CN220527879U - 一种超级电容模组安全自动放电控制电路 - Google Patents

Abstract

一种超级电容模组安全自动放电控制电路，包括变频器V/F、超级电容模组、DC/DC开关电源、中间继电器KA、自复位开关SB和接触器；变频器V/F的正负极之间连接超级电容模组，DC/DC开关电源的一端连接变频器V/F的正极，另一端连接变频器V/F的负极；变频器V/F的正极和超级电容模组之间，以及变频器V/F的正负极之间均设置有接触器；中间继电器KA设置在变频器V/F的正负极之间的接触器上；中间继电器KA上设置有自复位开关SB。本实用新型大大降低了新型系统产品在各个应用场景中安全隐患，降低了操作人员的出错率，提高了节能控制系统整体的寿命；为新型节能控制系统在生产生活中提供更加经济、高效、安全的应用保障。

Description

一种超级电容模组安全自动放电控制电路

技术领域

本实用新型属于集成超级电容模组的节能控制系统技术领域，特别涉及一种超级电容模组安全自动放电控制电路。

背景技术

超级电容是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能元件，广泛应用于风电、光伏、轨道交通及能源行业的装置能量回收，其容量可达几百至上千法拉。与传统电容器相比，它具有较大的容量、较高的能量、较宽的工作温度范围和极长的使用寿命；而与蓄电池相比，它又具有较高的比功率，且对环境无污染。因此可以说，超级电容器是一种高效、实用、环保的能量存储装置。

超级电容越来越多的应用在电力电子行业中，在应用过程中，超级电容配置的数量多、分布广，存储能量大，往往在变频控制柜停电检修期间，仍具有高压带电特性；存在一定的安全隐患，需要及时对超级电容模组进行放电操作，以避免造成安全事故。

集成了超级电容模组的节能控制系统，在需要维护时，按照电气产品作业规范要求，前级电网输入需要断电，同时超容需要放电。目前业界常用的是图一传统方法：在超级电容模组正负极之间增设一个高压直流开关Q1，把系统中预充电阻R串进去作为放电负载。当需要放电时，闭合Q1，并需要在开关旁边粘贴指示说明：按照出厂测试的放电时间，掐表等待一定时间放电结束后，才能进行相关电路的维护检修。在完成相关检修后，还需务必先断开放电开关Q1后，方才能对系统上电运行。此方式有两种潜在安全风险：1、增设放电开关Q1的位置处为高压状态，对操作人员有一定专业性、技术性和安全性的要求；2、若维护人员在维护完后忘记断开放电开关Q1给系统直接上电，会造成系统上电瞬间短路，触发短路保护，严重时会损坏整个系统，造成重大安全事故和财产损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超级电容模组安全自动放电控制电路，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种超级电容模组安全自动放电控制电路，包括变频器V/F、超级电容模组、DC/DC开关电源、中间继电器KA、自复位开关SB和接触器；变频器V/F的正负极之间连接超级电容模组，DC/DC开关电源的一端连接变频器V/F的正极，另一端连接变频器V/F的负极；变频器V/F的正极和超级电容模组之间，以及变频器V/F的正负极之间均设置有接触器；中间继电器KA设置在变频器V/F的正负极之间的接触器上；中间继电器KA上设置有自复位开关SB。

进一步的，接触器包括主回路接触器K1和放电回路接触器K3，主回路接触器K1设置在变频器V/F的正极和超级电容模组之间，放电回路接触器K3设置在变频器V/F的正负极之间。

进一步的，接触器还包括软启接触器K2，软启接触器K2和主回路接触器K1并联。

进一步的，主回路接触器K1和软启接触器K2并联后连接到DC/DC开关电源。

进一步的，软启接触器K2串联有预充电阻R，软启接触器K2和预充电阻R之间连接到DC/DC开关电源。

进一步的，中间继电器KA包括两个常开点和两个常闭点；其中一个常闭点连接放电回路接触器K3的一端，其中一个常开点依次连接自复位开关SB和DC/DC开关电源，另一个常开点连接放电回路接触器K3的另一端。

进一步的，中间继电器KA还包括第一公共点和第二公共点；第一公共点连接DC/DC开关电源，第二公共点连接放电回路接触器K3的另一端。

进一步的，中间继电器KA上设置有指示灯。

与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：

本实用新型放电操作高压开关用低压自复位开关进行隔离和替代；

本实用新型通过指示灯把放电状态过程可视化，人员可准确判断实时放电状态；

本实用新型放电操作可控，人员可根据现场作业内容自主决定是否对超级电容模组放电。规避操作人员的工作疏漏，减少维护恢复时的出错率。

几种优点大大降低了新型系统产品在各个应用场景中安全隐患，降低了操作人员的出错率，提高了节能控制系统整体的寿命；为新型节能控制系统在生产生活中提供更加经济、高效、安全的应用保障。

解决了超级电容模组在检修时候安全放电的问题，减少了人工操作，增加了放电可视化，提高了系统可靠性，减少了安全事故隐患。

附图说明

图1为本实用新型结构原理图。

图2为本实用新型中间继电器KA原理图。

图3为背景技术中在超级电容模组正负极之间增设一个高压直流开关Q1的原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进一步说明：

请参阅图1和图2，一种超级电容模组安全自动放电控制电路，包括变频器V/F、超级电容模组、DC/DC开关电源、中间继电器KA、自复位开关SB和接触器；变频器V/F的正负极之间连接超级电容模组，DC/DC开关电源的一端连接变频器V/F的正极，另一端连接变频器V/F的负极；变频器V/F的正极和超级电容模组之间，以及变频器V/F的正负极之间均设置有接触器；中间继电器KA设置在变频器V/F的正负极之间的接触器上；中间继电器KA上设置有自复位开关SB。

中间继电器KA包括两个常开点和两个常闭点；其中一个常闭点连接放电回路接触器K3的一端，其中一个常开点依次连接自复位开关SB和DC/DC开关电源，另一个常开点连接放电回路接触器K3的另一端。

中间继电器KA还包括第一公共点和第二公共点；第一公共点连接DC/DC开关电源，第二公共点连接放电回路接触器K3的另一端。

针对超级电容模组安全放电应用需求，提出利用系统机柜内内置电源进行安全放电，达到需求目的。

图2中，1和4为常闭点，5和8为常开点，9和12为公共点。

其他可扩展的优点/技术点为：对比传统超级电容模组放电方案，该方案增加了复用系统柜内内置开关电源，通过指示灯的熄灭，能让检修人员直观的看到放电状态，提高了安全性；使用放电开关，便于检修人员根据是否维护或检修，自主决定对超容模组进行放电，提高了超容模组的寿命；放电开关使用自复位开关，减少了人工操作，避免维护时检修人员忘记操作复位开关导致安全事故。

图2为超级电容模组放电方案原理图，系统由变频器、超级电容模组、DC/DC开关电源、自复位开关、接触器等组成。具体组成如下：

V/F--------------变频器

DC/DC----------开关电源

C-1/C-N---------超级电容模组

K1----------------主回路接触器

K2----------------软启接触器

K3----------------放电回路接触器

R------------------预充电阻

KA----------------中间继电器

SB----------------自复位开关

工作原理说明：

1)此方案将系统柜中的传统内置低压24V开关电源的类型由AC/DC更换成DC/DC，并设计此开关电源从直流母线和超级电容模组双路电源取电，以供给K1、K2、K3、KA工作；同时把放电开关Q1更换成可控的直流高压接触器K3，并配以自复位开关SB，中间继电器KA。

2)当系统需要维护检修时，断开前级电网输入，对超级电容模组进行放电时，只需要按下自复位开关SB，KA即可得电工作，其自身指示灯亮起，控制K3闭合，超级电容模组开始放电；

3)当超容放电到安全电压阈值后，开关电源输入侧掉电，KA供电消失，工作指示灯熄灭，同时KA控制的放电开关K3断开，此时表示超级电容模组已放电至安全电压以下，可对整机系统柜进行安全维护检修。

4)当检修完毕后，可直接对系统进行上电使其运行，无需进行人工复位开关操作，省掉传统方案中的断开Q1放电开关操作。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超级电容模组安全自动放电控制电路，其特征在于，包括变频器V/F、超级电容模组、DC/DC开关电源、中间继电器KA、自复位开关SB和接触器；变频器V/F的正负极之间连接超级电容模组，DC/DC开关电源的一端连接变频器V/F的正极，另一端连接变频器V/F的负极；变频器V/F的正极和超级电容模组之间，以及变频器V/F的正负极之间均设置有接触器；中间继电器KA设置在变频器V/F的正负极之间的接触器上；中间继电器KA上设置有自复位开关SB。

2.根据权利要求1所述的一种超级电容模组安全自动放电控制电路，其特征在于，接触器包括主回路接触器K1和放电回路接触器K3，主回路接触器K1设置在变频器V/F的正极和超级电容模组之间，放电回路接触器K3设置在变频器V/F的正负极之间。

3.根据权利要求2所述的一种超级电容模组安全自动放电控制电路，其特征在于，接触器还包括软启接触器K2，软启接触器K2和主回路接触器K1并联。

4.根据权利要求3所述的一种超级电容模组安全自动放电控制电路，其特征在于，主回路接触器K1和软启接触器K2并联后连接到DC/DC开关电源。

5.根据权利要求3所述的一种超级电容模组安全自动放电控制电路，其特征在于，软启接触器K2串联有预充电阻R，软启接触器K2和预充电阻R之间连接到DC/DC开关电源。

6.根据权利要求1所述的一种超级电容模组安全自动放电控制电路，其特征在于，中间继电器KA包括两个常开点和两个常闭点；其中一个常闭点连接放电回路接触器K3的一端，其中一个常开点依次连接自复位开关SB和DC/DC开关电源，另一个常开点连接放电回路接触器K3的另一端。

7.根据权利要求6所述的一种超级电容模组安全自动放电控制电路，其特征在于，中间继电器KA还包括第一公共点和第二公共点；第一公共点连接DC/DC开关电源，第二公共点连接放电回路接触器K3的另一端。

8.根据权利要求1所述的一种超级电容模组安全自动放电控制电路，其特征在于，中间继电器KA上设置有指示灯。