基于间接并联电池组件的直流供电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了基于间接并联电池组件的直流供电系统，在交流输入母线和直流输出母线之间并联设置有多个电池组件，每个电池组件内设置用于充电的AC/DC充电电路和用于升压的DC/DC升压电路，本实用新型通过单只蓄电池升压获得直流输出母线端电压，通过多个间接并联的电池组来获得总系统的电池容量。其中一只电池组出现问题并不会影响整体的运行，由于电池组采用间接并联的方式，因此电池组可按间隔就地布置，提高了电源的可靠性、减少电缆用量、优化变电站设计。由于采用间接并联的电池组，因此不需要采用相同数量的蓄电池组作为备用，只需要准备一定数量的电池组备用更换即可，大大降低了蓄电池组的投资。
【专利说明】基于间接并联电池组件的直流供电系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电力应急电源供电装置，特别是基于间接并联电池组件的直流供电系统。
【背景技术】
[0002]目前南网所辖区域采用阀控式密封铅酸蓄电池串联使用，存在很多缺陷。1、变电站蓄电池可靠性不容乐观。作为变电站应急电源，在全站交流系统失电情况下，提供保护、测控、操作员站、五防工作站、开关操作、通信设备、事故照明等应急电源，意义重大。在正常运行时，蓄电池处于浮充状态，并没有带载运行。因全站交流系统失电，而需要蓄电池供电。而在这部分蓄电池组中，每年的事故仍有发生，事故原因常有:单只蓄电池内部质量问题，造成整组蓄电池不能正常带载；单只蓄电池连接线问题，造成整组蓄电池不能正常带载；蓄电池组中最差I只蓄电池容量决定整组蓄电池容量，影响整组蓄电池供电；新更换蓄电池与原运行蓄电池性能不匹配，造成整组电池性能迅速下降。2、串联蓄电池组不能在线维护。目前铅酸蓄电池组容量因电池的记忆性，只能靠定期离线全容量核容实验才能真正确定实际容量；即使发现蓄电池内部质量问题也不能进行在线更换维护，需将备用蓄电池组并联带载，再退出问题蓄电池组维护。3、蓄电池组难以分散布置。随着数字变电站的实施，技术上已实现保护测控装置按间隔分散就地布置。保护测控已实现光纤网络化，为了提高电源可靠性、减少电源电缆用量、优化变电站设计，若直流电源能按间隔分散就地布置，便解决了这个问题。而传统串联蓄电池设计方案，铅酸蓄电池组难以分散布置。4、蓄电池组投资比重较大。串联蓄电池组冗余方案只能采用相同数量串联蓄电池组作为备用，投资大；需要建立两套独立的专用蓄电池房，基建投资较大；常规维护中蓄电池端电压校验、核容实验等工作占较大工作比重。5、铅酸蓄电池在变电站大量使用，环境保护压力大。铅酸蓄电池主要由铅、硫酸以及部分其他金属及塑料组成，生产铅酸蓄电池存在倾注硫酸、成本检验和测试环节挥发硫酸雾气等污染环境的大问题。废电池硫酸液中含有大量铅，不慎排放不但严重污染土壤和水源，对空气、生态平衡造成破坏。
实用新型内容
[0003]为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供可靠性高、容易就地分散布置、备用投资小的基于间接并联电池组件的直流供电系统。
[0004]本实用新型解决其问题所采用的技术方案是:
[0005]基于间接并联电池组件的直流供电系统，包括交流输入母线和直流输出母线，所述交流输入母线和直流输出母线之间并联设置有多个电池组件，所述电池组件包括蓄电池、AC/DC充电电路、蓄电池稳压电路、DC/DC升压电路、交流输入端和直流输出端，所述交流输入端、AC/DC充电电路、蓄电池稳压电路、蓄电池依次连接，所述蓄电池稳压电路、DC/DC升压电路和直流输出端依次连接，所述交流输入端与交流输入母线连接，直流输出端与直流输出母线连接。
[0006]进一步，所述蓄电池为12V电池。
[0007]进一步，所述DC/DC升压电路与直流输出端之间设置有防冲击储能电路。
[0008]进一步，所述电池组件还包括一控制模块，所述控制模块分别与AC/DC充电电路、蓄电池稳压电路、DC/DC升压电路连接。
[0009]进一步，所述电池组件还包括一通信接口，所述通信接口与控制模块连接。
[0010]进一步，还包括一总监控器，所述总监控器与多个电池组件的通信接口连接，所述总监控器包括用于与综自后台通信连接的综自后台通信接口。
[0011 ] 进一步，还包括一直流监控母线，所述直流监控母线与直流输出母线连接，所述直流监控母线上设置有绝缘监测仪、直流监测单元和开关量监控单元。
[0012]进一步，所述直流监控母线上设置有电压跌落抑制器。
[0013]进一步，还包括一总监控器，所述总监控器与多个电池组件连接，所述总监控器分别与绝缘监测仪、直流监测单元和开关量监控单元连接，所述总监控器包括用于与综自后台通信连接的综自后台通信接口。
[0014]进一步，所述交流输入母线为三相四线制，所述各个电池组件的交流输入回路平均分布于三相母线中。
[0015]本实用新型的有益效果是:本实用新型采用的基于间接并联电池组件的直流供电系统，与传统的串联蓄电池组不同的地方在于，本实用新型在交流输入母线和直流输出母线之间并联设置有多个电池组件，每个电池组件内设置用于充电的AC/DC充电电路和用于升压的DC/DC升压电路，本实用新型通过单只蓄电池升压获得直流输出母线端电压，通过多个间接并联的电池组来获得总系统的电池容量。其中一只电池组出现问题并不会影响整体的运行，由于电池组采用间接并联的方式，因此电池组可按间隔就地布置，提高了电源的可靠性、减少电缆用量、优化变电站设计。由于采用间接并联的电池组，因此不需要采用相同数量的蓄电池组作为备用，只需要准备一定数量的电池组备用更换即可，大大降低了蓄电池组的投资。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
[0017]图1是本实用新型电池组的结构框图；
[0018]图2是本实用新型总监控器的连接示意图；
[0019]图3是本实用新型的系统整体原理图。
【具体实施方式】
[0020]参照图1-图3，本实用新型的一种基于间接并联电池组件的直流供电系统，包括交流输入母线I和直流输出母线2，所述交流输入母线I和直流输出母线2之间并联设置有多个电池组件3，所述电池组件3包括蓄电池31、AC/DC充电电路32、蓄电池稳压电路33、DC/DC升压电路34、交流输入端35和直流输出端36，所述交流输入端35、AC/DC充电电路32、蓄电池稳压电路33、蓄电池31依次连接，所述蓄电池稳压电路33、DC/DC升压电路34和直流输出端36依次连接，所述交流输入端35与交流输入母线I连接，直流输出端36与直流输出母线2连接。[0021 ] 与传统的串联蓄电池31组不同的地方在于，本实用新型在交流输入母线I和直流输出母线2之间并联设置有多个电池组件3，每个电池组件3内设置用于充电的AC/DC充电电路32和用于升压的DC/DC升压电路34，本实用新型通过单只蓄电池31升压获得直流输出母线2端电压，通过多个间接并联的电池组来获得总系统的电池容量。其中一只电池组出现问题并不会影响整体的运行，由于电池组采用间接并联的方式，因此电池组可按间隔就地布置，提高了电源的可靠性、减少电缆用量、优化变电站设计。由于采用间接并联的电池组，因此不需要采用相同数量的蓄电池组作为备用，只需要准备一定数量的电池组备用更换即可，大大降低了蓄电池组的投资。
[0022]具体地，所述蓄电池31为12V电池(12V/200AH),电池组件3额定输出电流440W，放电时间为4小时。电池组将单只蓄电池31与匹配的AC/DC充电电路32并联，在通过DC/DC升压电路34获得母线电压。配置的电池能按组并联，组成满足实际需要的直流电源系统。
[0023]进一步，所述DC/DC升压电路34与直流输出端36之间设置有防冲击储能电路37，让电池组件3具有防冲击功能，避免因为线路上的涌浪而对蓄电池31造成损坏。
[0024]进一步，所述电池组件3还包括一控制模块38，所述控制模块38分别与AC/DC充电电路32、蓄电池稳压电路33、DC/DC升压电路34连接，所述电池组件3还包括一通信接口 39，所述通信接口 39与控制模块38连接。通过设置有通信接口 39，可对每个电池组件3进行监控，并实现了电池组件3的容量在线测量、充/放电控制，保证单套电池组件3故障不影响母线的运行。
[0025]进一步，还包括一直流监控母线5，所述直流监控母线5与直流输出母线2连接，所述直流监控母线5上设置有绝缘监测仪51、直流监测单元52和开关量监控单元53。通过直流监控母线5和绝缘监测仪51、直流监测单元52、开关量监控单元53，对供电线路进行在线监测。
[0026]进一步，所述直流监控母线5上设置有电压跌落抑制器54。保证负载供电的连续稳定，避免直流母线电压短时跌落对负载造成不良影响。
[0027]还包括一总监控器4，所述总监控器4与多个电池组件3的通讯接口连接，所述总监控器4分别与绝缘监测仪51、直流监测单元52和开关量监控单元53连接，所述总监控器4包括用于与综自后台通信连接的综自后台通信接口 41。通过总监控器4，实现了整体系统与综自后台的通信连接，可通过该线路连接实现蓄电池31的在线管理功能。
[0028]进一步，所述交流输入母线I为三相四线制，所述各个电池组件3的交流输入回路平均分布于三相母线中。所述交流输入母线I包括三相输入线路和零电位线路，电池组件3的交流输入端35平均连接在各个三相线路和零电位线路之间，以平均分布交流输入母线I的电能。
[0029]所述交流输入母线I上还设置有交流监控模块6，用于对交流输入母线I上的工作情况进行监控。提高系统整体的安全性。
[0030]以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.基于间接并联电池组件的直流供电系统，其特征在于:包括交流输入母线(I)和直流输出母线(2)，所述交流输入母线(I)和直流输出母线(2)之间并联设置有多个电池组件(3),所述电池组件(3)包括蓄电池(31)、AC/DC充电电路(32)、蓄电池稳压电路(33)、DC/DC升压电路(34 )、交流输入端(35 )和直流输出端(36 )，所述交流输入端(35 )、AC/DC充电电路(32)、蓄电池稳压电路(33)、蓄电池(31)依次连接，所述蓄电池稳压电路(33)、DC/DC升压电路(34)和直流输出端(36)依次连接，所述交流输入端(35)与交流输入母线(I)连接，直流输出端(36)与直流输出母线(2)连接。
2.根据权利要求1所述的基于间接并联电池组件的直流供电系统，其特征在于:所述蓄电池(31)为12V电池。
3.根据权利要求1所述的基于间接并联电池组件的直流供电系统，其特征在于:所述DC/DC升压电路(34 )与直流输出端(36 )之间设置有防冲击储能电路(37 )。
4.根据权利要求1所述的基于间接并联电池组件的直流供电系统，其特征在于:所述电池组件(3 )还包括一控制模块(38 )，所述控制模块(38 )分别与AC/DC充电电路(32 )、蓄电池稳压电路(33 )、DC/DC升压电路(34 )连接。
5.根据权利要求4所述的基于间接并联电池组件的直流供电系统，其特征在于:所述电池组件(3 )还包括一通信接口( 39 )，所述通信接口( 39 )与控制模块(38 )连接。
6.根据权利要求5所述的基于间接并联电池组件的直流供电系统，其特征在于:还包括一总监控器(4)，所述总监控器(4)与多个电池组件(3)的通信接口(39)连接，所述总监控器(4)包括用于与综自后台通信连接的综自后台通信接口(41)。
7.根据权利要求1所述的基于间接并联电池组件的直流供电系统，其特征在于:还包括一直流监控母线(5 )，所述直流监控母线(5 )与直流输出母线(2 )连接，所述直流监控母线(5 )上设置有绝缘监测仪(51)、直流监测单元(52 )和开关量监控单元(53 )。
8.根据权利要求7所述的基于间接并联电池组件的直流供电系统，其特征在于:所述直流监控母线(5)上设置有电压跌落抑制器(54)。
9.根据权利要求7所述的基于间接并联电池组件的直流供电系统，其特征在于:还包括一总监控器(4)，所述总监控器(4)与多个电池组件(3)连接，所述总监控器(4)分别与绝缘监测仪(51)、直流监测单元(52)和开关量监控单元(53)连接，所述总监控器(4)包括用于与综自后台通信连接的综自后台通信接口(41)。
10.根据权利要求1所述的基于间接并联电池组件的直流供电系统，其特征在于:所述交流输入母线(I)为三相四线制，所述各个电池组件(3)的交流输入回路平均分布于三相母线中。
【文档编号】H02J7/00GK204030671SQ201420442470
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2014年8月6日
【发明者】江霞 申请人:开平市翰联电力设计有限公司