专利名称：镉镍电池式直流电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种镉镍电池式直流电源装置。该装置用于发电厂及变电所等需要直流供电的场合。
过去，电力系统中大都使用铅酸电池式直流电源装置。由于铅酸电池使用寿命短、腐蚀设备、危及人体健康且维护复杂，近几年，人们开始使用镉镍电池式直流电源装置。目前的镉镍电池式直流电源装置，由于使用传统的硅堆或硅链降压浮充电方式运行，因而自身耗电大、长期发热并存在多点故障隐患。因此这是镉镍电池式直流电源装置在推广应用中急待解决的技术问题。
本实用新型的目的在于提供一种新型的、结构简单的、自身耗电少而又安全可靠的镉镍电池式直流电源装置以满足电力系统中大容量、超高压电力用户的要求。
本实用新型的技术解决方案是在目前的镉镍电池式直流电源装置的基础上，甩掉硅堆或硅链降压的浮充电运行方式，在镉镍电池组中设置主电池组E1和副电池组E2，增设一个副浮充电机(Ⅱ)和一个自投装置(Ⅴ)。正常运行时，主电池组E1由主浮充电机(Ⅰ)浮充电，副电池组E2由副浮充电机(Ⅱ)浮充电。当交流电源或主浮充电机(Ⅰ)发生故障时由主电池组E1首先向直流屏供电。当直流母线电压下降到规定值时，在自投装置(Ⅴ)的控制下副电池组E2与主电池组E1串联而共同向直流屏供电。
以下结合附图对本实用新型加以详细叙述。
附
图1为本实用新型的结构示图。
附图2为本实用新型中副浮充电机(Ⅱ)的电原理图。
参见图1，本实用新型包括由负直流母线N和正直流母线P组成的直流屏、主浮充电机(Ⅰ)、镉镍电池组(Ⅲ)和充电机(Ⅳ)。充电机(Ⅳ)通过开关K4与镉镍电池组(Ⅲ)相连。主浮充电机(Ⅰ)通过开关K1与直流屏相连。镉镍电池组(Ⅲ)通过开关K3与直流屏相连。
本实用新型的技术特征在于所述的镉镍电池组(Ⅲ)由主电池组E1和副电池组E2组成，主电池组E1的负极与副电池组E2的正极相连；此外设置一个副浮充电机(Ⅱ)和一个自投装置(Ⅴ)；正常运行时，主电池组E1由主浮充电机(Ⅰ)浮充电，副电池组E2由副浮充电机(Ⅱ)浮充电；当交流电源或主浮充电机(Ⅰ)发生故障时，主电池组E1首先向直流屏供电；当直流母线电压下降到规定值时，副电池组E2在自投装置(Ⅴ)的控制下与主电池组E1串联而共同向直流屏供电。自投装置(Ⅴ)由继电器1J与2J，直流接触器1C和2C组成。继电器2J线圈与1J常闭接点组成的串联支路、直流接触器2C线圈与2J常开接点组成的串联支路、直流接触器1C线圈和2C1常开接点组成的串联支路互相并联后连接在直流母线P、N上；直流母线电压正常时，继电器1J工作使其常闭接点1J断开；直流接触器2C的常闭接点2C2与二极管D并联，它与二极管D正极相连的一端通过开关K3与直流屏负直流母线N相连，它与二极管D负极相连的一端连接主电池E1的负极及连接副电池组E2的正极；直流接触器1C的常闭接点1C4串联在副浮充电机(Ⅱ)的负极电路之中，其常开接点1C3串联在副电池组E2的负极和二极管D正极端之间。副浮充电机(Ⅱ)之正极通过开关K2与直流屏的负直流母线N相连，其负极通过直流接触器1C的常闭接点1C4及开关K2与副电池组E2的负极相连。副电池组E2的负极通过开关K4与充电机(Ⅳ)之负极相连。主电池组E1之正极通过开关K4与充电机(Ⅳ)之正极相连并通过开关K3与直流屏之正直流母线P相连。为便于监测镉镍电池组(Ⅲ)之充电、放电容量，在镉镍电池组(Ⅲ)之正极电路中串接分流器FL，在分流器FL之两端连接一个JAH－1G型安时计AH，安时计之电源线连接220V交流电源，交流电源中断时由小型镉镍电池作为安时计工作电源。为提高本实用新型的安全性及可靠性，直流屏之负直流母线N和正直流母线P采用具有耐压、绝缘、防潮及阻燃性能好的绝缘铜线。为监测本装置的运行情况，在自投装置(Ⅴ)中的a点与b点之间并联由直流接触器1C之常闭接点1C2与白色信号灯BD组成的串联支路以监视副浮充电机(Ⅱ)工作状况和直流母线电压是否正常。当直流母线电压降到规定值时自投装置(Ⅴ)工作、副电池组E2自动投入供电运行、白色信号灯BD熄灭。
参见图2，本实用新型中所述的副浮充电机(Ⅱ)由整流电路、电子稳压电路和电子稳流电路组成。由变压器B、二极管D1～D4及电容器C1组成桥式整流电路；由调整管BG1与BG2、电阻R1、R2与R3、电位器W1和比较放大管BG4组成电子稳压电路；电子稳流电路包括一个由取样电阻RZ、电阻R4、R5与R6和同相比例放大器F1构成的第一级同相比例放大电路；一个由电位器W2、电阻R7、R8、R9与R10、同相比例放大器F2构成的第二级同相比例放大电路；一个由稳压管Wy、电阻R11与R12、电容器C4和晶体管BG3组成的放大电路；一个由电阻R1、调整管BG1与BG2组成的调整电路。调节电位器W1可以调整副浮充电机(Ⅱ)输入电压的高低。调节电位器W2可以调整副浮充电机(Ⅱ)输出电流的大小。
当副浮充电机(Ⅱ)输出电压升高时，BG4的基极电位升高而导致调整管BG1的集电极与发射极之间电压上升，此时副浮充电机(Ⅱ)的输出电压随之下降而保持稳定。当副浮充电机(Ⅱ)输出电压降低时，BG4的基极电位下降而导致调整管BG1的集电极与发射极之间电压下降，此时副浮充电机(Ⅱ)的输出电压随之上升而保持稳定。
下面简述本实用新型的工作原理及过程。参见图1，本实用新型投入运行时，首先合上开关K4，充电机(Ⅳ)通过开关K4向镉镍电池组(Ⅲ)充电，安时计AH显示镉镍电池(Ⅲ)充入容量。当充电结束后，手动切断开关K4，尔后合上开关K1、K2、K3，主浮充电机(Ⅰ)向直流屏供电并通过开关K1、直流屏、开关K3和直流接触器2C的常闭接点2C2对镉镍电池组(Ⅲ)中的主电池组E1浮充电。与此同时，副浮充电机(Ⅱ)向镉镍电池组(Ⅲ)中的副电池组E2浮充电。副浮充电机(Ⅱ)对副电池组E2的浮充电回路是浮充电流从副浮充电机(Ⅱ)之正极出发流经开关K2、直流屏负母线N、开关K3与二极管D(或直流接触2C常闭接点2C2)到达副电池组E2的正极，尔后从副电池组E2的负极流出，通过开关K2及直流接触器1C的常闭接点1C4回到浮充电机(Ⅱ)的负极。
当交流电源或主浮充电机(Ⅰ)出现故障时，镉镍电池组(Ⅲ)中的主电池组E1通过开关K3向直流屏供电。当直流母线电压下降到规定值时，自投装置(Ⅴ)中的继电器1J常闭接点1J接通，继电器2J线圈带电、其常开接点2J接通，直流接触器2C的常开接点2C1接通，常闭接点2C2切断主电池组E1负极回路。由于常开接点2C1的接通使直流接触器1C线圈带电、其常闭接点1C2切断白色信号灯回路，白灯BD熄灭。常闭接点1C4切断副浮充电机(Ⅱ)供电回路，常闭接点1C1接通红色信号灯回路，1C3常开接点接通副电池组E2的负极与开关K3回路。此时副电池组E2与主电池组E1串联并经开关K3向直流屏供电，红色信号灯HD亮表示副电池组E2投入供电运行。
本实用新型的优点在于由于在镉镍电池组(Ⅲ)中采用副电池组E2以甩掉传统的硅堆降压浮充电运行方式，从而克服了目前国内外镉镍电池式直流电源装置的缺陷。本实用新型结构简单、自身耗电少、安全可靠，综合造价与铅酸电池基本相同，但是它与目前同容量机组采用的铅酸电池相比，容量减少一半，使用寿命长一倍以上，同时可以节省维护费用60％和减少因更换铅酸电池而带来的停电经济损失。与目前引进国外的镉镍电池式直流电源装置相比，以20万千瓦机组经常负荷电流为100A、年运行6500小时来计算，每年可节约电能2万度。
本实用新型适用于大中型电厂、变电所等单位需要直流供电的场合。
权利要求1.一种镉镍电池式直流电源装置，它包括有直流母线的直流屏、充电机(Ⅳ)、主浮充电机(Ⅰ)和镉镍电池组(Ⅲ)，其特征在于它有一个副浮充电机(Ⅱ)和一个自投装置(Ⅴ)；所述的镉镍电池组(Ⅲ)由主电池组E1和副电池组E2组成；正常运行时，主电池组E1由主浮充电机(Ⅰ)浮充电，副电池组E2由副浮充电机(Ⅱ)浮充电；当交流电源或主浮充电机(Ⅰ)发生故障时，由主电池组E1向直流屏供电；当直流母线电压下降到规定值时，副电池组E2在自投装置(Ⅴ)的控制下与主电池组E1串联而共同向直流屏供电。
2.根据权利要求1所述的镉镍电池式直流电源装置，其特征在于所述的镉镍电池组(Ⅲ)的正极电路中串接分流器FL，分流器FL的两端连接安时计AH。
3.根据权利要求1或2所述的镉镍电池式直流电源装置，其特征在于所述的直流屏之直流母线是耐压、绝缘、防潮及阻燃性能好的绝缘铜线。
4.根据权利要求1或2所述的镉镍电池式直流电源装置，其特征在于所述的副浮充电机(Ⅱ)由整流电路、电子稳压电路和电子稳流电路组成。
5.根据权利要求3所述的镉镍电池式直流电源装置，其特征在于所述的副浮充电机(Ⅱ)由整流电路、电子稳压电路和电子稳流电路组成。
专利摘要一种镉镍电池式直流电源装置，其特征在于镉镍电池组(III)由主电池组E
文档编号H02J7/00GK2049428SQ8921234
公开日1989年12月13日 申请日期1989年4月10日 优先权日1989年4月10日
发明者张智忠, 姜素波, 黄勇强, 胡天廷, 陈崇仪 申请人:湖南省电力勘测设计院