远程电力蓄电池充放电保护系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种远程电力蓄电池充放电保护系统，它应用于电力系统直流电源蓄电池防止过充过放的保护和远程控制。
【背景技术】
[0002]在电力系统中，直流电源为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供直流用电，而蓄电池又是整个直流系统的核心，一旦出现问题，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。近年来因蓄电池问题导致的重大电力事故时有发生，从而造成重大的经济损失。蓄电池在运行过程中，常会出现过充过放现象，过充电可引起电池失水、干涸、热失控，甚至爆炸，过放电将造成电池硫化、内阻增大而失去容量，如果得不到有效的预防和控制，过充过放将使电池很快损坏，直接威胁电力系统的安全运行。现有的电池巡检、均衡和活化等技术，只是对电池电压的监测和单体电池的维护，无法防止比如充电机失控、自动下电控制失效等原因造成的蓄电池组的过充和过放。因此，设计一种远程电力蓄电池充放电保护系统，是目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种远程电力蓄电池充放电保护系统。
[0004]本实用新型解决其技术问题的技术方案是:
[0005]远程电力蓄电池充放电保护系统，包括与上位管理机相连接的过充过放保护装置，其特征在于:所述的过充过放保护装置包括微处理器、以太网接口电路、电压传感器、光耦OPT1、光耦OPT2、二极管D1、二极管D2、直流接触器SI和直流接触器S2 ;微处理器的一个I/O 口经由光藕OPTl隔离连接直流接触器SI控制线圈，微处理器的另一个I/O 口经由光藕OPT2隔离连接直流接触器S2控制线圈，微处理器的A/D 口连接电压传感器的输出端，微处理器异步通讯口 UART与以太网接口电路HR911105A相连接；直流接触器SI的主触点和二极管Dl构成并联电路，直流接触器S2的主触点和二极管D2构成并联电路，两个并联电路串联后连接于直流母线+KM和蓄电池组正极之间，其中二极管Dl的K端用于连接直流母线+KM，二极管D2的K端用于连接蓄电池组正极；电压传感器一次输入端连接蓄电池组正负极。
[0006]其中，所述的微处理器采用德州仪器公司生产的LM3S6938单片机；光藕OPTl和光藕0PT2，采用欧姆龙公司生产的光耦继电器G3VM351G ;以太网接口电路采用网络变压器/RJ45接口芯片，型号为:HR911105A ;电压传感器采用型号为WPE-DV电磁调制电压传感器；二极管Dl和二极管D2型号为MDA-110 ;直流接触器SI和直流接触器S2的型号为CZY1-63。
[0007]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0008]①可有效防止蓄电池的过充和过放，延长其使用寿命，同时还保证了直流系统供电的连续性；
[0009]②实现了蓄电池远程充放电的保护控制，提高了电池保护的实时性，减少了维护人员的现场奔波，提高了工作效率，节约了大量的人力物力。
【附图说明】
[0010]图1是系统的总体框图；
[0011]图2是过充过放保护装置的原理图。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示，本系统包括与上位管理机相连接的过充过放保护装置。连接方式如下:上位管理机通过以太网和过充过放保护装置通讯端口相连；过充过放保护装置采样端口和直流系统蓄电池组正负极相连，控制端口和蓄电池组正极、直流母线+KM相连。工作过程如下:过充过放保护装置通过采样端口实时在线采集蓄电池组电压，再通过以太网上传遥测信息，上位管理机对收到的数据信息进行分析处理，如发现蓄电池电压超过高/低限值出现过充/过放现象，上位管理机则立即通过以太网发送遥控指令，使过充过放保护装置通过控制端口切断直流母线+KM和蓄电池组正极之间的通路，避免蓄电池的过/欠充电。
[0013]上位管理机是一台安装了利用VC语言编制的蓄电池充放电保护远程控制软件的计算机，它连接在以太网上，通过以太网监控过充过放保护装置。更具体地说，上位管理机是设计了一个蓄电池充放电保护远程控制软件专用应用程序，将它安装在相应的连接在以太网上的计算机里，通过操作蓄电池充放电保护远程控制软件，向远端的过充过放保护装置发送遥控指令，并接收过充过放保护装置上传的遥测数据；所以准确地说，上位管理机的关键是一个装入已连接在以太网上的计算机里的利用VC语言编制的蓄电池充放电保护远程控制软件专用应用程序。
[0014]如图2所示，过充过放保护装置包括微处理器、以太网接口电路、电压传感器、光耦OPTl和光耦OPT2、二极管Dl和二极管D2、直流接触器SI和直流接触器S2。所述的微处理器采用LM3S6938单片机，它是德州仪器(TI)公司提供的首款基于ARlf Cortex?-M3的32位控制器，256K的片内FLASH，64K片内SRAM，一个8通道的10位的A/D转换器，内部集成10/100以太网媒体访问控制(MAC)以及物理层(PHY)，符合IEEE 802.3-2002规范，其优点在于兼容了第三方TCP/IP协议栈，可实现单芯片的以太网终端节点功能；过充过放保护装置中的光耦OPTl和光耦OPT2，采用欧姆龙公司的光耦继电器G3VM351G，具有光电隔离和功率驱动双重功能；以太网接口电路采用网络变压器/RJ45接口芯片，型号为:HR911105A ；电压传感器采用电磁调制电压传感器，型号为:WPE-DV，输入0-300V，输出0-5V，二极管型号为:MDA-110，额定电流110A，直流接触器型号CZY1-63，额定电流63A。上述各部分连接方式如下:微处理器一个I/O 口经由光藕OPTl隔离连接直流接触器SI控制线圈，另一个I/O口经由光藕0PT2隔离连接直流接触器S2控制线圈，微处理器A/D 口连接电压传感器的输出，微处理器异步通讯口 UART连接以太网接口电路HR911105A ;直流接触器SI主触点和二极管Dl并联，S2主触点和二极管D2并联，两个并联电路再串联后连接于直流母线+KM和蓄电池组正极之间，其中二极管Dl K端连接直流母线+KM，二极管D2 K端连接蓄电池组正极；电压传感器一次输入端连接蓄电池组正负极，二次输出直接连接微处理器A/D 口。工作过程如下:电压传感器把蓄电池组电压隔离变换为O?5V 二次信号传送微处理器A/D 口，微处理器进行采样处理，得出蓄电池组电压，经由以太网接口电路通过以太网上传遥测信息，同时判断蓄电池组电压是否超过充/放电高/低限值，如果超限，或收到上位管理机发送的遥控指令，微处理器通过I/o 口驱动光藕OPTl (或0PT2)控制直流接触器SI (或S2)切断直流母线+KM和蓄电池组正极之间的通路，既可避免蓄电池的过(或欠)充电，同时利用二极管Dl和D2的单向导电性，又保证了直流母线供电的连续性。
【主权项】
1.远程电力蓄电池充放电保护系统，包括与上位管理机相连接的过充过放保护装置，其特征在于:所述的过充过放保护装置包括微处理器、以太网接口电路、电压传感器、光耦0PT1、光耦0PT2、二极管D1、二极管D2、直流接触器SI和直流接触器S2 ;微处理器的一个I/O 口经由光藕OPTl隔离连接直流接触器SI控制线圈，微处理器的另一个I/O 口经由光藕0PT2隔离连接直流接触器S2控制线圈，微处理器的A/D 口连接电压传感器的输出端，微处理器异步通讯口 UART与以太网接口电路HR911105A相连接；直流接触器SI的主触点和二极管Dl构成并联电路，直流接触器S2的主触点和二极管D2构成并联电路，两个并联电路串联后连接于直流母线+KM和蓄电池组正极之间，其中二极管Dl的K端用于连接直流母线+KM，二极管D2的K端用于连接蓄电池组正极；电压传感器一次输入端连接蓄电池组正负极。2.根据权利要求1所述的远程电力蓄电池充放电保护系统，其特征在于，所述的微处理器采用德州仪器公司生产的LM3S6938单片机；光藕OPTl和光藕0PT2，采用欧姆龙公司生产的光耦继电器G3VM351G ;以太网接口电路采用网络变压器/RJ45接口芯片，型号为:HR911105A ;电压传感器采用型号为WPE-DV电磁调制电压传感器；二极管Dl和二极管D2型号为MDA-110 ;直流接触器SI和直流接触器S2的型号为CZY1-63。
【专利摘要】远程电力蓄电池充放电保护系统，由上位管理机、过充过放保护装置两部分组成，其特征在于，上位管理机通过以太网和过充过放保护装置通讯端口相连；过充过放保护装置采样端口和直流系统蓄电池组正负极相连，控制端口和蓄电池组正极、直流母线+KM相连。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：①可有效防止蓄电池的过充和过放，延长其使用寿命，同时还保证了直流系统供电的连续性；②实现了蓄电池远程充放电的保护控制，提高了电池保护的实时性，减少了维护人员的现场奔波，提高了工作效率，节约了大量的人力物力。
【IPC分类】H04L29/08, H02H7/18
【公开号】CN204633319
【申请号】CN201520244492
【发明人】王浩彬, 马建辉
【申请人】河北创科电子科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月22日