專利名稱：直流系統(tǒng)單組蓄電池放電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種直流系統(tǒng)單組蓄電池放電裝置，用于電廠、變電站單組蓄電池直流系統(tǒng)的蓄電池核對(duì)性放電試驗(yàn)。
背景技術(shù)：
直流電源系統(tǒng)是電廠、電網(wǎng)核心設(shè)備之一，為控制、信號(hào)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置及事故照明等提供可靠的直流電源，同時(shí)還為操作提供可靠的操作電源。直流系統(tǒng)的可靠與否， 對(duì)電廠、變電站的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，是電廠、變電站安全運(yùn)行的保證。而在直流系統(tǒng)中，蓄電池又是整個(gè)直流電源系統(tǒng)的最后一道安全屏障，一但出現(xiàn)問題，隨之而來的便是保護(hù)失靈、開關(guān)拒動(dòng)、通道中斷…后果不堪設(shè)想。一般單組蓄電池的直流系統(tǒng)，包括一套或兩套充電機(jī)、一組蓄電池，交流電通過充電機(jī)整流成直流電，向直流負(fù)荷供電及向蓄電池充電，交流失電時(shí)，由蓄電池向直流負(fù)荷供電，保證直流供電的連續(xù)性。由于蓄電池內(nèi)在性能的復(fù)雜性及不可見性，目前檢驗(yàn)蓄電池性能好壞唯一準(zhǔn)確的方法就是核對(duì)性容量放電試驗(yàn)。對(duì)于單組蓄電池直流系統(tǒng)如何進(jìn)行該試驗(yàn)，在電力標(biāo)準(zhǔn)《DL/T7M-2000電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程》中作了明確的規(guī)定“發(fā)電廠或變電所中只有一組蓄電池，不能退出運(yùn)行，也不能作全核對(duì)性放電，……”。這就明確規(guī)定了只有一組蓄電池的直流系統(tǒng)，在核對(duì)性放電時(shí)，必須保證蓄電池始終在線，不準(zhǔn)脫離系統(tǒng)，否則將無法保證直流系統(tǒng)供電的連續(xù)性，威脅到電廠、電網(wǎng)的安全運(yùn)行?，F(xiàn)階段對(duì)于單組蓄電池直流系統(tǒng)蓄電池一般采用如下方法在線放電1.關(guān)閉充電機(jī)的直流輸出，用蓄電池供給整個(gè)發(fā)電廠或變電所的直流負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)蓄電池的放電容量試驗(yàn)，但由于直流負(fù)荷一般較小且大小不確定，而無法滿足蓄電池的IlO恒流放電要求；2.用恒流放電負(fù)載與直流負(fù)荷并聯(lián)在一起，對(duì)蓄電池進(jìn)行放電，解決了直流常規(guī)負(fù)荷電流太小的問題，但因直流負(fù)荷大小不確定， 仍無法滿足蓄電池的恒流放電要求。因此，設(shè)計(jì)一種實(shí)現(xiàn)在保證蓄電池始終在線，不脫離系統(tǒng)的前提下，對(duì)蓄電池進(jìn)行IlO恒流核對(duì)性放電試驗(yàn)的直流系統(tǒng)單組蓄電池放電裝置，是目前需要解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種實(shí)現(xiàn)在保證蓄電池始終在線，不脫離系統(tǒng)的前提下，對(duì)蓄電池進(jìn)行IlO恒流核對(duì)性放電試驗(yàn)的直流系統(tǒng)單組蓄電池放電裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是直流系統(tǒng)單組蓄電池放電裝置，其特征在于包括微處理器和按鍵及顯示器，在待測(cè)蓄電池與直流母線的連接線上設(shè)置有二極管與直流接觸器S的并聯(lián)回路，在待測(cè)蓄電池的兩端并聯(lián)有順序串接的放電電阻、IGBT管構(gòu)成的蓄電池組放電電路，在待測(cè)蓄電池的兩端并聯(lián)有電壓傳感器，在蓄電池放電電路上還設(shè)置有電流傳感器，電壓傳感器和電流傳感器采集的信號(hào)分別通過信號(hào)調(diào)整電路的電壓放大電路和電流放大電路傳遞給微處理器，微處理器通過光耦控制直流接觸器S和IGBT管的通斷。正常情況下，待測(cè)蓄電池組通過二極管與直流接觸器的并聯(lián)回路和直流母線相連，且上述并聯(lián)回路中直流接觸器處于接通狀態(tài)；在待測(cè)蓄電池組需要核對(duì)性放電時(shí)，微處理器先通過光藕斷開直流接觸器，再通過光藕驅(qū)動(dòng)IGBT管控制放電電阻對(duì)待測(cè)蓄電池組進(jìn)行恒流放電，其中二極管方向是由待測(cè)蓄電池正極指向直流正母線，這就保證了在放電過程中，只對(duì)待測(cè)蓄電池放電，如此時(shí)母線失壓，待測(cè)蓄電池就通過二極管向母線供電，保證了直流供電的連續(xù)性。上述各部分連接方式如下待測(cè)蓄電池組正極一方面通過二極管與直流接觸器的并聯(lián)回路和直流正母線相連， 其中，二極管方向是由待測(cè)蓄電池正極指向直流正母線；另一方面與IGBT管C極相連，IGBT 管E極與放電電阻的一端相連；待測(cè)蓄電池組負(fù)極一方面和直流負(fù)母線相連，另一方面穿過電流傳感器與放電電阻的另一端相連，而構(gòu)成放電主回路。微處理器通過一個(gè)I/O腳和光耦的輸入相連，光耦輸出連接直流接觸器線圈；微處理器通過另一個(gè)I/O腳和另一個(gè)光耦的輸入相連，該光耦輸出與IGBT管G極相連，而構(gòu)成放電控制主回路。電壓傳感器一次輸入端并聯(lián)于待測(cè)蓄電池組兩端，電壓傳感器二次信號(hào)輸出連接信號(hào)調(diào)理部分中的電壓運(yùn)放同相輸入端，電壓運(yùn)放輸出端連接微處理器一個(gè)A/D輸入腳而構(gòu)成電壓采樣回路；電流傳感器穿心于待測(cè)蓄電池組負(fù)極與放電電阻的的連接線，其二次信號(hào)輸出連接信號(hào)調(diào)理部分中的電流運(yùn)放的同相輸入端，電流運(yùn)放輸出端連接微處理器另一個(gè)A/D輸入腳而構(gòu)成電流采樣回路。微處理器串口連接智能顯示終端的串行USART接口，構(gòu)成按鍵及顯示回路。工作過程如下通過按鍵設(shè)定放電容量、放電時(shí)間、電池組電壓、單體電池電壓等放電參數(shù)，然后，微處理器一個(gè)I/O腳驅(qū)動(dòng)光藕斷開直流接觸器，再采用PWM脈寬調(diào)制方式，由微處理器的另一個(gè)I/O腳通過光藕推動(dòng)IGBT管來控制放電電阻投切，從而來調(diào)節(jié)待測(cè)蓄電池的放電電流，實(shí)現(xiàn)恒流輸出；在放電過程中，實(shí)時(shí)采集待測(cè)蓄電池電壓、電流，通過串行通訊在智能顯示終端顯示報(bào)表、曲線等，一旦放電容量、放電時(shí)間、電池組電壓、單體電池電壓任一放電終止保護(hù)條件滿足，或直流母線失壓，立即終止放電，并由微處理器I/O腳驅(qū)動(dòng)光藕閉合直流接觸器，恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題的優(yōu)選技術(shù)方案是所述的微處理器的型號(hào)為ATMEGA128L8AI，按鍵及顯示部分的顯示為智能顯示終端，智能顯示終端的型號(hào)為DTM64480T056，所述的電壓傳感器為電磁調(diào)制電壓傳感器，型號(hào)為WPE-DV，所述的電流傳感器為霍爾電流傳感器，型號(hào)為TBC50A，所述的放電電阻為PTC 陶瓷放電電阻,光耦的型號(hào)是TLP521-1，IGBT管的型號(hào)是25附20，ATMEGA128L8AI的GND、 AGND與電源地相連接；VCC、AVCC、接VCC高電平，C4并聯(lián)于ATMEGAU8L8AI的AREF和AGND 腳之間，起濾波作用，ATMEGA128L8AI的XTAL1、XTAL2腳分別與電容C2、C3的一端相連， 電容的另一端接地，并且在XTAL1、XTAL2之間接一個(gè)8M晶振Mx，為系統(tǒng)提供主時(shí)鐘信號(hào)， 使單片機(jī)正常工作，ATMEGA128L8AI的RESET腳與電阻Rll的一端及電容Cl的一端相連接，Rll的另一端接VCC高電平，Cl的另一端接地，完成上電復(fù)位功能，ATMEGA128L8AI的 RXDl腳與智能顯示終端DMT64480T056的TX腳相連，TXDl腳與智能顯示終端的RX腳相連， DMT64480T056的GND腳接地，構(gòu)成按鍵和顯示回路，ATMEGA128L8AI的PEO、PEl腳通過電阻Rbl、Rl32和光耦TLP521-1 VI、V2的2腳相連，兩個(gè)TLP521-1的1腳連接VCC高電平， 4腳與+15電源連接，TLP521-1 Vl的3腳與電阻Rcl的一端及IGBT管25附20 Ml的G 極相連，Rcl的另一端接地，V2的3腳與電阻Rc2的一端及直流接觸器GSZl S的線圈正極相連，Rc2的另一端接地，直流接觸器GSZl S的線圈負(fù)極接地，待測(cè)蓄電池的正極與二
4極管D的A端及直流接觸器S的一端連接，二極管D的K端及直流接觸器S的另一端連接直流正母線，待測(cè)蓄電池的負(fù)極連接直流負(fù)母線；25N120、Ml的C極與待測(cè)蓄電池的正極連接，E極接放電電阻Rzl的一端，Rzl另一端穿過電流變送器TBC50A后與待測(cè)蓄電池的負(fù)極連接，放電電阻Rz 1、IGBT管Ml、光耦Vl、V2、二極管D、直流接觸器S、電阻1 1、詘2、 RcU Rc2 一起構(gòu)成主放電及其控制電路，電壓傳感器WPE-DV —次輸入端U+與待測(cè)蓄電池的正極連接，U-與待測(cè)蓄電池的負(fù)極連接，電壓傳感器的+E腳接12V，GND腳接地，信號(hào)輸出端Uz連接R8的一端，電阻R8的另一端與AMPl的3腳相連，電阻R7的一端接地，另一端與AMPl運(yùn)放LM358的2腳及電位器Wl的1腳相連，電位器Wl的2、3腳與AMPl的1腳及 ATMEGA128L8AI的ADCl腳相連接，WPE-DV, R7、R8、Wl及AMPl —起構(gòu)成電壓信號(hào)變送調(diào)理電路，電流傳感器TBC50A穿心于待測(cè)蓄電池的負(fù)極與放電電阻Rzl的連接線，TBC50A的的 +E腳接12V，-E腳接-12V，G腳接地，信號(hào)輸出端Uz連接電阻RlO的一端，RlO的另一端與 AMP2運(yùn)放LM358的3腳相連，電阻R9的一端接地，另一端與AMP2的2腳及電位器W2的1 腳相連，電位器W2的2、3腳與AMP2的1腳及ATMEGA128L8AI的ADCO腳相連接，TBC50A、 R9、RlO、W2及AMP2 —起構(gòu)成電流信號(hào)變送調(diào)理電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)①該單組蓄電池直流系統(tǒng)的蓄電池放電裝置實(shí)現(xiàn)了蓄電池的恒流放電，滿足了電力規(guī)程對(duì)蓄電池放電的要求。②該單組蓄電池直流系統(tǒng)的蓄電池放電裝置實(shí)現(xiàn)了在任何情況下，蓄電池始終在線，不脫離系統(tǒng)，保證了直流系統(tǒng)供電的連續(xù)性，保障了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

圖1是本實(shí)用新型的總體框圖。圖2是本實(shí)用新型的電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，直流系統(tǒng)單組蓄電池放電裝置，其特征在于包括微處理器和按鍵及顯示器，在待測(cè)蓄電池與直流母線的連接線上設(shè)置有二極管與直流接觸器S的并聯(lián)回路， 在待測(cè)蓄電池的兩端并聯(lián)有順序串接的放電電阻、IGBT管構(gòu)成的蓄電池放電電路，在待測(cè)蓄電池的兩端并聯(lián)有電壓傳感器，在蓄電池放電電路上還設(shè)置有電流傳感器，電壓傳感器和電流傳感器采集的信號(hào)分別通過信號(hào)調(diào)整電路的電壓放大電路和電流放大電路傳遞給微處理器，微處理器通過光耦控制直流接觸器S和IGBT管的通斷。如圖2所示，所述的微處理器的型號(hào)為ATMEGA128L8AI，按鍵及顯示部分的顯示為智能顯示終端，智能顯示終端的型號(hào)為DTM64480T056，所述的電壓傳感器為電磁調(diào)制電壓傳感器，型號(hào)為WPE-DV，所述的電流傳感器為霍爾電流傳感器，型號(hào)為TBC50A，所述的放電電阻為PTC陶瓷放電電阻，光耦的型號(hào)是TLP521-1，IGBT管的型號(hào)是25m20， ATMEGA128L8AI的GND、AGND與電源地相連接；VCC、AVCC,接VCC高電平，C4并聯(lián)于 ATMEGA128L8AI 的 AREF 和 AGND 腳之間，ATMEGAU8L8AI 的 XTALl、XTAL2 腳分別與電容C2、C3的一端相連，電容的另一端接地，并且在XTAL1、XTAL2之間接一個(gè)8M晶振Mx， ATMEGA128L8AI的RESET腳與電阻Rll的一端及電容Cl的一端相連接，Rll的另一端接VCC高電平,Cl的另一端接地，ATMEGAU8L8AI的RXDl腳與智能顯示終端DMT64480T056的TX 腳相連，TXDl腳與智能顯示終端的RX腳相連，DMT64480T056的GND腳接地，構(gòu)成按鍵和顯示回路，ATMEGAU8L8AI的PE0、PE1腳通過電阻Rbl、Rb2和光耦TLP521-1 VI、V2的2腳相連，兩個(gè)TLP521-1的1腳連接VCC高電平，4腳與+15電源連接，TLP521-1 Vl的3腳與電阻Rcl的一端及IGBT管25附20 Ml的G極相連，Rcl的另一端接地，V2的3腳與電阻 Rc2的一端及直流接觸器GSZl S的線圈正極相連，Rc2的另一端接地，直流接觸器GSZl S的線圈負(fù)極接地，待測(cè)蓄電池的正極與二極管D的A端及直流接觸器S的一端連接，二極管D的K端及直流接觸器S的另一端連接直流正母線，待測(cè)蓄電池的負(fù)極連接直流負(fù)母線； 25N120、Ml的C極與待測(cè)蓄電池的正極連接，E極接放電電阻Rzl的一端，Rzl另一端穿過電流變送器TBC50A后與待測(cè)蓄電池的負(fù)極連接，放電電阻Rzl、IGBT管Ml、光耦V1、V2、 二極管D、直流接觸器S、電阻Rbl、Rb2、RcU Rc2 一起構(gòu)成主放電及其控制電路，電壓傳感器WPE-DV —次輸入端U+與待測(cè)蓄電池的正極連接，U-與待測(cè)蓄電池的負(fù)極連接，電壓傳感器的+E腳接12V，GND腳接地，信號(hào)輸出端Uz連接R8的一端，電阻R8的另一端與AMPl 的3腳相連，電阻R7的一端接地，另一端與AMPl運(yùn)放LM358的2腳及電位器Wl的1腳相連，電位器Wl的2、3腳與AMPl的1腳及ATMEGA128L8AI的ADCl腳相連接，WPE-DV, R7、 R8、Wl及AMPl —起構(gòu)成電壓信號(hào)變送調(diào)理電路，電流傳感器TBC50A穿心于待測(cè)蓄電池的負(fù)極與放電電阻Rzl的連接線，TBC50A的的+E腳接12V，-E腳接-12V，G腳接地，信號(hào)輸出端Uz連接電阻RlO的一端，RlO的另一端與AMP2運(yùn)放LM358的3腳相連，電阻R9的一端接地，另一端與AMP2的2腳及電位器W2的1腳相連，電位器W2的2、3腳與AMP2的1腳及ATMEGAU8L8AI的ADCO腳相連接，TBC50A、R9、RIO、W2及AMP2 —起構(gòu)成電流信號(hào)變送調(diào)理電路。
權(quán)利要求1.直流系統(tǒng)單組蓄電池放電裝置，其特征在于包括微處理器和按鍵及顯示器，在待測(cè)蓄電池與直流母線的連接線上設(shè)置有二極管與直流接觸器S的并聯(lián)回路，在待測(cè)蓄電池的兩端并聯(lián)有順序串接的放電電阻、IGBT管構(gòu)成的蓄電池組放電電路，在待測(cè)蓄電池的兩端并聯(lián)有電壓傳感器，在蓄電池放電電路上還設(shè)置有電流傳感器，電壓傳感器和電流傳感器采集的信號(hào)分別通過信號(hào)調(diào)整電路的電壓放大電路和電流放大電路傳遞給微處理器，微處理器通過光耦控制直流接觸器S和IGBT管的通斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流系統(tǒng)單組蓄電池放電裝置，其特征在于所述的微處理器的型號(hào)為ATMEGA128L8AI，按鍵及顯示部分的顯示為智能顯示終端，智能顯示終端的型號(hào)為DTM64480T056，所述的電壓傳感器為電磁調(diào)制電壓傳感器，型號(hào)為WPE_DV，所述的電流傳感器為霍爾電流傳感器，型號(hào)為TBC50A，所述的放電電阻為PTC陶瓷放電電阻，光耦的型號(hào)是TLP521-1，IGBT管的型號(hào)是25附20，ATMEGA128L8AI的GND、AGND與電源地相連接； VCC、AVCC、接 VCC 高電平，C4 并聯(lián)于 ATMEGAU8L8AI 的 AREF和 AGND 腳之間，ATMEGAU8L8AI 的XTALl、XTAL2腳分別與電容C2、C3的一端相連，電容的另一端接地，并且在XTALl、XTAL2 之間接一個(gè)8M晶振Mx，ATMEGA128L8AI的RESET腳與電阻Rll的一端及電容Cl的一端相連接，Rll的另一端接VCC高電平，Cl的另一端接地，ATMEGA128L8AI的RXDl腳與智能顯示終端DMT64480T056的TX腳相連，TXDl腳與智能顯示終端的RX腳相連，DMT64480T056 的GND腳接地，構(gòu)成按鍵和顯示回路，ATMEGA128L8AI的PE0、PE1腳通過電阻Rbl、Rb2和光耦TLP521-1 VI、V2的2腳相連，兩個(gè)TLP521-1的1腳連接VCC高電平，4腳與+15電源連接，TLP521-1 Vl的3腳與電阻Rcl的一端及IGBT管25附20 Ml的G極相連，Rcl的另一端接地，V2的3腳與電阻Rc2的一端及直流接觸器GSZl S的線圈正極相連，Rc2的另一端接地，直流接觸器GSZl S的線圈負(fù)極接地，待測(cè)蓄電池的正極與二極管D的A端及直流接觸器S的一端連接，二極管D的K端及直流接觸器S的另一端連接直流正母線，待測(cè)蓄電池的負(fù)極連接直流負(fù)母線；25N120、M1的C極與待測(cè)蓄電池的正極連接，E極接放電電阻Rzl的一端，Rzl另一端穿過電流變送器TBC50A后與待測(cè)蓄電池的負(fù)極連接，放電電阻 Rzl、IGBT管Ml、光耦V1、V2、二極管D、直流接觸器S、電阻I bl、I b2、Rcl、Rc2 —起構(gòu)成主放電及其控制電路，電壓傳感器WPE-DV —次輸入端U+與待測(cè)蓄電池的正極連接，U-與待測(cè)蓄電池的負(fù)極連接，電壓傳感器的+E腳接12V，GND腳接地，信號(hào)輸出端Uz連接R8的一端，電阻R8的另一端與AMPl的3腳相連，電阻R7的一端接地，另一端與AMPl運(yùn)放LM358的2腳及電位器Wl的1腳相連，電位器Wl的2、3腳與AMPl的1腳及ATMEGA128L8AI的ADCl腳相連接，WPE-DV、R7、R8、W1及AMPl —起構(gòu)成電壓信號(hào)變送調(diào)理電路，電流傳感器TBC50A穿心于待測(cè)蓄電池的負(fù)極與放電電阻Rzl的連接線，TBC50A的的+E腳接12V，-E腳接-12V， G腳接地，信號(hào)輸出端Uz連接電阻RlO的一端，RlO的另一端與AMP2運(yùn)放LM358的3腳相連，電阻R9的一端接地，另一端與AMP2的2腳及電位器W2的1腳相連，電位器W2的2、3 腳與 AMP2 的 1 腳及 ATMEGAU8L8AI 的 ADCO 腳相連接，TBC50A、R9、R10、W2 及 AMP2 —起構(gòu)成電流信號(hào)變送調(diào)理電路。
專利摘要直流系統(tǒng)單組蓄電池放電裝置，包括微處理器和按鍵及顯示器，在待測(cè)蓄電池與直流母線的連接線上設(shè)置有二極管與直流接觸器S的并聯(lián)回路，在待測(cè)蓄電池的兩端并聯(lián)有順序串接的放電電阻、IGBT管構(gòu)成的蓄電池組放電電路，在待測(cè)蓄電池的兩端并聯(lián)有電壓傳感器，在待測(cè)蓄電池放電電路上還設(shè)置有電流傳感器，電壓傳感器和電流傳感器采集的信號(hào)分別通過信號(hào)調(diào)整電路的電壓放大電路和電流放大電路傳遞給微處理器，微處理器通過光耦控制直流接觸器S和IGBT管的通斷。其優(yōu)點(diǎn)是①實(shí)現(xiàn)了蓄電池的恒流放電。②實(shí)現(xiàn)了在任何情況下，蓄電池始終在線，不脫離系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202004479SQ20102068632
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者劉文哲, 崔榮花, 張衛(wèi)國(guó), 徐長(zhǎng)青, 王磊 申請(qǐng)人:山東電力集團(tuán)公司菏澤供電公司, 河北創(chuàng)科電子科技有限公司