專利名稱：分組恒流、恒壓充電方式，穩(wěn)壓型的鎘鎳電池分、合閘整流裝置的制作方法
分組恒流、恒壓充電方式、穩(wěn)壓型的鎘鎳電池分、合閘整流裝置本發(fā)明系適用于小型發(fā)電廠、變電站、工廠配電所作為高壓斷路器直流電磁操作機構(gòu)的分、合閘電源及繼電保護、信號回路的直流電源。是小型發(fā)電、變電、配電系統(tǒng)不可缺少的重要電氣設(shè)備，其性能與可靠性，在很大程度上決定了發(fā)電、配電系統(tǒng)的工作質(zhì)量。以往的鎘鎳電池分、合閘整流裝置(如GKA41、GKA42以及BZGN-1等)均采用鎘鎳電池整組充電方式，很難適應(yīng)實際上不可避免的各分組電池性能的差異，因而造成有的分組過充電，有的分組又充電不足，從而造成鎘鎳電池性能的提前劣化。其所采用的充電方式則采用人工手動切換的充電(電流充電方式)與浮充電(電壓充電方式)，不僅難以保證及時進行切換，而且由于其電流、電壓充電方式也不是恒流與恒壓，不能滿足鎘鎳電池對充電提出的要求。其母線供電方式為整流電源、鎘鎳電池并聯(lián)供電，當電網(wǎng)電壓較高時整流電源對母線供電，同時對鎘鎳電池進行浮充電;當電網(wǎng)電壓較低時，鎘鎳電池組便參與供電，從而造成電網(wǎng)故障時鎘鎳電池供電容量下降。因此不得不采用較大的鎘鎳電池容量儲備。其實，此時電網(wǎng)仍屬正常狀態(tài)，不需要鎘鎳電池組參與工作。其對于電網(wǎng)電壓波動所采取的辦法，或利用接觸器調(diào)節(jié)變壓器抽頭電壓，或利用調(diào)節(jié)串聯(lián)二極管組的個數(shù)來改變壓降。這兩種辦法均采用手動方式，不僅調(diào)節(jié)不便，且功耗較大，難以滿足直流供電要求。其閃光信號電源系用繼電器控制線路構(gòu)成，可靠性較差、壽命低，且有較大的電器動作噪聲。其所采用的母線對地絕緣電阻監(jiān)測電路系橋式電路，檢測元件系繼電器。由于原理上不足，它不能檢測正、負母線絕緣同步劣化，而且不能給出具體的絕緣電阻值及分級報警信號。整個裝置不具有鎘鎳電池性能恢復(fù)與監(jiān)測功能。
本發(fā)明的目的是針對目前應(yīng)用的鎘鎳電池分、合閘整流裝置存在的種種不足，提出一種能夠使鎘鎳電池得以合理運用并采用符合鎘鎳電池特性的充電方式，具有較優(yōu)異性能的分組恒流、恒壓充電方式、穩(wěn)壓型的鎘鎳電池分、合閘整流裝置(以下簡稱分組IE充電方式、穩(wěn)壓型的鎘鎳電池分、合閘整流裝置)。
根據(jù)本發(fā)明所實現(xiàn)的鎘鎳電池分、合閘整流裝置，其特點在于，它將整流電源與鎘鎳電池充電兩個部分分開。整流電源作為電網(wǎng)處于正常狀態(tài)下的供電電源。它經(jīng)過一個降壓電阻直接聯(lián)接到合閘母線，供斷路器合閘用;它經(jīng)過穩(wěn)壓后聯(lián)接到控制母線，供斷路器分閘以及繼電保護、信號電路用。鎘鎳電池的充電系以10小時率電流進行恒流充電，當單節(jié)電池電壓達1.4V時，自動轉(zhuǎn)入對應(yīng)于每節(jié)電壓為1.4V的恒壓浮充電。考慮到各分組電池的性能差異，上述充電系分組進行的。電網(wǎng)故障時，由電平制約關(guān)系，經(jīng)自動切換單元將已充電完畢的鎘鎳電池聯(lián)接到合閘母線以及經(jīng)穩(wěn)壓后聯(lián)接到控制母線上，由鎘鎳電池供電。一但電網(wǎng)恢復(fù)正常，便立即恢復(fù)到整流電源系統(tǒng)供電。其中自動切換單元系一個二極管網(wǎng)絡(luò)，當電網(wǎng)正常時，整流電源輸入端電位總是高于鎘鎳電池輸入端的電位，由于二極管的封鎖作用，保證了由整流電源供電，而鎘鎳電池處于充電及熱備用狀態(tài)。電網(wǎng)故障時，整流電源輸入端電位低于鎘鎳電池輸入端電位，鎘鎳電池組便經(jīng)合閘母線輸出端與合閘母線聯(lián)接，同時又經(jīng)穩(wěn)壓后與控制母線聯(lián)接。當鎘鎳電池組電壓低于穩(wěn)壓值，則直饋繼電器返回將穩(wěn)壓單元旁路，則不經(jīng)穩(wěn)壓而直接向控制母線供電。二極管網(wǎng)絡(luò)的電位關(guān)系保證了電網(wǎng)恢復(fù)正常后迅速不間斷地切換成整流電源供電。所采用的開關(guān)式穩(wěn)壓器保證了當整流電源或鎘鎳電池電壓較高時，以較高的效率向控制母線提供穩(wěn)定的電壓。作為鎘鎳電池分、合閘整流裝置的組成部分之一的閃光信號電源，采用了全電子型，不僅可靠性高、壽命長，而且可以方便地調(diào)節(jié)閃光頻率。母線對地絕緣監(jiān)測，通過阻抗變換電路檢出三個電壓信號，經(jīng)A/D變換送入微處理器用阻抗變換數(shù)學(xué)模型計算出正、負母線的對地絕緣電阻，加以顯示。同時根據(jù)標準規(guī)定，分等級發(fā)出報警信號以及必要的保護。為了保證鎘鎳電池分、合閘整流裝置中鎘鎳電池在電網(wǎng)故障情況下能夠可靠工作，防止因長期浮充電造成鎘鎳電池放電容量下降，性能變差以及壽命減少等弊病，本發(fā)明增加了用于對處于檢修期或備用狀態(tài)的裝置中的鎘鎳電池進行非在線的性能恢復(fù)與監(jiān)測。該單元采用微處理器系統(tǒng)，按照標準的充、放電模式對鎘鎳電池進行性能恢復(fù)，同時在放電周期內(nèi)監(jiān)測各分組電池性能，檢出放電容量、內(nèi)阻等指標低于規(guī)定標準的鎘鎳電池分組，以便及早更換，防止鎘鎳電池在電網(wǎng)故障期不能正常工作而產(chǎn)生事故。在最后一個充電周期，對鎘鎳電池進行IEI方式充電，10%額定電流的均衡充電可使活性物質(zhì)充分轉(zhuǎn)化。


圖1是本發(fā)明主電路原理接線及控制單元原理方框圖。
圖2是分組IE充電方式充電單元的原理性方框圖。
圖3是實現(xiàn)圖2分組IE方式充電單元的一種方案的電氣原理圖。
圖4是分組IE方式充電單元的輸出伏安特性及一個分組鎘鎳電池的充電過程中電流及電壓隨時間變化的示意圖。
圖5是自動切換單元的電氣原理圖。
圖6是開關(guān)型穩(wěn)壓單元的原理性方框圖。
圖7是圖6所示的開關(guān)型穩(wěn)壓單元中的PWM控制部份的一種方案的電氣原理圖。
圖8是圖6及圖7穩(wěn)壓單元與PWM控制部份有關(guān)波形示意圖。
圖9是閃光信號源單元的一種實現(xiàn)方案的電氣原理圖。
圖10是絕緣監(jiān)測單元的原理性方框圖。
圖11是鎘鎳電池性能恢復(fù)與監(jiān)測單元的原理性方框圖。
圖1所示的本發(fā)明的主電路接線及控制單元原理性方框圖中，三相變壓器T經(jīng)低壓斷路器Q1聯(lián)接于電網(wǎng)，其次級經(jīng)熔斷器F與整流二極管D1～D6組成三相全橋式整流電路。其輸出經(jīng)降壓電阻R1，電流表A饋接于合閘母線+WS，提供電網(wǎng)正常情況下的合閘電源。充電用變壓器TC經(jīng)低壓斷路器Q2聯(lián)接于電網(wǎng)的某相，其次級共18個繞組，分別與No.1～No.18自動IE方式充電單元相聯(lián)，每個充電單元又分別聯(lián)到相串聯(lián)的18組(每組10個鎘鎳電池)電池上，進行分組的IE方式充電。整流電源與串聯(lián)的電池組共負極，其正極分別接到自動切換單元的二個輸入端上。自動切換單元共有三個輸出端，一個是聯(lián)接到穩(wěn)壓單元上的，一個是經(jīng)電流表A饋接于合閘母線+WS，一個則經(jīng)電壓檢測單元繼電器K的動斷觸頭，再經(jīng)控制側(cè)電流表A饋接到控制母線+WC。當電網(wǎng)正常時，或故障情況下由鎘鎳電池組供電，其電壓高于穩(wěn)壓輸出電壓時，控制母線上的電壓均由第一個輸出端經(jīng)穩(wěn)壓單元穩(wěn)壓后送出。電網(wǎng)故障后，第二個輸出端向合閘母線上送出鎘鎳電池電壓，供故障情況下合閘之用。當由于故障情況下鎘鎳電池的較大量的放電而使其輸出電壓低于穩(wěn)壓輸出電壓規(guī)定值時，電壓檢測單元使繼電器K釋放，故障情況下的電壓直接送到控制母線+WC。閃光信號源單元經(jīng)低壓斷路器QF輸出。按鈕開關(guān)SB與信號燈HLF是用來檢測閃光信號源是否正常工作的。絕緣監(jiān)測單元則聯(lián)接于母線的正負極以及保護接地之間。合閘回路經(jīng)低壓斷路器QS1、QS2，…饋出，控制回路(包括分閘回路)經(jīng)低壓斷路器QC1、QC2，…饋出。HL1為整個裝置總信號燈;HL2為充電部份信號燈，HL3、HL4、……為合閘回路信號燈;HLⅠ、HLⅡ、…為控制回路信號燈。接在變壓器T次級的△接的R、C網(wǎng)絡(luò)為吸收網(wǎng)絡(luò)。
圖2所示分組IE方式充電的原理性框圖中，控制變壓器的次級聯(lián)接到直流電源上，該直流電源有二部分組成，一部份為鎘鎳電池充電用，一部分系向放大、IE切換電路提供穩(wěn)壓負電源。該充電電源的電位隨所聯(lián)接的電池組而變化。R1為電流取樣電阻。由R7、R8、R9、及C6組成電壓取樣電路。當電池電壓較低，充電電流較大時，電流取樣電壓驅(qū)動放大、IE切換電路，使調(diào)整電路工作于恒流狀態(tài)，使充電單元輸出電流穩(wěn)定在10小時率電流上，誤差為±2%。隨充電過程電池電壓上升至對應(yīng)每節(jié)電池為1.40V(以下用1.40V/C表示)時，電壓取樣將驅(qū)動放大、IE切換電路，使調(diào)整電路工作于恒壓狀態(tài)，以1.40/C±1%恒定電壓對電池充電。C7為輸出濾波電容。C7為防止故障時電池向充電單元放電而設(shè)。
圖3所示分組IE方式充電單元的一種實現(xiàn)方案的電氣原理圖中，D1～D4與C1組成充電直流電源，D5、IC1、C2與C3組成向放大、IE切換電路中的IC3提供穩(wěn)壓的負電壓的直流電源。由晶體管V與IC2、R2組成擴展型調(diào)整電路。放大、IE切換電路由IC3、D6、LED、R3～R6、C4、C5組成。當電池電壓低于1.40V/C，電流較大時，輸出電流在R1上產(chǎn)生的電壓△VI將導(dǎo)致IC3輸出電位變低。由于IC3處于開環(huán)狀態(tài)，輸出的調(diào)整作用將使其輸入端電壓接近于零，從而使輸出電流受IC2ADI端、OUT端之間電壓1.25V及R1、R4、R5的制約而維持恒定。當電池充電電流較小時，R4上的壓降大于R1上的壓降△VI，IC3上輸出電壓接近于+VOUT，使LED、D6截止，則IC2ADJ端OUT端之間電壓受R7及R8、R9分壓制約而維持電壓恒定。
圖4左圖為圖2及圖3所示的分組IE方式充電單元的相對于每節(jié)電池的充電電壓-電流特性。IN為10小時率充電電流。圖4右圖為實際充電過程中充電電流、電壓隨時間變化示意圖。只要電壓低于1.4V就自動轉(zhuǎn)入10小時率恒流方式充電。
圖5所示為由二極管網(wǎng)絡(luò)組成的自動切換單元電路的電氣原理圖。其中ING為鎘鎳電池組輸入端，INV為整流電源輸入端。本發(fā)明中，電網(wǎng)電壓在正常波動范圍內(nèi)INV端電位始終高于ING端電位，D3截止，輸出端OUT5由于聯(lián)接到+WS，也處于與整流電源接近的電位，因而D1也截止。整流電源由INV端經(jīng)D4直接送向輸出端OUTC。當電網(wǎng)故障，INV端(以及OUTS端)電位低于ING端，D4截止，鎘鎳電池組由ING端經(jīng)D2饋接到合閘母線+WS，經(jīng)D3送向輸出端OUTC。輸出端OUTD用于當電池組電壓較低時，直接饋送到控制母線+WC之用。
圖6所示的穩(wěn)壓單元原理性方框圖中，采用了功率MOSFET開關(guān)元件。其開關(guān)狀態(tài)由PWM控制電路α端送出的控制信號決定。由R6、R7、R8組成的電壓采樣電路，將反映輸出電壓的采樣電壓送到PWM控制電路中，經(jīng)其內(nèi)部比較器產(chǎn)生驅(qū)動電壓，經(jīng)R2送到MOSFET的柵極。由電流采樣電阻Rsn上所取得的正比于電流的電壓送入PWM控制電路中，當輸出峰值電流超過允許值時，則將輸出峰值電流限制在規(guī)定值上。圖中C1、C2、R1輸入濾波電路。Di為MOSFET內(nèi)部寄生二極管，R3、C3及R4、C4均為阻容式過電壓吸收網(wǎng)絡(luò)。D為續(xù)流二極管。L、C5、C6為儲能電感及輸出濾波電容。DW、R2，R5組成MOSFET柵極輸入保護。
圖7所示的開關(guān)型穩(wěn)壓單元中PWM控制部份的一種實現(xiàn)方案的電氣原理圖中，采用TL494集成脈寬調(diào)制控制器做為PWM控制單元的脈寬調(diào)制信號發(fā)生器。電壓采樣信號由Vsn端徑R11送入內(nèi)部放大器的同相輸入端，放大后的信號反饋到內(nèi)部的PWM比較器，與內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生的基準鋸齒波相比較，產(chǎn)生脈寬調(diào)制驅(qū)動脈沖，經(jīng)內(nèi)部驅(qū)動晶體管的集電極T1C、T2C輸出，加到由V1～V4組成的全橋開關(guān)電路上，經(jīng)C7推動脈沖變壓器T。其次級繞組及由D5、V6組成的驅(qū)動電路的α端送到MOSFET柵極。峰值過流保護采樣信號由b、C端送到由V6、V7組成的可控硅型保護電路，當Rsn上的采樣信號＞0.6V時，使V7、V6組成的可控硅型電路導(dǎo)通，使MOSFET關(guān)斷。圖中R1、DW1、V8組成的降壓穩(wěn)壓電路，給PWM控制電路提供低壓直流電源。C1、C2為濾波電容，R9、R10為TL494集電極開路輸出的集電極電阻。D1～D4為鉗位二極管。C7為隔直電容。DW2用來限制過高的輸入采樣電壓。
圖8所示的圖6及圖7電路中PWM控制部份有關(guān)波形示意圖中，經(jīng)輸入端Vsn輸入到PWM控制電路的信號經(jīng)放大后生成的反饋到PWM內(nèi)部比較器的電壓，當它低于死區(qū)時間控制電壓時，該電路產(chǎn)生的輸入到變壓器上的交流方波脈寬由死區(qū)時間控制電壓與內(nèi)部基準振蕩器鋸齒波的交點所決定(圖中前4個半波)。當反饋到PWM比較器上的電壓高于死區(qū)時間控制電壓，則輸入到變壓器T上的交流方波脈寬便由反饋到PWM比較器上的電壓與內(nèi)部基準振蕩器鋸齒波所決定(圖中后6個半波)。當負載阻抗低于規(guī)定值，峰值電流保護電路動作，將MOSFET的峰值電流限制在規(guī)定的值之內(nèi)(MOSFET波形的前二個波)。當負載阻抗為正常范圍，MOSFET驅(qū)動電壓脈寬則與輸入到變壓器T的脈寬一致。
圖9所示的閃光信號源的一種具體實施電路中，由MOSFET作為閃光信號源的開關(guān)器件。其驅(qū)動電壓由IC2及R5、R6、R7等組成的低頻方波振蕩器，經(jīng)光電隔離耦合器件PHC送到MOSFET的柵極。由于電位的制約，方波振蕩器與MOSFET驅(qū)動部份不能共用直流電源，因而采用了由IC1方波振蕩器，開關(guān)晶體管V2及變壓器T的開關(guān)型電源，經(jīng)D1、C4以及D2、C5形成二路相隔離的直流電源。R1、DW1、V1組成的電路形成IC1的低壓直流穩(wěn)壓電源。D3、D4為續(xù)流二極管。R7、C6及R11、C10為吸收網(wǎng)絡(luò)。D為MOSFET內(nèi)部寄生二極管。DW2、R10組成MOSFET;輸入限幅保護。R9、C9用于使PHC的三極管部份基極有固定電位，提高抗干擾能力。
圖10所示的絕緣監(jiān)測單元中，由二個相同的電阻r二個電阻△r1、△r2串聯(lián)后經(jīng)母線選擇極化繼電器KP1的觸點聯(lián)接到正負母線之間。阻抗變換則由另一個極化繼電器KP2的觸點實現(xiàn)當該觸點與極性星標端(圖中“·”標記所示)相聯(lián)時，正母線絕緣電阻與r并聯(lián)，負母線絕電阻與(4+△r1+△r2)并聯(lián)后相串聯(lián);當該觸點與極性非星標端相聯(lián)時，則正母線絕緣電阻與(r+△r1+△r2)并聯(lián)、負母線的絕緣電阻與r并聯(lián)后相串聯(lián)。當三位置極化繼電器KP2處于不接通狀態(tài)時，則可進行母線電壓測量，以排除母線電壓影響檢測結(jié)果的因素。母線選擇極化繼電器則選擇所測試的母線(WC或WS)。
當KP2不接通時，輸入到A/D變換的電壓為UIn.O=n· (αr)/(2+αr) UW’其中n= (△r2)/(△r1+△r2) ；αr= (△r1+△r2)/(r) ;
UW-母線電壓。
當KP2與極性星標端接觸時，輸入到A/D變換的電壓為Uin.1=nUw (αrβ2(1+β1))/(β1(1+αr+β2)+β2(1+αr)(1+β1))其中β1= (Rw+)/(r)β2= (Rw-)/(r)RW+，RW--分別為正負母線對地絕緣電阻。
當KP2與非極性星標端接觸時，輸入到A/D變換的電壓為Uin.2=n·Uw (αrβ1(1+β2))/(β2(1+αr+β1)+β1(1+αr)(1+β2))按照所測得的上述三個電壓，便可以計算出正、負母線對地絕緣電阻Rw+=- ((u1+u2)(1+αr)-αr)/(u1+u2+αr(u2-1)) rRw-=- ((u1+u2)(1+αr)-αr)/(u1+u2+αr(u1-1)) r其中u1= 1/(n) · (UiN.1)/(Uw)
u2= 1/(n) · (Uin .2)/(Uw)Uw= 1/(n) · (2+αr)/(αr) Uin,O分壓電阻△r2的選擇應(yīng)保證Uin的最大值不超過A/D變換器的輸入動態(tài)范圍。
整個測量過程均在8031微處理器系統(tǒng)控制下進行。檢測周期開始，發(fā)出指令經(jīng)驅(qū)動器使KP1極化繼電器的觸點接通極性星標端，對控制母線WC進行絕緣監(jiān)測。依次測量Uin，0、Uin，1、Uin，2，經(jīng)A/D變換送入微處理器系統(tǒng)，微處理器則按照本發(fā)明所提出的物理及數(shù)學(xué)模型進行計算，得到RWC+，RW-。之后，發(fā)出轉(zhuǎn)換指令使KP1的觸點接通非極性星標端，同上進行合閘母線的測試，算出RWS+。LED顯示具有掃描顯示(依次按一定顯示周期顯示RWC+，RW-，RWS+)及選擇性顯示(用功能鍵選擇欲觀測的絕緣電阻)兩種功能。根據(jù)用戶或有關(guān)規(guī)定，可以設(shè)定不同絕緣水平的劣化報警及保護，各值均由軟件設(shè)定，經(jīng)輸出接口驅(qū)動報警與保護電路。由于電位差異，絕緣監(jiān)測單元中微處理器系統(tǒng)及其外圍電路采用了類似于圖9的隔離直流電源，經(jīng)穩(wěn)壓后供給各相關(guān)器件。
圖11所示的鎘鎳電池性能恢復(fù)及監(jiān)測單元，是一個在I、E型分、合閘裝置檢修期間或?qū)溆玫姆?、合閘裝置進行非在線的鎘鎳電池性能恢復(fù)與監(jiān)測。該單元分為主電路與監(jiān)控電路。主電路包括繼電器觸點K、2000W負載電阻RL。功率MOSFET開關(guān)及采樣電阻Rsensc，聯(lián)接于分、合閘裝置的專用接線端X1、X2。各分組電池組的電壓則由插座、插頭X送入監(jiān)測單元。監(jiān)測單元由單獨的交流電源供電，生成二組相互隔離的直流穩(wěn)壓電源，一組供PWM恒流控制、D/A變換，一組供給微處理器系統(tǒng)的及處圍電路。整個恢復(fù)、監(jiān)測過程由8031微處理器系統(tǒng)控制。按照鎘鎳電池規(guī)定的工藝，將整個性能恢復(fù)與監(jiān)測過程用軟件設(shè)定。過程開始后，首先合上繼電器K，然后進行規(guī)定恒流放電，放電電流由微處理器經(jīng)輸出接口，PHC隔離，將設(shè)定的電流值經(jīng)D/A變換送入PWM恒流控制進行恒流控制。放電過程中，由微處理器控制于簧繼電器K0～K18及K10～K118依次接通一個分組的電池，經(jīng)A/D變換送入微處器，檢測放電過程各分組電池電壓的變化，計算放電容量(Ah數(shù))。規(guī)定充放電工藝可以恢復(fù)電池性能，對各電池組放電容量監(jiān)測可及時發(fā)現(xiàn)性能變差或壽命終了的電池分組，以便及時更換，防止在分、合閘裝置應(yīng)用過程中產(chǎn)生事故?？刂七^程可以通過固化的程序以及鍵盤來設(shè)定。LED顯示可以顯示各電池分組的電壓及容量，同時對不合格分組發(fā)送報警信號。備有輸出打印接口，可供打印機打印各電池分組的各種特性及參數(shù)。最后一次充電按IEI方式進行，第二恒流為10%的10小時率電流，電壓為1.75V/C，這個均衡充電過程，可使活性物質(zhì)充分轉(zhuǎn)化，進一步改善電池的工作性能。均衡充電應(yīng)每三個月左右進行一次。均衡充電的電流，電壓設(shè)定值通過改變IE充電單元中R1及R9實現(xiàn)(通過專用的開關(guān))。
本發(fā)明所提出的各單元的優(yōu)異性能的總體配合，保證了電池性能的充分發(fā)揮與合理應(yīng)用，從而可不必采用較大的安全系數(shù)，因此是有優(yōu)良性能、價格比的分、合閘裝置。
權(quán)利要求
1.一種分組恒流、恒壓充電方式、穩(wěn)壓型的鎘鎳電池分、合閘整流裝置(以下簡稱IE型分、合閘裝置)，其中包括--三相全橋型整流單元，用來產(chǎn)生直流電壓，在電網(wǎng)正常情況下向IE型分、合閘裝置提供直流電源；--自動IE方式充電單元，共18組，用來對鎘鎳電池組進行分組的自動IE(恒流--恒壓)方式充電；--整流電源與鎘鎳電池之間的自動切換單元，用來實現(xiàn)電網(wǎng)正常情況下整流電源供電與電網(wǎng)故障情況下鎘鎳電池供電之間的自動、不間斷切換；--穩(wěn)壓單元，用來使整流或鎘鎳電池過高的電壓經(jīng)穩(wěn)壓后向控制母線輸出；--閃光信號源單元，用來向負載提供所需的一定周期的電子型閃光信號電源；--絕緣監(jiān)測單元，用來監(jiān)測直流母線的對地絕緣情況，分別顯示正、負母線對地絕緣電阻，提供絕緣劣化的分級報警信號以及必需的保護；--鎘鎳電池性能恢復(fù)及監(jiān)測單元，用來進行非在線情況下的、采用標準充、放電模式對鎘鎳電池的性能恢復(fù)，并監(jiān)測各分組的電池性能，以便發(fā)現(xiàn)并更換壽命終了或性能差的鎘鎳電池。其特點在于，它包括上述整流單元，作為電網(wǎng)正常情況下的合閘母線電源以及控制母線系統(tǒng)穩(wěn)壓單元的輸入電源它包括自動IE方式鎘鎳電池充電單元，采用分組方式對鎘鎳電池進行最優(yōu)參數(shù)的IE方式充電；它包括自動切換單元，保證自動不間斷地實現(xiàn)電網(wǎng)正常與故障情況下整流電源供電與鎘鎳電池供電之間的切換；它包括穩(wěn)壓單元，以保證控制母線電壓不致過高，且當鎘鎳電池組供電電壓較低時自動轉(zhuǎn)為直接供電；它包括電子型的閃光信號電源；它包括一個采用阻抗變換算法的帶微處理器系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測單元，實現(xiàn)了真正的母線對地絕緣監(jiān)測與保護；它包括非在線的鎘鎳電池性能恢復(fù)與監(jiān)測單元，當IE型分、合閘裝置處于檢修或備用狀態(tài)時，采用標準的充電、放電模式恢復(fù)鎘鎳電池性能，同時對其放電情況進行監(jiān)測，以便及時發(fā)現(xiàn)并更換性能變壞或壽命終了的鎘鎳電池分組。
2.權(quán)利要求1所述的IE型分、合閘裝置，其特點在于采用鎘鎳電池分組充電方式，以適應(yīng)各分組電池之間的性能的差異;
3.權(quán)利要求1所述的IE型分、合閘裝置，其特點在于，它采用了獨立的分組式的自動IE充電方式，使鎘鎳電池分組處于最佳充電狀態(tài)，保證電池性能的發(fā)揮。
4.權(quán)利要求1所述的IE型分、合閘裝置，其特點在于，當電網(wǎng)正常完全由電網(wǎng)經(jīng)整流(合閘母線)或再經(jīng)穩(wěn)壓(分閘與控制母線)供電，鎘鎳電池處于充電與熱備用狀態(tài);只有當電網(wǎng)故障時，由自動切換單元無間斷地切換到鎘鎳電池組供電;故障一但消除，立刻又恢復(fù)成電網(wǎng)供電狀態(tài)。
5.權(quán)利要求1或4的所述的IE型分，合閘裝置，其特點在于，電網(wǎng)經(jīng)整流或鎘鎳電池組的電壓經(jīng)過開關(guān)型穩(wěn)壓單元之后才聯(lián)接于控制母線，以保證控制母線所聯(lián)負載承受電壓不致過高;當鎘鎳電池組供電且電壓較低時，則換接成直接供電。
6.權(quán)利要求1所述的IE型分、合閘裝置，其特點在于，電子型的閃光信號電源有較高的可靠性與壽命。
7.權(quán)利要求1所述的IE型分、合閘裝置，其特點在于，采用阻抗變換算法及微處理器系統(tǒng)實現(xiàn)對母線的對地絕緣監(jiān)測、測量、計算并顯示正負母線對地的絕緣電阻，同時按照用戶使用要求設(shè)定的絕緣劣化等級提供分級報警信號和保護輸出。
8.權(quán)利要求1所述的IE型分、合閘裝置，其特點在于，由微處理器系統(tǒng)構(gòu)成的鎘鎳電池性能恢復(fù)監(jiān)測單元，可以在IE型分、合閘裝置檢修期間或?qū)溆玫腎E型分，合閘裝置，按照鎘鎳電池規(guī)定的標準充、放電模式進行充電-放電的多周期循環(huán)，旨在恢復(fù)其性能。在放電階段監(jiān)測各分組電池的放電容量，檢出性能變壞或壽命終了的鎘鎳電池分組，以便及時更換，消滅事故隱患。
全文摘要
一種分組恒流、恒壓充電方式、穩(wěn)壓型的鎘鎳電池分、合閘整流裝置，實現(xiàn)只有在電網(wǎng)故障情況下才由鎘鎳電池供電，分組恒流、恒壓充電方式，可以保證性能十分接近的分組內(nèi)各電池處于最合理的充電狀態(tài)，而對性能不同的各分組電池則分別充電?？刂颇妇€采用穩(wěn)壓輸出，提高了聯(lián)接到控制母線上的負載的工作可靠性。電子型閃光信號源保證了高可靠性；本發(fā)明提出的微處理器絕緣監(jiān)測以及鎘鎳電池性能恢復(fù)與監(jiān)測使分、合閘裝置的性能與可靠性提高。
文檔編號H02J7/00GK1055262SQ9110173
公開日1991年10月9日 申請日期1991年3月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月26日
發(fā)明者劉舟軍, 劉德濱, 劉莉萍, 田修波 申請人:劉德濱