一种站用蓄电池智能维护电路及维护方法技术

本发明专利技术涉及一种站用蓄电池智能维护电路及维护方法，将蓄电池均匀分为n组，每个蓄电池监控单元分别监测一组蓄电池组的状态，并反馈给所述直流监控系统；每个双向升降压单元由直流母线或交流母线获取电能为对应的一组蓄电池组充电或者将对应蓄电池组的电能升压后向直流母线或交流母线输出电能；直流监控系统，监测各组电池的状态，控制双向升降压模块调整各组蓄电池组的状态。本发明专利技术可以规避传统站用蓄电池组中某一电池单体出现接线故障或内部质量问题且交流进线失压时，直流母线负载的掉电风险；自动地对蓄电池进行核容，通过分组的方式对蓄电池进行均衡控制。方式对蓄电池进行均衡控制。方式对蓄电池进行均衡控制。

【技术实现步骤摘要】
一种站用蓄电池智能维护电路及维护方法


[0001]本专利技术涉及直流电源
，尤其涉及一种站用蓄电池智能维护电路及维护方法。

技术介绍

[0002]变电站直流系统为变电站内提供了110V或220V直流电源，为信号设备保护、自动装置、及断路器分、合闸操作服务，是变电站正常运行的核心部分。当变电站用交流电源失电时，直流系统中配置的蓄电池组可作为后备电源，为站用直流负荷供电，从而保证变电站电气一、二次设备的安全运行。通常直流系统均采用蓄电池组和高频开关电源的组合配置，正常情况下交流电经高频开关整流提供直流电源并对蓄电池进行充电，事故情况下则由蓄电池组提供直流电源，传统的变电站直流系线图如图1所示。
[0003]传统的变电站直流系统接有如下缺点：
[0004]由于蓄电池组中电池为串联模式，若其中某一电池单体出现接线故障或内部质量问题，将直接导致整个电池组无法正常工作。如此时交流进线出现失压，直流负载将有掉电风险。
[0005]蓄电池组各电池单体的容量必然存在差异，串联充电时，充电装置是根据全组电池的电压来对蓄电池组的工作状态进行控制，但事实上在充电过程中，容量较小的蓄电池将提前充满，而容量较大的蓄电池还要继续充电。长期如此运行下去，必然导致蓄电池组中有的电池过充/放电，有的电池欠充/放电，造成蓄电池容量不均衡。
[0006]蓄电池组的所配套的巡检装置仅是对各电池单体的端电压进行监测，而对电池实时的容量的监测只能依靠定期离线式(电阻放电模式)全容量核容实验才能真正确定实际容量。整个过程需耗费大量的人力财力。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种站用蓄电池智能维护电路及维护方法，可以规避传统站用蓄电池组中某一电池单体出现接线故障或内部质量问题且交流进线失压时，直流母线负载的掉电风险；自动地对蓄电池进行核容，通过分组的方式对蓄电池进行均衡控制。
[0008]为达到上述目的，本专利技术提供了一种站用蓄电池智能维护电路，包括：n个蓄电池监控单元、双向升降压模块、续流回路以及直流监控系统；
[0009]蓄电池均匀分为n组，每个蓄电池监控单元分别监测一组蓄电池组的状态，并反馈给所述直流监控系统；
[0010]所述续流回路连接在直流母线与所述双向升降压模块之间；
[0011]所述双向升降压模块包括n个双向升压单元，每个双向升降压单元由直流母线或交流母线获取电能为对应的一组蓄电池组充电或者将对应蓄电池组的电能升压后向直流母线或交流母线输出电能；
[0012]所述直流监控系统，监测各组电池的状态，当直流母线或交流母线正常供电时，控制所述双向升降压模块使得各组蓄电池组均衡，当存在故障蓄电池组时，关闭该蓄电池组；当需要蓄电池组供电时，如果所有需要蓄电池组正常，则直接输出所有蓄电池串联后提供的电能，如果存在故障蓄电池组，则将正常的蓄电池组升压后并联输出电能。
[0013]进一步地，所述直流监控系统控制所述双向升降压模块使得各组蓄电池组均衡，包括：
[0014]当某一组蓄电池组的电压低于其他组蓄电池组的电压时，控制对应双向升降压单元为该组蓄电池组充电；当某一组蓄电池组的电压高于其他组蓄电池组的电压时，控制断开所述续流回路，对应双向升降压单元为该组蓄电池组放电。
[0015]进一步地，所述续流回路，包括一个常闭触点开关及一个二极管并联组成；常闭触点开关的状态由所述直流监控系统控制。
[0016]进一步地，所述直流监控系统，每隔一段时间断开所述续流回路，轮流对各个蓄电池组进行核容或10～30min的浅放电及充电，所述直流监控系统监测各个蓄电池组放电期间电压下降值，如果一组蓄电池组电压下降值高于下降阈值，则停止该组蓄电池组的充放电，输出该组蓄电池组性性能不足的提示。
[0017]进一步地，判断是否存在故障包括：监测每组蓄电池组的内阻，如果超过设定内阻阈值，则判断该组蓄电池组故障，停止该组蓄电池组的充放电，并输出预警提示。
[0018]进一步地，所述双向升降压单元包括AC电路、第一DC电路以及第二DC电路，当为蓄电池组充电时，如果为交流母线充电，则AC电路和第一DC电路将交流电转换为直流电为蓄电池组充电；如果为直流母线充电且不存在故障蓄电池组时，直接为所有蓄电池充电；如果为直流母线充电且存在故障蓄电池组时，第二DC电路和第一DC电路进行电压转换后为对应蓄电池组充电；
[0019]当蓄电池组供电时，如果不存在故障蓄电池组，则直接输出所有蓄电池串联后提供的电能，如果存在故障蓄电池组，则正常的蓄电池组的第一DC电路和第二DC电路对蓄电池组升压至220V或110V后并联输出电能。
[0020]进一步地，n个蓄电池监控单元之一为主蓄电池监控单元收集其余n
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1个蓄电池监控单元采集的状态数据及自身采集的状态数据发送给所述直流监控系统；
[0021]或者还包括主蓄电池监控单元，收集n个蓄电池监控单元采集的状态数据发送给所述直流监控系统。
[0022]另一方面提供一种基于所述的站用蓄电池智能维护电路的维护方法，包括：
[0023]当直流母线正常供电时，所述直流监控系统，监测各组电池的状态，控制所述双向升降压模块使得各组蓄电池组电压均衡，当存在故障蓄电池组时，关闭该蓄电池组；
[0024]当交流母线正常供电时，所述直流监控系统，监测各组电池的状态，控制所述双向升降压模块将交流电转换为直流电为各组蓄电池组充电，控制各组蓄电池组电压均衡，当存在故障蓄电池组时，关闭该蓄电池组；
[0025]当需要蓄电池组供电时，如果所有需要蓄电池组正常，则直接输出所有蓄电池串联后提供的电能，如果存在故障蓄电池组，则将正常的蓄电池组升压后并联输出电能。
[0026]进一步地，所述直流监控系统，每隔一段时间断开所述续流回路，轮流对各个蓄电池组进行核容或10～30min的浅放电及充电，所述直流监控系统监测各个蓄电池组放电期
间电压下降值，如果一组蓄电池组电压下降值高于下降阈值，则停止该组蓄电池组的充放电，输出该组蓄电池组性性能不足的提示。
[0027]进一步地，判断是否存在故障包括：监测每组蓄电池组的内阻，如果超过设定内阻阈值，则判断该组蓄电池组故障，停止该组蓄电池组的充放电，并输出预警提示。
[0028]本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0029](1)本专利技术规避了常规直流系统蓄电池组中某一电池单体出现接线故障或内部质量问题时，如交流进线出现失压，直流负载将有掉电的风险。增加了直流系统的可靠性。
[0030](2)本专利技术解决了常规直流系统无法进行均衡充电，出现蓄电池容量不均衡的问题，延长了蓄电池组的使用寿命。
[0031](3)本专利技术具备蓄电池在线核容放电功能，解决了传统电阻放电的能源及人力浪费问题。
[0032](4)本专利技术电池组各项功能均是以蓄电池分组为单位进行，而非蓄电池单体，在功能及成本之间找到了最优的解决方案。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种站用蓄电池智能维护电路，其特征在于，包括：n个蓄电池监控单元、双向升降压模块、续流回路以及直流监控系统；蓄电池均匀分为n组，每个蓄电池监控单元分别监测一组蓄电池组的状态，并反馈给所述直流监控系统；所述续流回路连接在直流母线与所述双向升降压模块之间；所述双向升降压模块包括n个双向升压单元，每个双向升降压单元由直流母线或交流母线获取电能为对应的一组蓄电池组充电或者将对应蓄电池组的电能升压后向直流母线或交流母线输出电能；所述直流监控系统，监测各组电池的状态，当直流母线或交流母线正常供电时，控制所述双向升降压模块使得各组蓄电池组均衡，当存在故障蓄电池组时，关闭该蓄电池组；当需要蓄电池组供电时，如果所有需要蓄电池组正常，则直接输出所有蓄电池串联后提供的电能，如果存在故障蓄电池组，则将正常的蓄电池组升压后并联输出电能。2.根据权利要求1所述的站用蓄电池智能维护电路，其特征在于，所述直流监控系统控制所述双向升降压模块使得各组蓄电池组均衡，包括：当某一组蓄电池组的电压低于其他组蓄电池组的电压时，控制对应双向升降压单元为该组蓄电池组充电；当某一组蓄电池组的电压高于其他组蓄电池组的电压时，控制断开所述续流回路，对应双向升降压单元为该组蓄电池组放电。3.根据权利要求1或2所述的站用蓄电池智能维护电路，其特征在于，所述续流回路，包括一个常闭触点开关及一个二极管并联组成；常闭触点开关的状态由所述直流监控系统控制。4.根据权利要求3所述的站用蓄电池智能维护电路，其特征在于，所述直流监控系统，每隔一段时间断开所述续流回路，轮流对各个蓄电池组进行核容或10～30min的浅放电及充电，所述直流监控系统监测各个蓄电池组放电期间电压下降值，如果一组蓄电池组电压下降值高于下降阈值，则停止该组蓄电池组的充放电，输出该组蓄电池组性性能不足的提示。5.根据权利要求3所述的站用蓄电池智能维护电路，其特征在于，判断是否存在故障包括：监测每组蓄电池组的内阻，如果超过设定内阻阈值，则判断该组蓄电池组故障，停止该组蓄电池组的充放电，并输出预警提示。6.根据权利要求1或2所述的站用蓄电池智能维护电路，其特征在于，所述双向升降压单元包括AC电路、第一DC电路以及第二DC电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵启良，石伟，詹金果，尹强，熊泽成，于越，罗治军，张明冉，常志国，刘天强，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：