130，散热风扇140。主回路200包括蓄电池组210，负载220，蓄电池熔断器230。

在本申请实施例中，母线脱离模块110包括控制开关K1和单片机111，控制开关K1与单片机111相连。控制开关K1能够根据单片机111的指令闭合或者断开，当控制开关K1基于单片机111的指令闭合时，可使蓄电池组210和控制回路100连通。单片机111根据预设周期自动控制控制开关K1闭合或者断开，并接收检测模块发送的检测数据，根据检测数据判断蓄电池组是否存在异常。在检测到蓄电池组210出现异常时，母线脱离模块110将蓄电池组的异常状态信息发送给告警模块130。

其中，单片机111预先设置有指令，指令包括检测装置对蓄电池组进行检测的检测周期，检测时长。例如，预先设置单片机111的指令，包括检测周期为五天，检测时长为五分钟，则检测装置会每隔五天自动启动，对蓄电池组进行时长为五分钟的开路检测。

本申请实施例通过设置单片机指令，能够实现长期在线、定期、自动的启动检测装置，采集蓄电池组电压变化曲线，实时判断蓄电池组是否存在开路风险，实现提前对蓄电池组开路故障进行预测的功能。

检测模块与母线脱离模块110相连，基于母线脱离模块110的指令检测蓄电池组210的电压和电流，并将检测到的电压数据和电流数据发送给母线脱离模块110。

告警模块130，与母线脱离模块110相连，用于接收母线脱离模块110发送的蓄电池组210的异常状态信息，并根据蓄电池组210的异常状态信息进行告警。

本申请通过设置母线脱离模块110，能够长期在线自动定期启动检测装置，输出电流检测数据和电压检测数据，并根据蓄电池组210电压数据的变化曲线实时判断蓄电池组210是否存在开路故障，实现对蓄电池组开路故障进行预测的效果，减少了变电站发生安全隐患的概率。

在本申请实施例中，主回路200还包括充电机(图中未示出)，二极管D1，第一接触器ZJ1。充电机与蓄电池组210连接，用于给蓄电池组210充电。二极管D1的正极与蓄电池组210相连，二极管D1的负极与充电机相连，用于控制蓄电池组210和充电机之间电路的连通。第一接触器ZJ1与二极管D1并联，用于基于单片机111的指令闭合，使充电机与蓄电池组210连通，还用于基于单片机111的指令断开，使充电机与蓄电池组隔离。

具体的，第一接触器ZJ1闭合时，第一接触器ZJ1相当于一根导线，将二极管D1短接，充电机与蓄电池组210处于并联状态，浮充运行。检测装置启动时，第一接触器ZJ1基于单片机111发送的指令断开，由于二极管具有单向导通性，电流只能从二极管D1的正极流向负极，此时，充电机与蓄电池组210处于电路隔离状态。本申请实施例通过将第一接触器与二极管D1并联，在启动检测装置时，断开第一接触器ZJ1，使充电机与蓄电池组210进行电路隔离，而不是物理隔离，使蓄电池组210在变电站出现交流故障时，也能零时限向母线(图中未示出)供电，保证供电系统的正常运行。

在本申请实施例中，检测模块包括电压检测单元121，电流检测单元122。已知，直接对蓄电池组210的电流进行测量会造成电路短路。因此，主回路200还包括负载220，负载220与蓄电池组210相连，把电流检测单元122串联在具有负载220的电路中，进而测量出回路中的电流数据。电压检测单元121用于测量负载220的电压数据。

其中，负载220是指连接在蓄电池组210两端的电子元件，避免电路短路。负载包括电阻、引擎和灯泡等可消耗功率的元件。具体可根据需要设置，本申请对此不做限定。

在本申请实施例中，告警模块130包括测控单元131，蜂鸣器132。蜂鸣器132用于根据母线脱离模块110发送的蓄电池组的异常状态信息发出提示音。测控单元131用于接收蓄电池组210的异常状态信息。

正常情况下，蓄电池组210能带足够负载电流并保持电压缓慢下降，若蓄电池组210存在开路或者容量异常或者内阻偏大的异常情况时，蓄电池组210的电压将会急速降低。母线脱离模块110根据电流数据和电压数据判断出蓄电池组210出现了异常情况时，会立即动作，断开负载，并将蓄电池组210的异常状态信息发送给告警模块130，告警模块130通过蜂鸣器132发出告警提示音来提醒工作人员，同时并将异常状态信息传送给测控单元131。如果电压检测单元121检测的电压数据正常，但是电流检测模块122没有检测到电流，说明回路出现了故障，母线脱离模块110则会判断负载回路出现故障，并及时断开负载，并将故障信息发送给告警单元130，由告警单元130进行告警。本申请还增加了装置故障告警接点，用于在电流检测模块122没有检测到电流时，判断检测装置是否出现装置失电、装置异常等问题。

在本申请实施例中，检测装置还包括DC/DC单元300，与主回路200相连，用于将主回路200中蓄电池组210固定的直流电压转换为可变的直流电压。

在本申请实施例中，主回路200还包括蓄电池熔断器230，蓄电池熔断器230与蓄电池组210相连，当回路中的电流超过额定值一定时间后，蓄电池熔断器230自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开，达到保护电路的效果。

在本申请实施例中，控制回路100还包括散热风扇140，在用电负荷增高时，会出现设备烧坏等故障。因此，设置散热风扇140与负载220相连，用于给负载220散热，防止回路温度过高，损坏设备。

在本申请实施例中，检测装置还包括第二接触器ZJ2、第一继电器ZJ3、第二继电器ZJ4、第一空开ZK1、第二空开ZK2。其中，第二接触器ZJ2的一端与DC/DC单元300相连，第二接触器ZJ2的另一端与第一继电器ZJ3相连；第一继电器ZJ3的一端与第二接触器ZJ2相连，第一继电器ZJ3的另一端与母线脱离模块110相连；第二继电器ZJ4与负载220相连，还与第二空开ZK2相连；第一空开ZK1的一端与蓄电池组210相连，第一空开ZK1的另一端与DC/DC单元300相连；第二空开ZK2，与第二继电器ZJ4相连，还与蓄电池组210相连。本申请实施例通过在检测装置中设置接触器、继电器、空开，实现对电路的保护，避免检测装置的电路出现问题。

在本申请实施例中，母线脱离模块110还包括LCD显示屏(图中未示出)。LCD显示屏用于显示检测模块检测到的电压数据和电流数据，使处于密封环境的蓄电池内部情况直观的展示出来，实时监控蓄电池组的数据，并判断蓄电池组是否存在开路故障。

以上为本申请实施例提供的蓄电池组开路检测装置，基于同样的发明思路，本申请实施例还提供了相应的蓄电池组开路检测系统。

本申请实施例提供的蓄电池组开路检测系统具体包括：

控制回路，主回路，DC/DC单元，第二接触器，第一继电器，第二继电器，第一空开，第二空开。其中，控制回路包括母线脱离模块，检测模块，告警模块，散热风扇。主回路包括蓄电池组，负载，蓄电池熔断器。其中，母线脱离模块包括控制开关K1，单片机，检测模块包括电压检测单元，电流检测单元，告警模块包括测控单元，蜂鸣器。各组件的连接关系与作用，上文已经进行了详细描述，在此不再赘述。

在本申请实施例中，检测系统还包括监控中心与告警模块相连，如图2所示，监控中心与告警模块130相连。连接方式包括无线通信、有线通信。本申请对此不做限定。监控中心可根据告警模块发送的蓄电池组的异常状态信息，对蓄电池组出现的故障进行处理。

本申请实施例通过设置监控中心与告警模块130相连，能够在检测装置出现异常时，及时接收到检测装置的异常状态信息，并根据异常状态信息对蓄电池组进行处理，减少了蓄电池组发生故障的次数。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

还需要说明的是，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、商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、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种蓄电池组开路检测装置，其特征在于，包括：

蓄电池组；

控制回路，所述控制回路包括母线脱离模块、检测模块、告警模块；

所述母线脱离模块，包括控制开关和单片机，所述控制开关与单片机连接，基于所述单片机的指令闭合，使蓄电池组和控制回路连通，所述单片机根据预设周期自动控制所述控制开关闭合或者断开，并根据检测模块发送的检测数据判断蓄电池组的状态；

所述检测模块，与所述母线脱离模块相连，用于基于母线脱离模块的指令检测蓄电池组的电压和电流，并将检测数据发送给所述母线脱离模块；

所述告警模块，与所述母线脱离模块相连，用于接收所述母线脱离模块发送的蓄电池组的异常状态信息，并告警。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括主回路，所述主回路包括所述蓄电池组、充电机、二极管、第一接触器(ZJ1)、负载；

所述充电机，与所述蓄电池组连接，用于给所述蓄电池组充电；

所述二极管，正极与所述蓄电池组相连，负极与所述充电机相连，用于控制蓄电池组和充电机之间电路的连通；

所述第一接触器，与所述二极管并联，基于所述单片机的指令闭合，使充电机与蓄电池组连通，并基于所述单片机的指令断开，使充电机与蓄电池组隔离；

所述负载，与所述蓄电池组相连。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括电压检测单元、电流检测单元；

所述电压检测单元，用于检测与蓄电池组相连的负载的电压；

所述电流检测单元，与所述电压检测模块相连，用于检测所述负载的电流。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述告警模块包括蜂鸣器、测控单元；

所述蜂鸣器，用于根据所述异常状态信息发出提示音；

所述测控单元，用于接收蓄电池组的异常状态信息。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括DC/DC单元；

所述DC/DC单元，与所述主回路相连，用于将主回路的固定的直流电压转换为可变的直流电压。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述主回路还包括蓄电池熔断器；

所述蓄电池熔断器，与所述蓄电池组相连，用于在回路电流超过额定值后断开电路。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制回路还包括散热风扇；

所述散热风扇，与所述负载相连，用于给所述负载散热。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二接触器(ZJ2)、第一继电器(ZJ3)、第二继电器(ZJ4)、第一空开、第二空开；

所述第二接触器一端与所述DC/DC单元相连，另一端与所述第一继电器相连；

所述第一继电器，一端与所述第二接触器相连，另一端与所述母线脱离模块相连；

所述第二继电器，与所述负载相连，与所述第二空开相连；

所述第一空开，一端与所述蓄电池组相连，另一端与所述DC/DC单元相连；

所述第二空开，与所述第二继电器相连，与所述蓄电池组相连。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述母线脱离模块还包括LCD显示屏。

10.一种蓄电池组开路检测系统，包括权利要求1～9中任一项所述的装置，其特征在于，所述系统还包括监控中心；

所述监控中心，与所述告警模块相连，用于接收所述告警模块发出的异常状态信息，并根据所述异常状态信息对蓄电池组进行处理。

Images