具有自动核容功能的变电站用蓄电池组及其核容方法技术

本发明专利技术涉及一种具有自动核容功能的变电站用蓄电池组，包括若干节蓄电池、能馈型电子负载、核容单元；核容单元包括与蓄电池组相串联而构成核容回路的可变电阻箱、控制蓄电池是否接入核容回路的控制开关、检测各节蓄电池的端电压的若干个电压检测模块、检测核容回路中的电流值的电流检测模块、控制调整可变电阻箱的接入阻值和控制蓄电池是否接入核容回路并记录核容过程中各项参数而计算蓄电池组容量的控制器以及电源模块。本发明专利技术能够自动化地调节核容回路中的接入阻值而对蓄电池组进行核容测试，测试全程人工参与度低，且电阻调节精确，使得测试结果也更加精确可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电气设备领域，具体涉及一种变电站中使用的蓄电池组，以及该蓄电池组所采用的核容方法。
技术介绍
蓄电池组作为变电站备用电源在系统中起着极其重要的作用，在交流电失电或其他事故状态下，蓄电池组是负荷的唯一能源供给者，一旦出现问题，供电系统将面临瘫痪，造成设备停运及其他重大运行事故。蓄电池组正常处于浮充电状态，长期浮充电将造成极板硫化、失水等，导致性能下降。蓄电池核容试验是判断蓄电池性能最准确、最权威的方法。运行规程规定：运行超过5年的直流蓄电池组需要每年进行一次核容放电测试，不满5年的直流蓄电池组需要每2年进行一次核容放电测试。目前，针对蓄电池核容放电测试的设备方案主要有基于纯电阻放电技术和基于电力电子技术的电子负载放电技术。现场应用结果表明，基于电力电子技术的电子负载放电技术方案虽具有人工参与度低，劳动强度低的优点，但是由于高频开关电子负载在放电过程中会产生谐波和尖峰，无法实现严格意义上的恒定直流放电；而传统的基于纯电阻放电技术则需要人工不断调节回路电阻值才能维持恒定直流放电，人工参与度高，控制精度较差，但其最大的优点就是放电过程中不存在谐波和电流尖峰，理论上的数据更可靠。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种人工参与度低、数据可靠且精度高的具有自动核容功能的变电站用蓄电池组。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种具有自动核容功能的变电站用蓄电池组，包括若干节蓄电池，还包括与所述蓄电池组相连接而构成放电回路而将所述蓄电池的电能回馈至交流电网的能馈型电子负载、与所述蓄电池组相连接并对其进行核容测试的核容单元；所述核容单元包括与所述蓄电池组相串联而构成核容回路且接入阻值可调的可变电阻箱、与所述蓄电池组中的各节所述蓄电池对应连接并控制所述蓄电池是否接入所述核容回路的控制开关、分别对应检测各节所述蓄电池的端电压的若干个电压检测模块、在核容过程中检测所述核容回路中的电流值的电流检测模块、在核容过程中根据所述核容回路中的电流值和各节所述蓄电池的端电压控制调整所述可变电阻箱的接入阻值和控制所述蓄电池是否接入所述核容回路并记录核容过程中各项参数而计算所述蓄电池组容量的控制器以及电源模块，所述控制器分别与所述电流检测模块、所述电压检测模块、各所述控制开关、所述可变电阻箱相连接，所述电源模块分别与所述控制器、所述电流检测模块、所述可变电阻箱、所述控制开关相连接并供电。优选的，所述能馈型电子负载包括与所述蓄电池组相连接并用于将所述蓄电池组输出的电能升压的DC/DC变换器、与所述DC/DC变换器相连接而将其输出的直流信号变换为交流信号并回馈至所述交流电网的DC/AC变换器。优选的，所述DC/DC变换器采用单管级联型Boost变换电路；所述DC/AC变换器采用电压型单相全桥逆变电路。优选的，所述DC/DC变换器包括电感L1、电感L2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、三极管Q1、电容C1、电容C2；所述电感L1的一端与所述蓄电池组的正极相连接，所述电感L1的另一端分别与所述二极管D1的正极和所述二极管D2的正极相连接，所述三极管Q1的集电极和所述二极管D3的正极分别与所述二极管D2的负极相连接，所述二极管D1的负极分别与所述电感L2的一端和所述电容C1的一端相连接，所述电感L2的另一端与所述三极管Q3的集电极相连接，所述电容C1的另一端与所述蓄电池组的负极相连接，所述三极管Q1的发射极与所述蓄电池组的负极相连接，所述电容C2的两端分别与所述二极管D3的负极和所述蓄电池组的负极相连接，所述二极管D3的负极和所述蓄电池组的负极构成所述DC/DC变换器的正负输出端；所述DC/AC变换器包括电容C、三极管V1、三极管V2、三极管V3、三极管V4、二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、电阻R、电感L；所述电容C连接于所述DC/DC变换器的正负输出端之间，所述三极管V1和所述三极管V2相串联并连接于所述DC/DC变换器的正负输出端之间，所述三极管V3和所述三极管V4相串联并连接于所述DC/DC变换器的正负输出端之间，所述二极管VD1和所述二极管VD2相串联并连接于所述DC/DC变换器的正负输出端之间，所述二极管VD3和所述二极管VD4相串联并连接于所述DC/DC变换器的正负输出端之间，所述三极管V1和所述三极管V2的共同端、所述二极管VD1和所述二极管VD2的共同端共接后连接所述电阻R，所述电阻R串接所述电感L后连接共接的所述三极管V3和所述三极管V4的共同端、所述二极管VD3和所述二极管VD4的共同端；流经所述电阻R的信号回馈至所述交流电网。优选的，各所述控制开关均连接有将所述控制器输出的控制信号放大的控制电路。优选的，所述控制电路包括三极管Q2和二极管D4，所述三极管Q2的基极与所述控制器相连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述电源模块一路接至所述控制开关的正极，一路经所述二极管D4接入所述控制开关的负极，所述三极管Q2的集电极与所述控制开关的负极相连接。优选的，所述电压检测模块包括电阻R1、电阻R2、放大器U1及其外围电路；所述电阻R1和所述电阻R2相串联后并接于所述蓄电池两端，所述放大器U1的同相端和反相端分别连接于所述电阻R2的两端，所述放大器U1的输出端与所述控制器相连接。优选的，所述电流检测模块包括串联于所述核容回路中的电流传感器、连接于所述电流传感器与所述控制器之间并与所述电流传感器配合的输出电路。所述输出电路包括二极管D5、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R3、电阻R4；所述电源模块与所述电流传感器的电源端相连接，所述电流传感器的电源端与地之间连接所述电容C3，所述电阻R3和所述二极管D5串联并连接在所述电流传感器的第一个输出端与所述控制器之间，所述传感器的第二个输出端经所述电容C4接地，所述传感器的第三个输出端接地，所述电阻R3和所述二极管D5的共同端经所述电阻R4接地，所述二极管D5与所述控制器的共同端经所述电容C5接地。一种上述具有自动核容功能的变电站用蓄电池组采用的核容方法，包括以下步骤：步骤一：各所述电压检测模块分别检测其对应的蓄电池的端电压从而得到所述蓄电池组的端电压；步骤二：所述控制器控制调节所述可变电阻箱的接入阻值为所需的初始值后，闭合各所述控制开关构成所述核容回路，所述蓄电池组放电而开始所述核容测试；所述控制器记录各节所述蓄电池的核容开始时刻；步骤三：所述电流检测模块实时检测所述核容回路中的电流值是否处于所述核容测试所需的测试电流范围内，若是则进行步骤四，若否，则所述控制器控制调节所述可变电阻箱的接入阻值，使所述核容回路中的电流值处于所述核容测试所需的测试电流范围内后进行步骤四；步骤四：各所述电压检测模块分别实时检测其对应的蓄电池的端电压，所述控制器分别判断各节所述蓄电池的电压是否劣化，若是，则所述控制器控制发生劣化的该节所述蓄电池对应的控制开关打开而使该节所述蓄电池停止放电而结束核容测试，且所述控制器记录该节所述蓄电池的核容结束时刻；步骤五：当所述蓄电池组中的各节所述蓄电池均结束核容测试后，所述控制器根据各节所述蓄电池的核容开始时刻和核容结束时刻计算各节所述蓄电池的累计放电时间，并根据各节所述蓄电池的累计放电时间和所述核容回路中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自动核容功能的变电站用蓄电池组，包括若干节蓄电池，其特征在于：其还包括与所述蓄电池组相连接而构成放电回路而将所述蓄电池的电能回馈至交流电网的能馈型电子负载、与所述蓄电池组相连接并对其进行核容测试的核容单元；所述核容单元包括与所述蓄电池组相串联而构成核容回路且接入阻值可调的可变电阻箱、与所述蓄电池组中的各节所述蓄电池对应连接并控制所述蓄电池是否接入所述核容回路的控制开关、分别对应检测各节所述蓄电池的端电压的若干个电压检测模块、在核容过程中检测所述核容回路中的电流值的电流检测模块、在核容过程中根据所述核容回路中的电流值和各节所述蓄电池的端电压控制调整所述可变电阻箱的接入阻值和控制所述蓄电池是否接入所述核容回路并记录核容过程中各项参数而计算所述蓄电池组容量的控制器以及电源模块，所述控制器分别与所述电流检测模块、所述电压检测模块、各所述控制开关、所述可变电阻箱相连接，所述电源模块分别与所述控制器、所述电流检测模块、所述可变电阻箱、所述控制开关相连接并供电。

【技术特征摘要】
1.一种具有自动核容功能的变电站用蓄电池组，包括若干节蓄电池，其特征在于：其还包括与所述蓄电池组相连接而构成放电回路而将所述蓄电池的电能回馈至交流电网的能馈型电子负载、与所述蓄电池组相连接并对其进行核容测试的核容单元；所述核容单元包括与所述蓄电池组相串联而构成核容回路且接入阻值可调的可变电阻箱、与所述蓄电池组中的各节所述蓄电池对应连接并控制所述蓄电池是否接入所述核容回路的控制开关、分别对应检测各节所述蓄电池的端电压的若干个电压检测模块、在核容过程中检测所述核容回路中的电流值的电流检测模块、在核容过程中根据所述核容回路中的电流值和各节所述蓄电池的端电压控制调整所述可变电阻箱的接入阻值和控制所述蓄电池是否接入所述核容回路并记录核容过程中各项参数而计算所述蓄电池组容量的控制器以及电源模块，所述控制器分别与所述电流检测模块、所述电压检测模块、各所述控制开关、所述可变电阻箱相连接，所述电源模块分别与所述控制器、所述电流检测模块、所述可变电阻箱、所述控制开关相连接并供电。2.根据权利要求1所述的具有自动核容功能的变电站用蓄电池组，其特征在于：所述能馈型电子负载包括与所述蓄电池组相连接并用于将所述蓄电池组输出的电能升压的DC/DC变换器、与所述DC/DC变换器相连接而将其输出的直流信号变换为交流信号并回馈至所述交流电网的DC/AC变换器。3.根据权利要求2所述的具有自动核容功能的变电站用蓄电池组，其特征在于：所述DC/DC变换器采用单管级联型Boost变换电路；所述DC/AC变换器采用电压型单相全桥逆变电路。4.根据权利要求3所述的具有自动核容功能的变电站用蓄电池组，其特征在于：所述DC/DC变换器包括电感L1、电感L2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、三极管Q1、电容C1、电容C2；所述电感L1的一端与所述蓄电池组的正极相连接，所述电感L1的另一端分别与所述二极管D1的正极和所述二极管D2的正极相连接，所述三极管Q1的集电极和所述二极管D3的正极分别与所述二极管D2的负极相连接，所述二极管D1的负极分别与所述电感L2的一端和所述电容C1的一端相连接，所述电感L2的另一端与所述三极管Q3的集电极相连接，所述电容C1的另一端与所述蓄电池组的负极相连接，所述三极管Q1的发射极与所述蓄电池组的负极相连接，所述电容C2的两端分别与所述二极管D3的负极和所述蓄电池组的负极相连接，所述二极管D3的负极和所述蓄电池组的负极构成所述DC/DC变换器的正负输出端；所述DC/AC变换器包括电容C、三极管V1、三极管V2、三极管V3、三极管V4、二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、电阻R、电感L；所述电容C连接于所述DC/DC变换器的正负输出端之间，所述三极管V1和所述三极管V2相串联并连接于所述DC/DC变换器的正负输出端之间，所述三极管V3和所述三极管V4相串联并连接于所述DC/DC变换器的正负输出端之间，所述二极管VD1和所述二极管VD2相串联并连接于所述DC/DC变换器的正负输出端之间，所述二极管VD3和所述二极管VD4相串联并连接于所述DC/DC变换器的正负输出端之间，所述三极管V1和所述三极管V2的共同端、所述二极管VD1和所述二极管VD2的共同端共接后连接所述电阻R，所述电阻R串接所述电感L后连接共接的所述三极管V3和所述三极管V4的共同端、所述二极管VD3和所述二极管VD4的共同端；流经所述电阻R的信号回馈至所述交流电网。5.根据权利要求1所述的具有自动核容功能的变电站用蓄电池组，其特征在于：各所述控制开关均连接有...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦建新，徐青龙，温增飞，蒋斯琪，沈小军，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司苏州供电公司，上海慕荣电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32