均容脉浮式无损宽调压蓄电池成套直流屏.pdf

上传人:a3 文档编号:682753 上传时间:2018-03-04 格式:PDF 页数:12 大小:644.83KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN200310105308.4

申请日:

2003.10.12

公开号:

CN1606209A

公开日:

2005.04.13

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):H02J 7/00申请日:20031012授权公告日:20090401终止日期:20091112|||专利申请权、专利权的转移(专利权的转移)变更项目:专利权人变更前权利人:孙海裕 地址: 山东省泰安市岱宗大街223号山东科技大学曲来印转 邮编: 271019变更后权利人:山东科技大学 地址: 山东省青岛经济技术开发区前湾港路579号 邮编: 266510登记生效日:2009.8.14|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

H02J7/00; H02J7/34

主分类号:

H02J7/00; H02J7/34

申请人:

孙海裕;

发明人:

孙海裕

地址:

271019山东省泰安市岱宗大街223号山东科技大学曲来印转

优先权:

专利代理机构:

代理人:

PDF下载: PDF下载
内容摘要

一种电力系统用的均容脉浮式无损宽调压蓄电池成套直流屏,设置一台输出纯直流和脉动直流两种电压的浮充机,纯直流经防逆二极管直供直流母线,脉动直流单独对蓄电池进行高效脉动浮充,设置一台充电浮充两用机,输出脉动直流接充放电母线作活化等各种充电,输出纯直流经防逆二极管接直流母线备用。设置两组三段式两抽头蓄电池,主体段的浮充电压与直流母线电压相等,浮运时与直流母线相通,两调压段电池在交流停电时先后投入运行,经防环流通道和无损宽调压电路,实现无损宽调压。每组蓄电池装有一套三段电池式均容器,对两组电池进行高效脉动浮充,使蓄电池的容量保持值和使用寿命得到的提高。

权利要求书

1.  一种电力系统用的均容脉浮式无损宽调蓄电池成套直流屏,它包括:
(1)二条直流母线1M、2M,一条浮充母线FM,一条充放电母线CFM和共用负母线M-,两台充电机1CDJ和2CDJ,两套蓄电池组1XDC和2XDC;其特征还包括:
(2)由四只二极管组成的防环流通道FHL;
(3)两台充电机,1CDJ为输出两种电压的浮充机,2CDJ为浮充充电两用机;
(4)每组蓄电池有二个抽头B和C,将电池组分为三段即主体段a和调压段b、c,并设有三段电池均容器JYJ和以调压接触器11C、12C为中心的控制电路WGK;
(5)其主电路的联接关系是:
①浮充机1CDJ的脉动电压V2输出端经三连开关5K后接入浮充母线FM,由此分两路,一路接防环流通道3D负极,再由3D正极接两位三刀工况开关1K上位⑤接点,合闸时,向蓄电池组1XDC浮充电;第二路接防环流通道4D负极,再由4D正极接两位三刀工况开关3K上位⑤接点,向蓄电池组2XDC浮充电;
浮充机1CDJ的电压V1输出端经三连开关5K接防逆二极管5D负极,再经5D正极接直流母线1M,向1M上的负荷供电;1CDJ的输出回路端经三联开关5K接共用负母线M-,形成回路;
②浮充充电两用机2CDJ的电压输出端接防逆二极管6D负极,再经6D正极后分两路,一路经接触器3C接入充放电母线CFM并与两位三刀开关1K和3K的上位③接点连通,合闸时向蓄电池组1XCD和2XCD脉动充电;另一路经接触器4C接入直流母线2M,向2M上的负荷供电;2CDJ的输出回路经接触器3C、4C接共用负母线M-形成回路;
③蓄电池组1XDC的正极经主控开关2K的正电源刀接到两位三刀开关1K的下位①接点,合闸时接通1K的上位②接点,②接点接防环流通道二极管1D的负极,再经1D正极接通直流母线1M,向1M上的负荷供电;1XDC负极经主控开关2K的负电源刀接共用负母线M-形成回路;
④蓄电池组2XDC的正极经主控开关4K的正电源刀接到两位三刀开关3K的下位①接点,合闸时接通3K的上位②接点,②接点连接防环流通道二级管2D的负极,再经2D正极接通直流母线2M,向2M上的负荷供电;2XDC的负极经主控开关4K的负电源刀接共用负母线M-形成回路。
(6)其控制电路WGK的联接关系是:
每组蓄电池调压接触器11C和12C的电池侧线圈接每组电池的负极D接点;每组11C的直流屏侧线圈经交流失压中间继电器1ZJ常闭接点,分别接工况开关1K和3K的下位④接点;每组12C的直流屏侧线圈分别接工况开关1K和3K的上位⑥接点;1K和3K的④、⑥接点分别并接继电器12ZJ的两个接点;工况开关1K的⑤接点经二极管9D、12C动作线圈接负母线M-;工况开关3K的⑤接点经二极管10D、11YJ接点、12YJ接点和12ZJ动作线圈接负母线M-,再把9D、10D正极相连接;浮充机1CDJ的V2输出端7号接点接二极管7D负极,浮充机2CDJ的V输出端5号接点经4C接二级管8D负极,7D、8D正极联接后经接触器11YJ的动作线圈接负母线M-。
(7)其三段电池均容器JYJ的联接关系是:
E接点依次经接触器13C的常闭结点、电阻R和接触器12C的常闭结点与蓄电池组C接点连通,形成常时均容电路;在事故电路中,E接点依次经接触器13C的常闭结点、电阻R3、R4与蓄电池组负极即D接点连通,E接点再依次经接触器11C的常闭结点、电阻R5、接触器13C的起动线圈与B点连通,R3、R4接点经二极管D13接三极管G1基极,G1射极与电池组B接点连通,G1集电极接三级管G2基极,G2射级接R3和13C的接点,G2集电极接三极管G3基极,G3射极接11C和R5的接点,G3集电极接G2的射极,形成对B点的事故均容充电。

说明书

均容脉浮式无损宽调压蓄电池成套直流屏
技术领域
本申请属于电力系统用的直流屏,适用于铅免、镉镍等各类蓄电池成套直流屏。
背景技术
与本申请最接近的现有技术是本申请设计人设计的ZL99221860.8实用新型专利“无环流并运铅免蓄电池成套直流屏”。它是在直流屏线路中设有两条直流母线1M+、2M+,一条浮充母线FM和一条充放电母线CFM,一条共用的负母线M-,1号充电机通过开关接浮充母线,2号充电机通过双向开关分别接于浮充母线和充放电母线,在1M+、2M+两条直流母线一端分别接于两组各由50支二极管串联组成的自动调压硅连的阴极端,双组蓄电池通过双位工况开关分别接于防环流装置②④端或充放电母线。该防环流装置设有三组防环流通道,每组有两支二极管组成。其中一组阴极并接后分别接于两组调压硅连的阳极,其阳极分别接防环流装置②④端,这是两组蓄电池事故放电和浮充瞬时放电共用防环流通道。二组阳极并接于浮充母线,阴极分别经各自的浮充电流表接防环流装置②④端,这是浮充电流专用防环流通道。三组两阴极分别接防环流装置②④端,两阳极并联经开关接充放电母线,这是在个别情况下采用的均充电防环流通道。浮充母线还有一路经二极管接于两调压硅连的阳极端,这是常时直流负荷通道。当某组电池需要进行活化充放电时,可由其工况开关将该组电池切换到充放电母线上单独进行。该专利技术实现了双组蓄电池无环流并联运行,消除了环流的重大隐患,解决了单电池直流屏的可靠性和寿命很低的问题,比两组并用的全容量单电源直流屏的可靠性高,而且成本降低一半,能满足电力系统交流停电时优质电压、高可靠性的直流电源的需求。其不足是,在大电厂采用时,浮充常时直流负荷和事故时事故直流负荷均很大,高达数十安至数百安的电流,都要通过调压硅连,加大了调压硅连的只数和容量,增加了调压硅连的电能损耗,也大大增加了直流屏的成本和运行费用,还给安装带来不便。另外,由于电路原理的限制无法实现高效脉动浮充,限制了蓄电池容量保持值和寿命的更进一步提高。
发明内容
本申请的目的一是在双组蓄电池无环流并联运行的条件下,消除调压损耗,降低设备成本和运行费用;二是实现均容脉浮式无损宽调压,既能实现调压无损耗,又能使单只蓄电池容量电压始终保持均等,同时还能实现对蓄电池的高效脉动浮充,进一步提高蓄电池的容量保持值,增加使用寿命和运行的可靠性。
本申请方案如图1、图2、图3所示。
图1是主线路图,图2是无损宽调压控制电路图,图3是三段电池式均容器电路图。
图1中1M、2M为并联运行的直流母线,FM为浮充母线,CFM为充放电母线,M-为共用负母线,MK为两直流母线开关、正常时合闸,WGK为无损宽调压控制电路,详细电路如图2所示,JYJ为三段电池式均容器,详细电路如图3所示。
现参照附图1详细说明主线路图的技术方案。
1.它设有二条直流母线1M和2M,一条浮充母线FM,一条充放电母线CFM和共用负母线M-;1M和2M之间设母线开关MK。
2.采用输出两种电压的浮充机1CDJ一台,一种电压是与直流母线电压相等的直供该母线的纯直流电压V1,另一种电压是比直流母线电压高11.5%的单独向两组蓄电池进行浮充的脉动直流电压V2;还采用浮充、充电两用机2CDJ一台。
3.采用两组蓄电池即1XDC和2XDC。每组蓄电池有二个抽头B和C,B、C抽头将电池组分为a、b、c三段。a段为主体段,主体段的浮充电压与直流母线电压相等。b、c两段为调压段,在交流停电期间调节直流母线电压。每组电池的主充电和浮充电都是用同一电流对全组电池进行充电,而每组电池的两个抽头B、C在正常浮充或事故放电初期,先后对直流母线放电。
4.采用由四只二极管1D~4D组成的防环流通道FHL;蓄电池向直流母线放电的主回路、浮充母线向蓄电池浮充的浮充回路,均通过防环流通道,确保两组蓄电池无环流并运。
5.每组蓄电池各设一套三段电池式均容器JYJ,自动均衡每只电池的容量电压,确保电池的容量保持值和使用寿命。
6.每组蓄电池各设有无损宽调压接触器11C和12C,以及控制电路WGK,保证蓄电池组在供电和浮充时不过压、不欠压、不失压。
在电力系统实际安装应用时,从蓄电池室到直流屏,每组蓄电池的充电、放电主回路上设“正、负”两条独芯主电缆。浮充回路上电流很小,设单独的浮充电缆。每组电池的两只调压接触器11C、12C装在蓄电池室,两调压接触器的控制电路装在直流屏的主屏上,故每组电池控制回路及浮充回路合用一条三芯控制电缆。
下面再结合附图1说明主电路的联接关系:
1.第一台浮充机1CDJ的脉动电压V2输出端经三连开关5K后接入浮充母线FM,由此分两路,一路接防环流通道3D负极,再由3D正极接两位三刀工况开关1K上位⑤接点,合闸时,向蓄电池组1XDC浮充电;第二路接防环流通道4D负极,再由4D正极接两位三刀工况开关3K上位⑤接点,向蓄电池组2XDC浮充电;
第一台浮充机1CDJ的电压V1输出端经三连开关5K接防逆二极管5D负极,再经5D正极接直流母线1M,向1M上的负荷供电;1CDJ的输出回路端经三联开关5K接共用负母线M-,形成回路;
2.第二台浮充充电两用机2CDJ的电压输出端接防逆二极管6D负极,再经6D正极后分两路,一路经接触器3C接入充放电母线CFM,与两位三刀开关1K和3K的上位③接点连通,合闸时向蓄电池组1XCD和2XCD脉动充电;另一路经接触器4C接入直流母线2M,向2M上的负荷供电;2CDJ的输出回路经接触器3C、4C接负母线M-形成回路;
3.第一套蓄电池组1XDC的正极经主控开关2K的正电源刀接到两位三刀开关1K的下位①接点,合闸时接通1K的上位②接点,②接点接防环流通道二极管1D的负极,再经1D正极接通直流母线1M,向1M的上负荷供电;1XDC负极经主控开关2K的负电源刀接负母线M-形成回路;
4.第二套蓄电池组2XDC的正极经主控开关4K的正电源刀接到两位三刀开关3K的下位①接点,合闸时接通3K的上位②接点,②接点连接防环流通道二级管2D的负极,再经2D正极接通直流母线2M,向2M上的负荷供电;2XDC的负极经主控开关4K地负电源刀接负母线M-形成回路。
下面再结合附图2说明无损宽调压电路WGK的连接关系:
每组蓄电池各设置二只调压接触器11C和12C。在控制电路中11C、12C的电池侧线圈接每组电池的负极D接点;每组11C的直流屏侧线圈接每组蓄电池E接点并经交流失压中间继电器1ZJ常闭接点,分别接工况开关1K和3K的下位④接点;每组12C的直流屏侧线圈分别接工况开关1K和3K的上位⑥接点;1K和3K的④、⑥接点分别并联接入继电器12ZJ的两个接点;工况开关1K的⑤接点经二极管9D、12C动作线圈接负母线M-;工况开关3K的⑤接点经二极管10D、11YJ接点,12YJ接点和12ZJ动作线圈接负母线M-,再把9D、10D正极相连接;浮充机1CDJ的V2输出端7号接点接二极管7D负极,浮充机2CDJ的V输出端5号接点经4C接二级管8D负极,7D、8D正极联接经接触器11YJ的动作线圈接负母线M-。
下面结合附图3说明三段电池式均容器的JYJ电路连接关系;
电路由常时均容电路和事故均容电路两部分组成;在常时电路中,工况开关1K和3K下位④接点的线路上有E接点,E接点依次经接触器13C的常闭结点、电阻R和接触器12C的常闭结点与蓄电池组C接点连通,形成常时均容电路;在事故电路中,E接点依次经接触器13C的常闭结点、电阻R3、R4与蓄电池组负极即D接点连通,E接点再依次经接触器11C的常闭结点、电阻R5、接触器13C的起动线圈与B点连通,R3、R4接点经二极管D13接三极管G1基极,G1射极与电池组B接点连通,G1集电极接三级管G2基极,G2射级接R3和13C的接点,G2集电极接三极管G3基极,G3射极接11C和R5的接点,G3集电极接G2的射极,形成对B点的事故均容充电。
本申请产生如下积极效果:
1、本申请由于采用有两种输出电压的浮充机,纯直流直供直流母线,脉动直流单独供蓄电池作高效脉动浮充,所以调压幅度宽,即蓄电池组浮充电压高于直流系统电压达16.5%,能确保交流停电事故末期,直流母线电压不低于系统电压95%的要求。
2、由于每组蓄电池设置一套三段电池式高灵敏度均容器,能及时均容均压,将容量电压不均等的危害消灭在萌芽之中,解决了带尾电池调压的直流屏长期以来未能解决的蓄电池容量保持值和使用寿命的要害问题。
3、由于事故调压有两组三段式两抽头蓄电池的两调压段承担,并设置了由1D-4D4只二极管组成的防环流通道FHL,即确保了两组蓄电池无环流浮充,无环流并运,消除了环流的重大隐患,又取消了昂贵的调压硅连及其常时负荷在调压硅连中的电耗,降低纯直流模块输出电压等级及其成本。
4、由于每组蓄电池各有两个调压抽头,蓄电池室到直流屏间,每组电池“正、负”极主电缆各用一条独心电缆,消除了长期以来带尾电池调压的直流屏需要14条昂贵的抽头主电缆的弊病,大大减化了结构,进一步降低了成本。
5、电压调整平稳、可靠性高,在任何情况下直流母线不失压、不欠压、不过压,例如220V系统在交流停电初期,母线电压近在220V-230V左右调整之后,稳定下降,最严重的1小时停电事故,直流母线电压也不低于210V;仍能保证各种直流负荷正常可靠工作,即使下降到210V交流复电直流母线电压也不会忽然上升,而是经1.5秒平稳上升到近230V,12C才开断。实现了优质平稳宽调压可靠供电。
具体实施方式
现以220V直流系统2×1500AH的铅免蓄电池成套直流屏为例,再结合附图1、2、3说明具体实施方式和工作原理。已知控制信号等常时负荷65A,事故负荷为660A,每只蓄电池的浮充电压为2.23V,每组蓄电池的浮充电流初期为1.5A,后期的最大为6A,直流母线电压230V。
在图1中两条直流母线1M、2M接控制信号负荷1N、合闸负荷2N、事故照明3N、直流油泵4N等全部常时及事故直流负荷。由1D-4D 4只二极管组成防环流通道。
1CDJ是浮充机,其5、6端子间是脉动直流26.4V,6、7端子相连,7、8端子间输出229.7V纯直流电压经开关5K、防逆二极管5D直供1M、M;5、8端子经开关5K防环流通道FHL中3D、4D单独向两全组蓄电池进行脉动浮充。1CDJ的5、6端子间由两只15A DC30V/AC220V模块组成;7、8端子间由9只10ADC230V/AC380V模块组成;两种模块均有足够备用量。2CDJ是浮充、充电两用机,当蓄电池组需要活化充电时,则接触器2C、3C动作,充电机向CFM母线输出脉动直流向蓄电池高效脉动充电。当1CDJ故障时,接触器2C、4C动作,则2CDJ经防逆二极管6D向直流母线2M+、M-输出229.7V纯直流电压。
1XDC、2XDC为两组三段式两抽头蓄电池,每组蓄电池取115只,浮充电压全组为256.4V。其中调压段电池b段和C段各为6只,主体段电池a段103只。a段浮充电压与直流母线电压相等。每组蓄电池“+”极A端及抽头B、C分别通过调压接触器12C接点、11C接点和防逆二极管11D、10D并接入一条共用的“+”极主电缆上。每组电池分别设有两刀三位工况开关1K和3K,每组电池还分别设有主开关2K和4K。工况开关1K和3K控制主电路正电源及浮充回路的正电源。主开关2K和4K控制蓄电池的“正负”极主回路。在正常浮运位时工况开关主刀①、②通,付刀④、⑤通,接触器11C、12C线圈不通电。蓄电池主回路通过C抽头、二极管10D、主开关2K或4K、工况开关1K或3K主刀和FHL中的1D或2D分别与1M、2M母线相通。由于MK合闸,两组蓄电池无环流并运。因正常时C抽头与母线电压相等,故1D、2D中无电流。当直流母线有瞬时大电流负荷时,浮充机因受电流保护限制,大电流则有蓄电池的C抽头经上述回路供给直流母线。当交流停电时,浮充机输出电压消失,立即有蓄电池C抽头无间断供电。蓄电池又因浮充电压消失,电压也将立即下降约10V左右,此时调压接触器11C接点立即闭合,蓄电池的供电由C抽头马上自动转为B抽头,直流母线电压也恢复到230V左右。当蓄电池整组电压下降到接近230V时,接触器12C接点闭合,由B抽头自动转为A端全组供电。当交流电恢复时接点11C立即开断,浮充机经约1.5秒输出电压接近230V时,11YJ、12ZJ、12C接点相继开断,转为正常浮充运行。
在浮充运行时,浮充电流由浮充母线经FHL中的3D、4D、工况开关的付刀⑤、④接点和容断器2RD向蓄电池进行全组高效脉动浮充。
当某组电池需要活化充放电时,将该组电池工况开关1K或3K置充放位,则其主刀①②接点断开与接点③闭合,将电池组“+”极与直流母线1M或2M断开与合闸母线CFM接通,其付刀④⑤接点断开与接点⑥闭合,将电池“+”极与浮充母线FM断开与接触器12C线圈接通通电,12C接点闭合,使整组蓄电池对CFM母线进行活化充放电。
在无损宽调压接触器11C、12C的控制电路WGK中,每组电池11C、12C电池侧的线圈联接每组电池的“-”极D点,每组直流屏侧11C的线圈经交流失压中间继电器1ZJ常闭接点,分别接工况开关1K和3K④接点,每组直流屏侧12C的线圈分别接工况开关1K和3K⑥接点,1K和3K的④接点通过2RD接本组蓄电池的“+”极A。电池活化时手动接通1K和3K的接点,事故调压时12ZJ自动接通。在交流停电时,1ZJ常闭接点闭合,11C线圈通电动作,使蓄电池组由抽头C点自动转入抽头B,向直流母线供电。交流复电后1ZJ常闭接点断开,11C断电,抽头B断开。12ZJ线圈受11YJ、12YJ两串联的常闭接点控制。正常浮运时,浮充机输出电压正常,低电压继电器11YJ、复合电压继电器12YJ两常闭接点断开,12ZJ线圈断电。在交流失电时,11C及11YJ都立即动作,蓄电池电压继续下降,当下降到约234V时,12YJ、12ZJ、12C相继动作,蓄电池由抽头B自动转入整组电池“+”极端A向直流母线供电。在交流复电后浮充机电压上升到接近正常值227V时,11YJ吸合、12ZJ、12C线圈相继断电进入正常浮运。由此可知,本直流屏的调压不产生过压也不产生欠压和失压,保证了优质可靠供电。
在三段式电池均容4JYJ电路中,R2、R3、R4、G1、G2、G3及接触器13C和接触器接点11C、13C组成了对B点补充充电的均容电路。由于抽头B仅在每次交流停电初期数分钟内放电,故其补充充电必须在交流停电后数小时内完成。图中接触器常开接点11C是接触器13C线圈的起动电路,交流停电后抽头B就立即进行补充充电。交流复电后,11C接点断开,13C线圈由G3自动保护维持通电。当蓄电池B点电压上升到a+b段与b+c段电压的比值等于R3与R4的比值时,13C线圈自动断电,B点均容任务完成,通电自动结束。
图中R1及两常闭接点13C、12C是抽头C的均容电路。由于抽头C在浮运期间随时都可能发生放电,所以补充充电也宜在浮运期间随失随补随机均容。但在蓄电池活化充电或B点补充充电期间,C点不得进行补充充电。当蓄电池C点电压与直流母线电压相等时,C点补充充电自动停止。之后R1中的电流将通过二极管10D、1D或2D流向直流母线。又因R1中的电流很小,通道二极管压降也可忽略,故不会产生过充或欠充。
本实施例中取R1=1KΩ/1W时,对一次合闸120A×0.1秒能在4分钟内对C点自动完成均容充电任务。取R2=3.6Ω/60W、R3=11KΩ/0.125W、R4=200KΩ/0.5W、G1、G2、G3直流放大倍数约50倍时,在一次交流停电事故中,5小时内自动完成对B点的均容充电任务。

均容脉浮式无损宽调压蓄电池成套直流屏.pdf_第1页
第1页 / 共12页
均容脉浮式无损宽调压蓄电池成套直流屏.pdf_第2页
第2页 / 共12页
均容脉浮式无损宽调压蓄电池成套直流屏.pdf_第3页
第3页 / 共12页
点击查看更多>>
资源描述

《均容脉浮式无损宽调压蓄电池成套直流屏.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《均容脉浮式无损宽调压蓄电池成套直流屏.pdf(12页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

一种电力系统用的均容脉浮式无损宽调压蓄电池成套直流屏,设置一台输出纯直流和脉动直流两种电压的浮充机,纯直流经防逆二极管直供直流母线,脉动直流单独对蓄电池进行高效脉动浮充,设置一台充电浮充两用机,输出脉动直流接充放电母线作活化等各种充电,输出纯直流经防逆二极管接直流母线备用。设置两组三段式两抽头蓄电池,主体段的浮充电压与直流母线电压相等,浮运时与直流母线相通,两调压段电池在交流停电时先后投入运行,经。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 电学 > 发电、变电或配电


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1