專利名稱：變電站蓄電池狀態(tài)監(jiān)測及開路保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變電站蓄電池運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和蓄電池內(nèi)部開路保護(hù)的裝置。
變電站蓄電池組作為電力操作及后備電源具有重要作用，一旦出現(xiàn)故障可能釀成重大事故，而且蓄電池內(nèi)部一旦出現(xiàn)開路情況，在充電裝置故障或者失電時(shí)合閘母線和控制母線都將失去直流電源，造成事故甚至瓦解電網(wǎng)，電力生產(chǎn)中就有此先例。因此對(duì)蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測非常必要，同時(shí)還必須對(duì)蓄電池內(nèi)部開路故障進(jìn)行處理，保障直流電源無間斷地供電。目前國內(nèi)有蓄電池電壓巡檢儀和蓄電池電導(dǎo)測試儀等測試設(shè)備，但蓄電池電壓巡檢儀只巡測蓄電池的端電壓，而且是在蓄電池處于浮充狀態(tài)時(shí)測量的，不能正確反映蓄電池運(yùn)行狀態(tài)；蓄電池電導(dǎo)測試儀能較準(zhǔn)確地反映蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)，但這種測量是定期進(jìn)行的，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)有故障的蓄電池。這些蓄電池測試設(shè)備只具有監(jiān)測功能，對(duì)蓄電池內(nèi)部開路這一突發(fā)故障沒有考慮。
本實(shí)用新型的目的，就是填補(bǔ)上述蓄電池運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和測試設(shè)備的不足。
本實(shí)用新型的目的是通過蓄電池開路保護(hù)電路、蓄電池運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測電路、邏輯報(bào)警電路等三支電路來完成1、蓄電池開路保護(hù)電路二極管(M1)反向并聯(lián)在蓄電池(B1)兩端，相應(yīng)地虛線框(BK2-BK18)內(nèi)都有二極管和蓄電池(B2-B18)反向并聯(lián)，完成對(duì)蓄電池內(nèi)部開路的保護(hù)。
2、蓄電池運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測電路以虛線框(BK1)為例，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1+)經(jīng)保險(xiǎn)器(F1)和二極管(D1、D2、D3)陽極連接，蓄電池(B1)連接后通過二極管(D1)和電阻(R0)向電容(E1)充電，為比較電路提供電源，穩(wěn)壓管(Z1)一端和二極管(D1)陰極連接，另一端和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1-)連接，二極管(D2)陰極經(jīng)電位器(RW1)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1-)連接，電位器(RW1)中間抽頭和比較器(IC1)反相端連接，二極管(D3)陰極經(jīng)電位器(RW2)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1-)連接，電位器(RW2)中間抽頭和比較器(IC2)反相端連接，電阻(R1)和穩(wěn)壓管(Z2)串聯(lián)后一端和二極管(D1)陰極連接，串聯(lián)另一端和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1-)連接，電阻(R1)和穩(wěn)壓管(Z2)的連接點(diǎn)和比較器(IC1、IC2)同相端連接，為比較電路提供基準(zhǔn)電壓，比較器(IC1)輸出端經(jīng)電阻(R2)和二極管(D1)陰極連接，比較器(IC1)輸出端經(jīng)光耦(O1)耦合傳輸，光耦(O1)輸出集電極和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(VCC)連接，光耦(O1)輸出發(fā)射極和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(K1)連接，電阻(R4)和發(fā)光二極管(Y1)串聯(lián)后接在網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(VCC、U1)之間，電阻(R5)接在網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(K1、GND)之間，電阻(R3)一端和二極管(D1)陰極連接，另一端經(jīng)光耦(O2)的發(fā)光管和比較器(IC2)輸出端連接，光耦(O2)輸出集電極和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(U1)連接，光耦(O2)輸出發(fā)射極和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(GND)連接，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(K1、U1)將蓄電池(B1)的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)傳送到邏輯報(bào)警電路，虛線框(BK2-BK18)的連接和虛線框(BK1)類同。
3、邏輯報(bào)警電路虛線框(BK1-BK18)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(U1-U18)接或門(IC4)各輸入端，虛線框(BK1-BK18)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(K1-K18)和觸發(fā)器(IC7)S1-S18腳對(duì)應(yīng)連接，電阻(R6)一端和觸發(fā)器(IC7)的RS1-RS18腳連接在一起，電阻(R6)另一端和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(GND)連接，電容(C1)和按鈕(AN)并聯(lián)后一端和觸發(fā)器(IC7)的RS1-RS18腳連接在一起，并聯(lián)另一端和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(VCC)連接，觸發(fā)器(IC7)的Q1-Q18腳對(duì)應(yīng)接或門(IC5)各輸入端，觸發(fā)器(IC7)的Q1-Q18腳還分別經(jīng)電阻(R8-R25)和發(fā)光二極管(X1-X18)接電源地?；蜷T(IC4、IC5)的輸出端和或門(IC6)輸入端對(duì)應(yīng)連接，或門(IC6)輸出端經(jīng)電阻(R7)和三極管(N1)基極連接，三極管(N1)發(fā)射極接電源地，電阻(RL)和二極管(LL)串聯(lián)后和報(bào)警器(BL)并聯(lián)，并聯(lián)一端和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(VCC)連接，并聯(lián)另一端和三極管(N1)集電極連接。網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B18-)經(jīng)開關(guān)(KG)和電源變換器(IC3)1腳連接，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1+)和電源變換器(IC3)2腳連接，電源變換器(IC3)3腳和虛線框(BK1-BK18)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(GND)連接，電源變換器(IC3)4腳和虛線框(BK1-BK18)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(VCC)連接，為邏輯報(bào)警電路提供直流工作電源。
本實(shí)用新型和被測蓄電池的連接網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1+至B18+)分別和被測蓄電池(B1-B18)的正極串聯(lián)線頭對(duì)應(yīng)焊接，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B18-)和蓄電池(B18)的負(fù)極連接線頭焊接。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于①．對(duì)蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測；②．監(jiān)測蓄電池端電壓是否過低，容量是否過低；③．能在蓄電池內(nèi)部突然開路時(shí)保證直流供電不間斷；④．便于在不中斷直流供電的情況下更換故障蓄電池。
附圖的圖面說明如下附

圖1是本實(shí)用新型的電氣接線圖之一。蓄電池(B1-B18)是被監(jiān)測的對(duì)象；虛線框(BK1-BK18)是蓄電池運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測電路；電源變換器(IC3)為邏輯報(bào)警電路提供電源；電阻(R6)、電容(C1)、按鈕(AN)和觸發(fā)器(IC7)組成邏輯記憶回路；電阻(R8-R25)、發(fā)光二極管(X1-X18)對(duì)應(yīng)指示有故障的蓄電池；或門(IC4、IC5、IC6)、電阻(R7、RL)、三極管(N1)、發(fā)光二極管(LL)、報(bào)警器(BL)組成邏輯組合和報(bào)警指示電路。
附圖2是本實(shí)用新型的電氣接線圖之二。二極管(M1)用于蓄電池內(nèi)部開路保護(hù)；保險(xiǎn)器(F1)、二極管(D1)、穩(wěn)壓管(Z1)、電阻(R0)和電容(E1)組成供電電路；二極管(D2、D3)和電位器(RW1、RW2)是采樣電路；電阻(R1)、穩(wěn)壓管(Z2)和比較器(IC1、IC2)組成比較電路；光耦(O1、O2)、電阻(R2、R3、R4、R5)和發(fā)光二極管(Y1)組成信號(hào)耦合電路。
附圖3是本實(shí)用新型殼體的正面圖。1是發(fā)光二極管(Y1等)；2是發(fā)光二極管(X1-X18)；3是發(fā)光二極管(LL)；4是按鈕(AN)；5是開關(guān)(KG)。
附圖4是本實(shí)用新型殼體的背面圖。6是散熱器；7是接線端子(網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)B1+至B18和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)B18-)。
以下結(jié)合附圖，對(duì)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方案，作進(jìn)一步說明本實(shí)用新型是專為變電站蓄電池組的運(yùn)行提供狀態(tài)在線監(jiān)測并為蓄電池內(nèi)部開路提供保護(hù)而設(shè)計(jì)的裝置。它通過連接線和被測蓄電池的正負(fù)極對(duì)應(yīng)連接，利用變電站合閘操作提供的測試條件，判斷蓄電池容量是否過低、端電壓是否過低、內(nèi)部極板是否存在短路或開路情況并顯示報(bào)警，并且在蓄電池內(nèi)部開路時(shí)提供保護(hù)，保障變電站直流電源的正常供給，同時(shí)便于在不中斷直流供電的情況下更換故障蓄電池。
本實(shí)用新型和被測蓄電池組連接，開關(guān)(KG)閉合，電源變換器(IC3)向邏輯報(bào)警電路供電，并通過電阻(R6)向電容(C1)充電，從而將觸發(fā)器(IC7)的Q1-Q18腳復(fù)位為低電平，正常情況下虛線框(BK1-BK18)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(K1-K18)輸出為低，觸發(fā)器(IC7)的Q1-Q18腳輸出為低，發(fā)光二極管(X1-X18)熄滅，或門(IC5)輸出為低，正常情況下虛線框(BK1-BK18)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(U1-U18)輸出為低，或門(IC4)輸出為低，或門(IC6)輸出為低，三極管(N1)處于關(guān)斷狀態(tài)，發(fā)光二極管(LL)和報(bào)警器(BL)都不動(dòng)作。
虛線框(BK1-BK18)內(nèi)的電路工作以虛線框(BK1)為例，被測蓄電池(B1)通過保險(xiǎn)器(F1)、二極管(D1)向蓄電池狀態(tài)監(jiān)測電路供電，并通過電阻(R0)向電容(E1)充電，穩(wěn)壓管(Z2)提供比較基準(zhǔn)電壓，被測蓄電池(B1)經(jīng)二極管(D2、D3)和電位器(RW1、RW2)分壓形成采樣電壓輸入到比較器(IC1、IC2)反相端。正常情況下電位器(RW1)中點(diǎn)采樣電壓高于比較器(IC1)同相端的基準(zhǔn)電壓，比較器(IC1)輸出為低電平，光耦(O1)不導(dǎo)通，光耦(O1)輸出發(fā)射極即網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(K1)為低電平。正常情況下電位器(RW2)中點(diǎn)采樣電壓高于比較器(IC2)同相端基準(zhǔn)電壓，比較器(IC2)輸出低電平，光耦(O2)導(dǎo)通，光耦(O2)輸出集電極即網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(U1)為低電平，發(fā)光二極管(Y1)亮，指示蓄電池(B1)端電壓在正常范圍之內(nèi)。正常情況下二極管(M1)兩端加反向電壓，二極管(M1)處于截止?fàn)顟B(tài)。
當(dāng)某一塊蓄電池例如蓄電池(B1)過放電或者內(nèi)部短路時(shí)，蓄電池(B1)端電壓降低，比較器(IC2)反相端采樣電壓低于比較器(IC2)同相端的基準(zhǔn)電壓，比較器(IC2)輸出為高電平，光耦(O2)不導(dǎo)通，光耦(O2)輸出集電極即網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(U1)為高電平，發(fā)光二極管(Y1)滅，標(biāo)示該蓄電池(B1)出現(xiàn)故障，同時(shí)或門(IC4、IC6)輸出高電平，三極管(N1)導(dǎo)通，發(fā)光二極管(LL)和報(bào)警器(BL)動(dòng)作報(bào)警。
當(dāng)某一塊蓄電池例如蓄電池(B1)容量過低內(nèi)阻過大時(shí)，合閘操作瞬間大電流放電將使蓄電池(B1)端電壓出現(xiàn)瞬間低壓，合閘操作完成后蓄電池(B1)端電壓又恢復(fù)正常，比較器(IC1、IC2)的反相端采樣電壓瞬間低于隨后又高于比較器(IC1、IC2)同相端的基準(zhǔn)電壓，比較器(IC1、IC2)3腳輸出瞬間為高電平隨后又為低電平，經(jīng)光耦(O1、O2)耦合后，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(K1、U1)出現(xiàn)一個(gè)高電平脈沖，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(K1)高電平脈沖置位觸發(fā)器(IC7)Q1腳保持高電平，對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管(X1)亮，指示該蓄電池(B1)容量過低，或門(IC5、IC6)輸出高電平，三極管(N1)導(dǎo)通，發(fā)光二極管(LL)和報(bào)警器(BL)持續(xù)動(dòng)作報(bào)警，直到人為按下按鈕(AN)，將觸發(fā)器(IC7)的Q1-Q18腳復(fù)位為低電平為止。蓄電池(B1)端電壓出現(xiàn)瞬間過低時(shí)，由電容(E1)向蓄電池狀態(tài)監(jiān)測電路提供工作電源。
當(dāng)某一塊蓄電池例如蓄電池(B1)內(nèi)部出現(xiàn)開路，若浮充電壓消失，此時(shí)該蓄電池(B1)兩端出現(xiàn)反向電壓，二極管(M1)導(dǎo)通，維持蓄電池組繼續(xù)向負(fù)載供電，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1+、B1-)端出現(xiàn)反向電壓，狀態(tài)監(jiān)測電路停止工作，光耦(O1、O2)不導(dǎo)通，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(K1)為低電平，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(U1)為高電平，發(fā)光二極管(Y1)滅，標(biāo)示該蓄電池(B1)出現(xiàn)故障，或門(IC4、IC6)輸出高電平，三極管(N1)導(dǎo)通，發(fā)光二極管(LL)和報(bào)警器(BL)動(dòng)作報(bào)警；如果蓄電池(B1)內(nèi)部開路時(shí)浮充電壓存在，蓄電池(B1)兩端電壓為浮充電壓和蓄電池(B2-B18)端電壓之和的差值，隨著蓄電池(B1)開路，浮充電流消失，其它蓄電池(B2-B18)端電壓回落，這一差值逐漸增大，相應(yīng)地電容(E1)兩端的電壓逐漸增大，超過穩(wěn)壓管(Z1)的穩(wěn)壓值時(shí)回路電流劇增，保險(xiǎn)器(F1)熔斷，狀態(tài)監(jiān)測電路停止工作，光耦(O1、O2)不導(dǎo)通，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(K1)為低電平，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(U1)為高電平，發(fā)光二極管(Y1)滅，標(biāo)示該蓄電池(B1)出現(xiàn)故障，或門(IC4、IC6)輸出高電平，三極管(N1)導(dǎo)通，發(fā)光二極管(LL)和報(bào)警器(BL)動(dòng)作報(bào)警。
更換某一塊故障蓄電池例如蓄電池(B1)，直接拆下蓄電池(B1)，此時(shí)負(fù)載電流由蓄電池(B2)正極經(jīng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1-)、二極管(M1)、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1+)和負(fù)載流回蓄電池(B18)的負(fù)極，保證向負(fù)載供電不間斷，新蓄電池正負(fù)極和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1+、B1-)對(duì)應(yīng)連接后蓄電池組(B1-B18)恢復(fù)向負(fù)載正常供電。
權(quán)利要求1.一種變電站蓄電池狀態(tài)監(jiān)測及開路保護(hù)裝置，由蓄電池開路保護(hù)電路、蓄電池運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測電路、邏輯報(bào)警電路組成，其特征是①、線框(BK1)為二極管(M1)陰極和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1+)連接，二極管(M1)陽極和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1-)連接，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1+)經(jīng)保險(xiǎn)器(F1)和二極管(D1、D2、D3)陽極連接，電阻(R0)和電容(E1)串聯(lián)后與穩(wěn)壓管(Z1)并聯(lián)，并聯(lián)一端和二極管(D1)陰極連接，并聯(lián)另一端和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1-)連接，電阻(R1)和穩(wěn)壓管(Z2)串聯(lián)后一端和二極管(D1)陰極連接，串聯(lián)另一端和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1-)連接，電阻(R1)和穩(wěn)壓管(Z2)的連接點(diǎn)和比較器(IC1、IC2)同相端連接，電位器(RW1)接在二極管(D2)陰極和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1-)之間，其中間抽頭和比較器(IC1)反相端連接，電位器(RW2)接在二極管(D3)陰極和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1-)之間，其中間抽頭和比較器(IC2)反相端連接，比較器(IC1)輸出端經(jīng)電阻(R2)和二極管(D1)陰極連接，比較器(IC1)輸出端經(jīng)光耦(O1)的發(fā)光管和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1-)連接，光耦(O1)輸出集電極和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(VCC)連接，光耦(O1)輸出發(fā)射極和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(K1)連接，電阻(R4)和發(fā)光二極管(Y1)串聯(lián)接在網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(VCC、U1)之間，電阻(R5)接在網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(K1、GND)之間，電阻(R3)一端和二極管(D1)陰極連接，另一端經(jīng)光耦(O2)的發(fā)光管和比較器(IC2)輸出端連接，光耦(O2)輸出集電極和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(U1)連接，光耦(O2)輸出發(fā)射極和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(GND)連接，虛線框(BK2-BK18)的連接和虛線框(BK1)類同；②、虛線框(BK1-BK18)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1+至B18+)和被測蓄電池(B1-B18)正極對(duì)應(yīng)連接，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1-至B17-)分別和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B2+至B18+)對(duì)應(yīng)連接，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B18-)和蓄電池(B18)負(fù)極連接，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B18-)經(jīng)開關(guān)(KG)和電源變換器(IC3)1腳連接，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(B1+)和電源變換器(IC3)2腳連接，電源變換器(IC3)3腳輸出電源地，電源變換器(IC3)4腳輸出電源正極，電源地和虛線框(BK1-BK18)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(GND)連接，電源正極和虛線框(BK1-BK18)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(VCC)連接，虛線框(BK1-BK18)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(U1-U18)接或門(IC4)各輸入端，虛線框(BK1-BK18)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(K1-K18)和觸發(fā)器(IC7)的S1-S18腳對(duì)應(yīng)連接，電阻(R6)一端和觸發(fā)器(IC7)的RS1-RS18腳連接在一起，電阻(R6)另一端和電源地連接，電容(C1)和按鈕(AN)并聯(lián)后一端和觸發(fā)器(IC7)的RS1-RS18腳連接在一起，并聯(lián)另一端和電源正極連接，觸發(fā)器(IC7)的Q1-Q18腳接或門(IC5)各輸入端，觸發(fā)器(IC7)的Q1-Q18腳分別經(jīng)電阻(R8-R25)和發(fā)光二極管(X1-X18)接電源地，或門(IC4、IC5)的輸出端和或門(IC6)各輸入端連接，或門(IC6)輸出端經(jīng)電阻(R7)和三極管(N1)基極連接，電阻(RL)和二極管(LL)串聯(lián)后和報(bào)警器(BL)并聯(lián)，并聯(lián)一端和電源正極連接，另一端和三極管(N1)集電極連接，三極管(N1)發(fā)射極接電源地。
專利摘要本實(shí)用新型變電站蓄電池狀態(tài)監(jiān)測及開路保護(hù)裝置,可在線監(jiān)測變電站蓄電池組每一節(jié)蓄電池的運(yùn)行狀態(tài),能及時(shí)判斷蓄電池容量是否過低、端電壓是否過低、內(nèi)部極板是否存在短路或開路情況并顯示報(bào)警,并能在個(gè)別蓄電池內(nèi)部出現(xiàn)開路的情況下保證整組蓄電池向負(fù)載無間斷地供電,而且便于在不中斷直流供電的情況下更換故障蓄電池,為變電站蓄電池組的狀態(tài)檢修提供監(jiān)測手段和蓄電池開路保護(hù),保障電力分、合閘操作和繼電保護(hù)裝置的正常供電。
文檔編號(hào)G01R31/36GK2426242SQ00204040
公開日2001年4月4日 申請(qǐng)日期2000年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月28日
發(fā)明者張毅, 張海榮 申請(qǐng)人:張毅