变电站铅酸蓄电池全自动保护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种变电站铅酸蓄电池全自动保护装置。其技术方案是：包括过充电保护电路、限流保护电路和过放电保护电路，过充电保护电路由运算放大器A1、电阻R1、稳压管DW1、电位器RW1、达林顿管V2组成；限流保护电路的充电电流分两路：一路经由电阻R3、二极管V3为蓄电池E充电，另一路经二极管V4、熔断器RD输出到负载RL，二极管V5为蓄电池E向负载RL提供放电通路；过放电保护电路由蓄电池E、电阻R4、稳压管DW2、电位器RW2、运算放大器A2及功率场效应管V6组成。有益效果是：实现了全方位保护蓄电池，使蓄电池能够工作在最佳状态，解决了现有技术中通过值班人员定期巡视检查的问题，保障了蓄电池能够及时为高压断路器提供供电电源。
【专利说明】变电站铅酸蓄电池全自动保护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种蓄电池保护装置，特别涉及一种变电站铅酸蓄电池全自动保护装置。
【背景技术】
[0002]铅酸蓄电池在变电站中起到断路器的合闸、保护装置的直流供电的作用，一旦铅酸蓄电池发生故障，蓄电池在运行中常出现的故障是鼓肚和漏液。当供电线路发生相间短路、接地故障时，高压断路器线圈因蓄电池故障失去电源，从而不能动作，无法快速的切断故障线路，将会造成事故扩大，给国民经济造成重大损失。因此，现有的检测方法是:在大中型变电站中还专门设置了蓄电池室，值班人员定期巡视检查，由此看出蓄电池组在变电站中占有很重要的地位，但是效果仍然不理想。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种变电站铅酸蓄电池全自动保护装置，全方位保护蓄电池，使其工作在最佳状态。
[0004]其技术方案是:包括过充电保护电路、限流保护电路和过放电保护电路，
[0005]所述的过充电保护电路由运算放大器Al组成过充电保护，电阻Rl与稳压管DWl组成取样电路，从稳压管DWl上取参考电压，电位器RWl用于设置临界动作值，运算放大器Al的输出端通过电阻R2连接用于驱动继电器KM的达林顿管V2，继电器KM的常闭接点KMl串在充电电源与蓄电池之间，电机的直流输出电压接本电路的输入端Vi上；
[0006]限流保护电路由电阻R3、二极管V3、二极管V4、二极管V5组成，充电电流分两路:一路经由电阻R3、二极管V3为蓄电池E充电，另一路经二极管V4、熔断器RD输出到负载RL, 二极管V5为蓄电池E向负载RL提供放电通路；
[0007]过放电保护电路由蓄电池E、电阻R4、稳压管DW2、电位器RW2、运算放大器A2及功率场效应管V6组成，电位器RW2用于调整动作值，运算放大器A2的同相端接电位器RW2的中间头，反相端接由电阻R4与稳压管DW2组成取样电路上，从稳压管DW2上取参考电压，负载RL接在场效应管V6的漏极D回路中。
[0008]上述的蓄电池E连接蓄电池发光管状态监视电路，用红发光二极管LEDl和绿发光二极管LED2作为蓄电池工作状态的二级监视，14V高击穿值的稳压管DW3串在红色发光管LEDl回路中，用于监视电池充足电；在绿色发光管LED2回路中串接12V低击穿值的稳压管DW4，用于监视蓄电池正常工作状态。
[0009]本实用新型的有益效果是:通过设计过充电保护电路、限流保护电路、过放电保护电路和LED发光二极管状态监视电路，实现了全方位保护蓄电池，使蓄电池能够工作在最佳状态，解决了现有技术中通过值班人员定期巡视检查的问题，保障了蓄电池能够及时为高压断路器提供供电电源。【专利附图】
【附图说明】
[0010]附图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]结合附图1，对本实用新型作进一步的描述:
[0012]本实用新型包括过充电保护电路、限流保护电路和过放电保护电路，
[0013]所述的过充电保护电路由运算放大器Al组成过充电保护，电阻Rl与稳压管DWl组成取样电路，从稳压管DWl上取参考电压，电位器RWl用于设置临界动作值，运算放大器Al的输出端通过电阻R2连接用于驱动继电器KM的达林顿管V2，继电器KM的常闭接点KMl串在充电电源与蓄电池之间，电机的直流输出电压接本电路的输入端Vi上；
[0014]限流保护电路由电阻R3、二极管V3、二极管V4、二极管V5组成，充电电流分两路:一路经由电阻R3、二极管V3为蓄电池E充电，另一路经二极管V4、熔断器RD输出到负载RL, 二极管V5为蓄电池E向负载RL提供放电通路；
[0015]过放电保护电路由蓄电池E、电阻R4、稳压管DW2、电位器RW2、运算放大器A2及功率场效应管V6组成，电位器RW2用于调整动作值，运算放大器A2的同相端接电位器RW2的中间头，反相端接由电阻R4与稳压管DW2组成取样电路上，从稳压管DW2上取参考电压，负载RL接在场效应管V6的漏极D回路中。
[0016]上述的蓄电池E连接蓄电池发光管状态监视电路，用红发光二极管LEDl和绿发光二极管LED2作为蓄电池工作状态的二级监视，14V高击穿值的稳压管DW3串在红色发光管LEDl回路中，用于监视电池充足电；在绿色发光管LED2回路中串接12V低击穿值的稳压管DW4，用于监视蓄电池正常工作状态。
[0017]本实用新型的电路组成及工作过程:电路见图1。
[0018]、过充电保护(过压保护):由运放LM358的其中一个运算放大器Al组成过充电保护。把它设计成比较器，电阻Rl与稳压管DWl组成取样电路，从DWl上取参考电压(稳定的电压)，电位器RWl用于设置临界动作值。KM为过压保护继电器，该继电器额定电压12V，接点容量10A，V2为驱动继电器KM的达林顿管，Vl为保护V2的二极管。继电器KM的常闭接点KMl串在充电电源与蓄电池之间。充电机的直流输出电压接本电路的输入端Vi上。
[0019]当充电机输出电压正常时，调整电位器RW1，使运算放大器Al的同相端3脚电平低于反相端2脚，Al的I脚输出低电平，Al所接的达林顿管V2基极因低电平驱动而截止，继电器KM回路无电流不动作，其常闭接点KMl闭合，接通蓄电池的充电回路，为蓄电池充电，同时通过V4也为负载供电。
[0020]当由于某种原因(如电磁干扰、稳压电路损坏等)使得充电机的输出电压意外升高，使充电电压达到14V时，Al的同相端3脚电平也随之升高而高于反相端2脚的电平，使Al输出高电平，从而使达林顿管V2导通，继电器KM得电动作，其常闭接点KMl断开蓄电池充电回路，蓄电池得以保护。只要充电机的故障不排除，这种状态将一直持续下去，一旦充电机恢复正常，保护电路自动复位，恢复正常工作。而负载的供电始终不断电，改由蓄电池经由二极管V5通过熔断器RD自动供电。
[0021]虽然充电机在给蓄电池充电过程中，二极管V5也给蓄电池向负载提供放电回路，但由于充电机的充电电压分为两路:一路经R3、V3供给蓄电池充电，另一路通过二极管V4为负载RL (合闸接触器线圈、断路器合闸线圈及保护装置等)供电。因充电电压高于蓄电池端电压，亦即二极管V4负极(阴极)电压高于二极管V5正极(阳极)电压，故使得V5截止，切断了蓄电池的放电回路。二极管V5起到充放电自动转换和隔离的作用。
[0022]、限流保护:电路中R3、二极管V3、V4、V5组成过流充电保护及充电与蓄电池输出自动切换部分。电阻R3为限流电阻，它是0.3欧小阻值大功率电阻，在蓄电池充电初始起关键作用，对限流充电的保护就是通过R3的降压作用实现的。蓄电池在充电初期，电流比较大，该电流在R3上会形成2V左右的压降，使得蓄电池初期充电电压降低，从而限制过大的充电电流，避免电池过充损坏。
[0023]充电电流分两路:一路经由R3、V3为蓄电池充电，另一路经二极管V4、熔断器RD输出到负载RL。二极管V3、V4还具有防止蓄电池向充电机反向放电的隔离作用。V5可根据充电机输出电压的有无自动完成充电机、蓄电池向负载输出供电的切换任务。也就是说当充电电压过高，过压保护电路动作后切断充电机输出，或者充电机无交流电源停电时，这时V5为蓄电池向负载提供放电通路。
[0024]、过放电保护(欠压保护):由蓄电池E、电阻R4、稳压DW2、电位器RW2、运算放大器A2及功率场效应管V6组成。在保护的临界点附近，蓄电池电压变化仅需数十毫伏，电路即动作，把负载切除，以防蓄电池过度放电而损坏。电位器RW2用于调整动作值。运算放大器A2的同相端接电位器RW2的中间头，反相端接由电阻R4与稳压管DW2组成取样电路上，从DW2上取参考电压。负载RL接在场效应管V6的漏极D回路中。
[0025]当充电机的电压意外降低，低于IOV时，由于此时的蓄电池电压高于充电机电压，二极管V3、V4截止，此时由蓄电池向负载供电，A2的同相端5脚电平高于反相端6脚电平，A2的7脚输出高电平使功率场效应管V6导通，接通负载回路，负载正常工作。随着蓄电池的放电时间延长，它的端电压下降，当降到IlV时，运算放大器A2的同相端电平低于稳压管DW2上的参考电平(反相端电平)，A2输出低电平，场效应管V6截止，断开负载回路，切断负载电源，避免蓄电池深度放电而损坏。此时负载应由备用电源自动投入装置把备用蓄电池组自动投入，防止负载断电。同时报请检修部门及时维修充电机使其可靠安全运行。运算放大器A2的临界动作值可调节RW2整定。
[0026]、蓄电池发光管状态监视:用红、绿发光二极管LED1、LED2作为蓄电池工作状态的二级监视。把14V高击穿值的稳压管DW3串在红色发光管LEDl回路中，用于监视电池充足电。把12V低击穿值的稳压管DW4串在绿色发光管LED2回路中，用于监视蓄电池正常工作状态。(I)当电池电压低于12V时，红绿发光二极管由于它们回路中所串的稳压管都不击穿，回路不通，发光管均不亮，说明此时蓄电池亏电需充电；(2)当红绿发光管都亮时，Dff3,DW4均击穿，表示蓄电池已充足电；(3)只有绿灯亮，表示电池电压正常，正常工作。
【权利要求】
1.一种变电站铅酸蓄电池全自动保护装置，其特征是:包括过充电保护电路、限流保护电路和过放电保护电路， 所述的过充电保护电路由运算放大器Al组成过充电保护，电阻Rl与稳压管DWl组成取样电路，从稳压管DWl上取参考电压，电位器RWl用于设置临界动作值，运算放大器Al的输出端通过电阻R2连接用于驱动继电器KM的达林顿管V2，继电器KM的常闭接点KMl串在充电电源与蓄电池之间，电机的直流输出电压接本电路的输入端Vi上； 限流保护电路由电阻R3、二极管V3、二极管V4、二极管V5组成，充电电流分两路:一路经由电阻R3、二极管V3为蓄电池E充电，另一路经二极管V4、熔断器RD输出到负载RL，二极管V5为蓄电池E向负载RL提供放电通路； 过放电保护电路由蓄电池E、电阻R4、稳压管DW2、电位器RW2、运算放大器A2及功率场效应管V6组成，电位器RW2用于调整动作值，运算放大器A2的同相端接电位器RW2的中间头，反相端接由电阻R4与稳压管DW2组成取样电路上，从稳压管DW2上取参考电压，负载RL接在场效应管V6的漏极D回路中。
2.根据权利要求1所述的变电站铅酸蓄电池全自动保护装置，其特征是:所述的蓄电池E连接蓄电池发光管状态监视电路，用红发光二极管LEDl和绿发光二极管LED2作为蓄电池工作状态的二级监视，14V高击穿值的稳压管DW3串在红色发光管LEDl回路中，用于监视电池充足电；在绿色发光管LED2回路中串接12V低击穿值的稳压管DW4，用于监视蓄电池正常工作状态。
【文档编号】H02H7/18GK203632224SQ201320872086
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】张忠清, 刘淑民, 高东升, 李静, 贾华, 马贵芹 申请人:张忠清