专利名称：直流系统单组蓄电池放电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型设计一种直流系统单组蓄电池放电装置，用于电厂、变电站单组蓄电池直流系统的蓄电池核对性放电试验。
背景技术：
直流电源系统是电厂、电网核心设备之一，为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源，同时还为操作提供可靠的操作电源。直流系统的可靠与否， 对电厂、变电站的安全运行起着至关重要的作用，是电厂、变电站安全运行的保证。而在直流系统中，蓄电池又是整个直流电源系统的最后一道安全屏障，一但出现问题，随之而来的便是保护失灵、开关拒动、通道中断…后果不堪设想。一般单组蓄电池的直流系统，包括一套或两套充电机、一组蓄电池，交流电通过充电机整流成直流电，向直流负荷供电及向蓄电池充电，交流失电时，由蓄电池向直流负荷供电，保证直流供电的连续性。由于蓄电池内在性能的复杂性及不可见性，目前检验蓄电池性能好坏唯一准确的方法就是核对性容量放电试验。对于单组蓄电池直流系统如何进行该试验，在电力标准《DL/T7M-2000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》中作了明确的规定“发电厂或变电所中只有一组蓄电池，不能退出运行，也不能作全核对性放电，……”。这就明确规定了只有一组蓄电池的直流系统，在核对性放电时，必须保证蓄电池始终在线，不准脱离系统，否则将无法保证直流系统供电的连续性，威胁到电厂、电网的安全运行。现阶段对于单组蓄电池直流系统蓄电池一般采用如下方法在线放电1.关闭充电机的直流输出，用蓄电池供给整个发电厂或变电所的直流负荷，从而实现蓄电池的放电容量试验，但由于直流负荷一般较小且大小不确定，而无法满足蓄电池的IlO恒流放电要求；2.用恒流放电负载与直流负荷并联在一起，对蓄电池进行放电，解决了直流常规负荷电流太小的问题，但因直流负荷大小不确定， 仍无法满足蓄电池的恒流放电要求。因此，设计一种实现在保证蓄电池始终在线，不脱离系统的前提下，对蓄电池进行IlO恒流核对性放电试验的直流系统单组蓄电池放电装置，是目前需要解决的技术问题。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实现在保证蓄电池始终在线，不脱离系统的前提下，对蓄电池进行IlO恒流核对性放电试验的直流系统单组蓄电池放电装置。本实用新型解决其技术问题的技术方案是直流系统单组蓄电池放电装置，其特征在于包括微处理器和按键及显示器，在待测蓄电池与直流母线的连接线上设置有二极管与直流接触器S的并联回路，在待测蓄电池的两端并联有顺序串接的放电电阻、IGBT管构成的蓄电池组放电电路，在待测蓄电池的两端并联有电压传感器，在蓄电池放电电路上还设置有电流传感器，电压传感器和电流传感器采集的信号分别通过信号调整电路的电压放大电路和电流放大电路传递给微处理器，微处理器通过光耦控制直流接触器S和IGBT管的通断。正常情况下，待测蓄电池组通过二极管与直流接触器的并联回路和直流母线相连，且上述并联回路中直流接触器处于接通状态；在待测蓄电池组需要核对性放电时，微处理器先通过光藕断开直流接触器，再通过光藕驱动IGBT管控制放电电阻对待测蓄电池组进行恒流放电，其中二极管方向是由待测蓄电池正极指向直流正母线，这就保证了在放电过程中，只对待测蓄电池放电，如此时母线失压，待测蓄电池就通过二极管向母线供电，保证了直流供电的连续性。上述各部分连接方式如下待测蓄电池组正极一方面通过二极管与直流接触器的并联回路和直流正母线相连， 其中，二极管方向是由待测蓄电池正极指向直流正母线；另一方面与IGBT管C极相连，IGBT 管E极与放电电阻的一端相连；待测蓄电池组负极一方面和直流负母线相连，另一方面穿过电流传感器与放电电阻的另一端相连，而构成放电主回路。微处理器通过一个I/O脚和光耦的输入相连，光耦输出连接直流接触器线圈；微处理器通过另一个I/O脚和另一个光耦的输入相连，该光耦输出与IGBT管G极相连，而构成放电控制主回路。电压传感器一次输入端并联于待测蓄电池组两端，电压传感器二次信号输出连接信号调理部分中的电压运放同相输入端，电压运放输出端连接微处理器一个A/D输入脚而构成电压采样回路；电流传感器穿心于待测蓄电池组负极与放电电阻的的连接线，其二次信号输出连接信号调理部分中的电流运放的同相输入端，电流运放输出端连接微处理器另一个A/D输入脚而构成电流采样回路。微处理器串口连接智能显示终端的串行USART接口，构成按键及显示回路。工作过程如下通过按键设定放电容量、放电时间、电池组电压、单体电池电压等放电参数，然后，微处理器一个I/O脚驱动光藕断开直流接触器，再采用PWM脉宽调制方式，由微处理器的另一个I/O脚通过光藕推动IGBT管来控制放电电阻投切，从而来调节待测蓄电池的放电电流，实现恒流输出；在放电过程中，实时采集待测蓄电池电压、电流，通过串行通讯在智能显示终端显示报表、曲线等，一旦放电容量、放电时间、电池组电压、单体电池电压任一放电终止保护条件满足，或直流母线失压，立即终止放电，并由微处理器I/O脚驱动光藕闭合直流接触器，恢复到正常运行状态。本实用新型解决其技术问题的优选技术方案是所述的微处理器的型号为ATMEGA128L8AI，按键及显示部分的显示为智能显示终端，智能显示终端的型号为DTM64480T056，所述的电压传感器为电磁调制电压传感器，型号为WPE-DV，所述的电流传感器为霍尔电流传感器，型号为TBC50A，所述的放电电阻为PTC 陶瓷放电电阻,光耦的型号是TLP521-1，IGBT管的型号是25附20，ATMEGA128L8AI的GND、 AGND与电源地相连接；VCC、AVCC、接VCC高电平，C4并联于ATMEGAU8L8AI的AREF和AGND 脚之间，起滤波作用，ATMEGA128L8AI的XTAL1、XTAL2脚分别与电容C2、C3的一端相连， 电容的另一端接地，并且在XTAL1、XTAL2之间接一个8M晶振Mx，为系统提供主时钟信号， 使单片机正常工作，ATMEGA128L8AI的RESET脚与电阻Rll的一端及电容Cl的一端相连接，Rll的另一端接VCC高电平，Cl的另一端接地，完成上电复位功能，ATMEGA128L8AI的 RXDl脚与智能显示终端DMT64480T056的TX脚相连，TXDl脚与智能显示终端的RX脚相连， DMT64480T056的GND脚接地，构成按键和显示回路，ATMEGA128L8AI的PEO、PEl脚通过电阻Rbl、Rl32和光耦TLP521-1 VI、V2的2脚相连，两个TLP521-1的1脚连接VCC高电平， 4脚与+15电源连接，TLP521-1 Vl的3脚与电阻Rcl的一端及IGBT管25附20 Ml的G 极相连，Rcl的另一端接地，V2的3脚与电阻Rc2的一端及直流接触器GSZl S的线圈正极相连，Rc2的另一端接地，直流接触器GSZl S的线圈负极接地，待测蓄电池的正极与二
4极管D的A端及直流接触器S的一端连接，二极管D的K端及直流接触器S的另一端连接直流正母线，待测蓄电池的负极连接直流负母线；25N120、Ml的C极与待测蓄电池的正极连接，E极接放电电阻Rzl的一端，Rzl另一端穿过电流变送器TBC50A后与待测蓄电池的负极连接，放电电阻Rz 1、IGBT管Ml、光耦Vl、V2、二极管D、直流接触器S、电阻1 1、诎2、 RcU Rc2 一起构成主放电及其控制电路，电压传感器WPE-DV —次输入端U+与待测蓄电池的正极连接，U-与待测蓄电池的负极连接，电压传感器的+E脚接12V，GND脚接地，信号输出端Uz连接R8的一端，电阻R8的另一端与AMPl的3脚相连，电阻R7的一端接地，另一端与AMPl运放LM358的2脚及电位器Wl的1脚相连，电位器Wl的2、3脚与AMPl的1脚及 ATMEGA128L8AI的ADCl脚相连接，WPE-DV, R7、R8、Wl及AMPl —起构成电压信号变送调理电路，电流传感器TBC50A穿心于待测蓄电池的负极与放电电阻Rzl的连接线，TBC50A的的 +E脚接12V，-E脚接-12V，G脚接地，信号输出端Uz连接电阻RlO的一端，RlO的另一端与 AMP2运放LM358的3脚相连，电阻R9的一端接地，另一端与AMP2的2脚及电位器W2的1 脚相连，电位器W2的2、3脚与AMP2的1脚及ATMEGA128L8AI的ADCO脚相连接，TBC50A、 R9、RlO、W2及AMP2 —起构成电流信号变送调理电路。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点①该单组蓄电池直流系统的蓄电池放电装置实现了蓄电池的恒流放电，满足了电力规程对蓄电池放电的要求。②该单组蓄电池直流系统的蓄电池放电装置实现了在任何情况下，蓄电池始终在线，不脱离系统，保证了直流系统供电的连续性，保障了电网的安全运行。
图1是本实用新型的总体框图。图2是本实用新型的电路图。
具体实施方式
如图1所示，直流系统单组蓄电池放电装置，其特征在于包括微处理器和按键及显示器，在待测蓄电池与直流母线的连接线上设置有二极管与直流接触器S的并联回路， 在待测蓄电池的两端并联有顺序串接的放电电阻、IGBT管构成的蓄电池放电电路，在待测蓄电池的两端并联有电压传感器，在蓄电池放电电路上还设置有电流传感器，电压传感器和电流传感器采集的信号分别通过信号调整电路的电压放大电路和电流放大电路传递给微处理器，微处理器通过光耦控制直流接触器S和IGBT管的通断。如图2所示，所述的微处理器的型号为ATMEGA128L8AI，按键及显示部分的显示为智能显示终端，智能显示终端的型号为DTM64480T056，所述的电压传感器为电磁调制电压传感器，型号为WPE-DV，所述的电流传感器为霍尔电流传感器，型号为TBC50A，所述的放电电阻为PTC陶瓷放电电阻，光耦的型号是TLP521-1，IGBT管的型号是25m20， ATMEGA128L8AI的GND、AGND与电源地相连接；VCC、AVCC,接VCC高电平，C4并联于 ATMEGA128L8AI 的 AREF 和 AGND 脚之间，ATMEGAU8L8AI 的 XTALl、XTAL2 脚分别与电容C2、C3的一端相连，电容的另一端接地，并且在XTAL1、XTAL2之间接一个8M晶振Mx， ATMEGA128L8AI的RESET脚与电阻Rll的一端及电容Cl的一端相连接，Rll的另一端接VCC高电平,Cl的另一端接地，ATMEGAU8L8AI的RXDl脚与智能显示终端DMT64480T056的TX 脚相连，TXDl脚与智能显示终端的RX脚相连，DMT64480T056的GND脚接地，构成按键和显示回路，ATMEGAU8L8AI的PE0、PE1脚通过电阻Rbl、Rb2和光耦TLP521-1 VI、V2的2脚相连，两个TLP521-1的1脚连接VCC高电平，4脚与+15电源连接，TLP521-1 Vl的3脚与电阻Rcl的一端及IGBT管25附20 Ml的G极相连，Rcl的另一端接地，V2的3脚与电阻 Rc2的一端及直流接触器GSZl S的线圈正极相连，Rc2的另一端接地，直流接触器GSZl S的线圈负极接地，待测蓄电池的正极与二极管D的A端及直流接触器S的一端连接，二极管D的K端及直流接触器S的另一端连接直流正母线，待测蓄电池的负极连接直流负母线； 25N120、Ml的C极与待测蓄电池的正极连接，E极接放电电阻Rzl的一端，Rzl另一端穿过电流变送器TBC50A后与待测蓄电池的负极连接，放电电阻Rzl、IGBT管Ml、光耦V1、V2、 二极管D、直流接触器S、电阻Rbl、Rb2、RcU Rc2 一起构成主放电及其控制电路，电压传感器WPE-DV —次输入端U+与待测蓄电池的正极连接，U-与待测蓄电池的负极连接，电压传感器的+E脚接12V，GND脚接地，信号输出端Uz连接R8的一端，电阻R8的另一端与AMPl 的3脚相连，电阻R7的一端接地，另一端与AMPl运放LM358的2脚及电位器Wl的1脚相连，电位器Wl的2、3脚与AMPl的1脚及ATMEGA128L8AI的ADCl脚相连接，WPE-DV, R7、 R8、Wl及AMPl —起构成电压信号变送调理电路，电流传感器TBC50A穿心于待测蓄电池的负极与放电电阻Rzl的连接线，TBC50A的的+E脚接12V，-E脚接-12V，G脚接地，信号输出端Uz连接电阻RlO的一端，RlO的另一端与AMP2运放LM358的3脚相连，电阻R9的一端接地，另一端与AMP2的2脚及电位器W2的1脚相连，电位器W2的2、3脚与AMP2的1脚及ATMEGAU8L8AI的ADCO脚相连接，TBC50A、R9、RIO、W2及AMP2 —起构成电流信号变送调理电路。
权利要求1.直流系统单组蓄电池放电装置，其特征在于包括微处理器和按键及显示器，在待测蓄电池与直流母线的连接线上设置有二极管与直流接触器S的并联回路，在待测蓄电池的两端并联有顺序串接的放电电阻、IGBT管构成的蓄电池组放电电路，在待测蓄电池的两端并联有电压传感器，在蓄电池放电电路上还设置有电流传感器，电压传感器和电流传感器采集的信号分别通过信号调整电路的电压放大电路和电流放大电路传递给微处理器，微处理器通过光耦控制直流接触器S和IGBT管的通断。
2.根据权利要求1所述的直流系统单组蓄电池放电装置，其特征在于所述的微处理器的型号为ATMEGA128L8AI，按键及显示部分的显示为智能显示终端，智能显示终端的型号为DTM64480T056，所述的电压传感器为电磁调制电压传感器，型号为WPE_DV，所述的电流传感器为霍尔电流传感器，型号为TBC50A，所述的放电电阻为PTC陶瓷放电电阻，光耦的型号是TLP521-1，IGBT管的型号是25附20，ATMEGA128L8AI的GND、AGND与电源地相连接； VCC、AVCC、接 VCC 高电平，C4 并联于 ATMEGAU8L8AI 的 AREF和 AGND 脚之间，ATMEGAU8L8AI 的XTALl、XTAL2脚分别与电容C2、C3的一端相连，电容的另一端接地，并且在XTALl、XTAL2 之间接一个8M晶振Mx，ATMEGA128L8AI的RESET脚与电阻Rll的一端及电容Cl的一端相连接，Rll的另一端接VCC高电平，Cl的另一端接地，ATMEGA128L8AI的RXDl脚与智能显示终端DMT64480T056的TX脚相连，TXDl脚与智能显示终端的RX脚相连，DMT64480T056 的GND脚接地，构成按键和显示回路，ATMEGA128L8AI的PE0、PE1脚通过电阻Rbl、Rb2和光耦TLP521-1 VI、V2的2脚相连，两个TLP521-1的1脚连接VCC高电平，4脚与+15电源连接，TLP521-1 Vl的3脚与电阻Rcl的一端及IGBT管25附20 Ml的G极相连，Rcl的另一端接地，V2的3脚与电阻Rc2的一端及直流接触器GSZl S的线圈正极相连，Rc2的另一端接地，直流接触器GSZl S的线圈负极接地，待测蓄电池的正极与二极管D的A端及直流接触器S的一端连接，二极管D的K端及直流接触器S的另一端连接直流正母线，待测蓄电池的负极连接直流负母线；25N120、M1的C极与待测蓄电池的正极连接，E极接放电电阻Rzl的一端，Rzl另一端穿过电流变送器TBC50A后与待测蓄电池的负极连接，放电电阻 Rzl、IGBT管Ml、光耦V1、V2、二极管D、直流接触器S、电阻I bl、I b2、Rcl、Rc2 —起构成主放电及其控制电路，电压传感器WPE-DV —次输入端U+与待测蓄电池的正极连接，U-与待测蓄电池的负极连接，电压传感器的+E脚接12V，GND脚接地，信号输出端Uz连接R8的一端，电阻R8的另一端与AMPl的3脚相连，电阻R7的一端接地，另一端与AMPl运放LM358的2脚及电位器Wl的1脚相连，电位器Wl的2、3脚与AMPl的1脚及ATMEGA128L8AI的ADCl脚相连接，WPE-DV、R7、R8、W1及AMPl —起构成电压信号变送调理电路，电流传感器TBC50A穿心于待测蓄电池的负极与放电电阻Rzl的连接线，TBC50A的的+E脚接12V，-E脚接-12V， G脚接地，信号输出端Uz连接电阻RlO的一端，RlO的另一端与AMP2运放LM358的3脚相连，电阻R9的一端接地，另一端与AMP2的2脚及电位器W2的1脚相连，电位器W2的2、3 脚与 AMP2 的 1 脚及 ATMEGAU8L8AI 的 ADCO 脚相连接，TBC50A、R9、R10、W2 及 AMP2 —起构成电流信号变送调理电路。
专利摘要直流系统单组蓄电池放电装置，包括微处理器和按键及显示器，在待测蓄电池与直流母线的连接线上设置有二极管与直流接触器S的并联回路，在待测蓄电池的两端并联有顺序串接的放电电阻、IGBT管构成的蓄电池组放电电路，在待测蓄电池的两端并联有电压传感器，在待测蓄电池放电电路上还设置有电流传感器，电压传感器和电流传感器采集的信号分别通过信号调整电路的电压放大电路和电流放大电路传递给微处理器，微处理器通过光耦控制直流接触器S和IGBT管的通断。其优点是①实现了蓄电池的恒流放电。②实现了在任何情况下，蓄电池始终在线，不脱离系统。
文档编号H02J7/00GK202004479SQ20102068632
公开日2011年10月5日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者刘文哲, 崔荣花, 张卫国, 徐长青, 王磊 申请人:山东电力集团公司菏泽供电公司, 河北创科电子科技有限公司