[發明專利]蓄電池組均衡模塊及遠程在線均衡裝置

無效

• 申請號: 201310624314.4
• 申請日: 2013-11-30
• 公開（公告）號: CN103701160A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 楊愛晟;孫紀文;馮霆;鄭素珍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;山西省電力公司晉中供電分公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/48;H01M10/46
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 鄭晉周

技術領域

本發明涉及變電站直流電源系統中蓄電池組的維護領域，具體是一種蓄電池組均衡模塊及遠程在線均衡裝置。

背景技術

變電站中的直流電源系統為控制、信號、繼電保護、自動裝置及事故照明等提供直流用電，蓄電池是整個直流電源系統的最后一道安全屏障，一但出現問題，隨之而來的便是保護失靈、開關拒動、通道中斷…后果不堪設想。近年來因蓄電池問題導致的重大電力事故時有發生,造成重大的經濟損失。現有蓄電池組運行方式，從技術上講也存在一些缺陷，直流電源系統中的蓄電池組一般由幾十只至一百多只單體蓄電池串聯而成，串聯狀態下的蓄電池組雖然充放電電流是一致的，但由于電池的參數、外部環境及單體自放電的差異，使得蓄電池組各單體電池的電壓實際并不均衡，會出現過充、欠充、容量減少現象，而且隨著時間的推移，將進一步加深蓄電池參數的不一致性，正是這種惡性循環極大地縮短了蓄電池組的使用壽命。當前針對蓄電池的檢測和維護裝置，僅局限于電池巡檢儀、放電儀、內阻測試儀等，但都存在功能單一，只能檢測不能維護的缺點。

發明內容

本發明為了能對變電站直流電源系統中的蓄電池組實施有效維護，提供一種蓄電池組均衡模塊及遠程在線均衡裝置。

本發明是采用如下技術方案實現的：蓄電池組均衡模塊，包括微處理器、電壓采集單元、充放電單元、多路切換單元及端子排；充放電單元的控制端、多路切換單元的控制端與微處理器連接，電壓采集單元的信號輸出端與微處理器連接，電壓采集單元的輸入端、充放電單元的負載端經多路切換單元與端子排連接；

所述微處理器是所述均衡模塊的中央控制器，負責所有輸入數據的處理和控制信號的輸出；

所述電壓采集單元用于采集待維護蓄電池組中單體蓄電池的電壓，并傳輸給微處理器；

所述充放電單元在所述微處理器的控制下對待維護蓄電池組中欠充或過充的單體蓄電池進行充電或放電；

所述多路切換單元在所述微處理器的控制下實現待維護蓄電池組中各單體蓄電池與電壓采集單元、充放電單元間連接的切換；

所述端子排用于連接待維護蓄電池組中各單體蓄電池的正負極，實現待維護蓄電池組與所述均衡模塊的連接。

使用時，將待維護蓄電池組中各單體蓄電池的正負極與端子排連接，微處理器控制多路切換單元依次使各單體蓄電池的正負極接入電壓采集單元，電壓采集單元輸出信號至微處理器進行電壓采集和處理，根據處理結果，微處理器再控制多路切換單元，使充放電單元連接欠充或過充的需要均衡的單體蓄電池正負極進行充電或放電，最終使蓄電池組中各單體蓄電池的電壓完全一致，完成對蓄電池組電壓的均衡維護。

所述蓄電池組均衡模塊還設置有與微處理器連接的485接口電路，這樣，可以使多個蓄電池組均衡模塊通過RS485總線連接，建立蓄電池組均衡網絡。

蓄電池組遠程在線均衡裝置，包括上位管理機、以太網/RS485轉換器及若干個蓄電池組均衡模塊；上位管理機經以太網與以太網/RS485轉換器通訊連接，各蓄電池組均衡模塊通過485接口電路并聯在485總線上，與以太網/RS485轉換器連接。

工作過程如下：在相關軟件支持下，操作人員在上位管理機上進行參數設置和發送控制指令，控制指令通過以太網、以太網/RS485轉換器和RS485總線傳輸至各蓄電池組均衡模塊，根據指令要求，均衡模塊微處理器控制多路切換單元依次使各單體蓄電池的正負極接入電壓采集單元，電壓采集單元輸出信號至微處理器進行電壓采集和處理，根據處理結果，微處理器再控制多路切換單元，使充放電單元連接欠充或過充的需要均衡的單體蓄電池正負極進行充電或放電，最終使蓄電池組中各單體蓄電池的電壓完全一致，在線完成對蓄電池組電壓的均衡維護。

與現有技術相比，本發明所述均衡模塊采用間歇式低充高放、能量守衡的閉環控制原則，實現串聯蓄電池的電壓均衡，使每一單體蓄電池處于最佳工作狀態，延長了蓄電池的使用壽命，增強了直流電源及電力系統運行的安全性；本發明所述在線均衡裝置利用現有計算機技術、實時以太網通信技術，結合蓄電池組均衡模塊對蓄電池組進行遠程在線均衡維護，實現了蓄電池組電壓均衡的遠程自動控制，無需現場操作，避免了往返現場的舟車勞頓，節約了大量人力和物力，提高了工作效率。所述微處理器、電壓采集單元、充放電單元、多路切換單元、端子排、以太網/RS485轉換器皆是現有公知產品。