CN108390367A - 直流供电***并列装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流供电***用并列装置及其控制方法,其特征是,包括降压限流模块、控制单元、直流供电***以及将并列到所述直流供电***中的蓄电池组;所述降压限流模块用于降低两个电源***间并列时的电流;所述控制单元与所述降压限流模块连接,控制单元根据降压限流模块流过的电流,调整降压限流模块的降压值,达到调整电流的作用。优点:并列装置利用微电脑控制替代人工操作,自动完成直流供电***中的蓄电池组(小电源)并列过程,利用该装置能快速、安全地完成蓄电池并列过程,大大减轻运行操作人员的工作强度,提高操作的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种直流供电***并列装置及其控制方法,属于电子技术领域。
背景技术
在直流供电***中,经常会有蓄电池组并入直流供电***的操作。直流供电***中蓄电池组的并列、解列是直流供电***的重要操作,在并列时需要核对***、待并小电源的极性;检查两个电源电压差值在限定范围内(限制并列过程的潮流方向及幅值);在满足一定条件时才能闭合两个电源***的联络开关,并列两个电源***,让其成为一个统一的直流供电***。
典型的例子就是在电力操作电源***(微型直流供电***)中,在蓄电池需要维护检修时,为保障直流电源***的供电可靠性,通常需要并入一个备用蓄电池组,再退出需要维护的电池组,在维护结束后,再把蓄电池组并入直流***,再退出备用蓄电池组。手动并列的方法是:根据直流母线(***)电压数值,对待并列蓄电池组(小电源)进行充电,使得待并列蓄电池组的端口静置电压略高于直流母线电压,保证蓄电池组并列后,向外馈送少量电流。此时并列可保证直流母线处于安全、稳定工况,同时也便于掌握并列后的直流***中潮流情况。但由于蓄电池组中的特性原因,导致蓄电池组的端口电压与直流母线电压无法满足并列条件。通常的方法:方法一:调整蓄电池组端口电压值,因端口电压与其载荷量关联,一般采用恒流充电可调整电压,但充到预定值需要的时间比较长。方法二:调整直流供电***中的直流母线电压,但在一个运行的直流***中,因***中有一个或多个并列的蓄电池组,其母线电压更不易调整。以上二种方法,都会导致蓄电池组类的小电源并列过程繁杂,时间较长,且存在较多的误操作隐患。在不满足并列条件时强行并列时,会对直流***造成很大的冲击,严重时会引起直流***母线电压崩溃。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种直流供电***并列装置及其控制方法。
为解决上述技术问题,本发明提供一种直流供电***用并列装置,其特征是,包括降压限流模块、控制单元、直流供电***以及将并列到所述直流供电***中的蓄电池组;
所述降压限流模块用于降低两个电源***间并列时的电流;
所述控制单元与所述降压限流模块连接,控制单元根据降压限流模块流过的电流,调整降压限流模块的降压值,达到调整电流的作用;
所述直流供电***的正极分别接并列开关K和第一并列装置投退开关Kp1的一端,并列开关K的另一端分别接蓄电池组的正极和第二并列装置投退开关Kp2的一端,第二并列装置投退开关Kp2的另一端接降压限流模块的输入端,降压限流模块的输出端接第一并列装置投退开关Kp1的另一端,降压限流模块的控制端、电压测量端、电流测量端与控制单元连接。
进一步的,所述降压限流模块利用半导体二极管的导通压降是个常量的特性,通过在两个电源***加入一个有多个二极管管组成的降压单元,来降低两个电源***间并列时的电流,调整串接二极管的数量,改变模块二端的电压差值。
进一步的,所述控制单元主要包括微处理器、I/O电路、***电压测量电路、待并电压测量电路、电流测量电路以及指示灯电路,所述I/O电路、***电压测量电路、待并电压测量电路、电流测量电路、指示灯电路分别与所述微处理器连接。
进一步的,所述并列开关、第一并列装置投退开关以及第二并列装置投退开关采用继电器。
进一步的,还包括并列过程计时器Tp,该并列过程计时器Tp是控制单元的一个主要部件。
进一步的,所述控制单元通过测量蓄电池组电压Ub、直流供电***电压Us、直流供电***与待并蓄电池组的电压差Ubs、待并蓄电池的输出电流Ibs参数,控制单元根据设置的下列参数来控制完成蓄电池的并列程序,当并列过程用时超出TpMAX时,即便待并蓄电池组没有满足并列条件,并列装置也将终止并列程序;
Ubsmin是并列装置设定的最低电压差,范围0.5V~2.0V;
Ubsmax是并列装置设定的最大电压差,范围10.0V~22.0V;
TpMAX是并列装置设定的最长并列时间,范围3分钟~30分钟;
并列装置完成并列的判定条件:当且仅当C1<Ibs<C2和Ubs<C3时蓄电池组可以并列到直流供电***中,其中C1为设定的并列时小电源应输出的最小电流,数值范围0.5A-2.0A;C2为设定的并列时小电源可输出的最大电流,数值范围2.0A-6.0A;C3为设定的并列成功时小电源与***间的电压差值,数值范围0.5V-2.0V。
一种直流供电***用并列装置的控制方法,其特征是,包括如下步骤:
步骤0:并列启动:控制单元收到外部并列命令,命令为无源空接点命令;
Tp开始计时,闭合Kp1和Kp2;测量蓄电池组电压Ub、直流供电***电压Us;
如果Ub<0,控制单元点亮“待并电源极性错”告警信号灯,转至步骤4,否则继续往下进行;
如果Us<0,控制单元点亮“***电源极性错”告警信号灯,转至步骤4,否则继续往下进行;
如果Ub-Us>Ubsmax,控制单元点亮“压差过大”告警信号灯,转至步骤5;
如果Ub-Us<Ubsmin,控制单元点亮“待并电源电压低”告警信号灯,转至步骤5;
如果Ubsmin≤Ub-Us≤Ubsmax,继续往下进行;
设定降压模块降压值Vbs=20V;
步骤1:测量Ibs;
如果Ibs<C1,则Vbs=Vbs-0.5V,调控降压单元的降压值为Vbs,转至步骤1;
如果Ibs>C2,则Vbs=Vbs+0.5V,调控降压单元的降压值为Vbs,转至步骤1;
如果C1≤Ib≤C2,则继续往下进行;
步骤2:
如果Ubs<C3,则闭合K,控制单元点亮“并列成功”信号灯,转至步骤4,步骤3:Tp计时;
如果Tp>TpMAX,则控制单元点亮“并列时间长”告警信号灯,转至步骤4;否则转至步骤1;
步骤4:断开Kp1和Kp2;并列过程结束。
进一步的,所述并列过程在预定的时间内,循环判断蓄电池的并列条件,直至满足并列条件或设置的并列时限。
本发明所达到的有益效果:
并列装置利用微电脑控制替代人工操作,自动完成直流供电***中的蓄电池组(小电源)并列过程,利用该装置能快速、安全地完成蓄电池并列过程,大大减轻运行操作人员的工作强度,提高操作的安全性。
附图说明
图1是本发明的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示,一种直流供电***用并列装置,包括降压限流模块和继电器K,Kp,其特征是,还包括直流供电***以及用于并列到所述直流供电***中的蓄电池组。
本实施例中,所述控制单元与所述降压单元连接,控制单元根据降压单元流过的电流,调整降压模块的降压值,达到调整电流的作用。所述直流供电***的正极分别接并列开关K和第一并列装置投退开关Kp1的一端,并列开关K的另一端分别接蓄电池组的正极和第二并列装置投退开关Kp2的一端,第二并列装置投退开关Kp2的另一端接降压限流模块的输入端,降压限流模块的输出端接第一并列装置投退开关Kp1的另一端。降压限流模块的控制端、电压、电流测量端与控制单元连接。
本实施例中,所述并列装置降压限流模块包括降压单元,控制单元。控制单元有微处理器、I/O电路、***电压测量电路、待并电压测量电路、电流测量电路等组成。
本实施例中,所述Ubs是蓄电池组与直流供电***的电压差值。在满足Ubsmin<Ubs<Ubsmax时并列装置方能正常工作。Ubsmax为并列装置设置参数:蓄电池组与直流供电***的最大电压差,范围10.0V-22.0V;Ubsmin为并列装置设置参数:蓄电池组与直流供电***最小电压差,范围0.5V-2.0V。其中蓄电池组电压大于直流供电***电压。
本实施例中,所述Ibs是待并蓄电池的输出电流,Vbs为并列装置中降压单元降压给定值,范围:0.5V~22V。
控制单元根据测量的Ibs,通过改变降压单元的给定值Vbs来保证待并蓄电池组在并列过程中,输出的电流C1<Ibs<C2。当且仅当(C1<Ibs<C2)and(Vbs<C3)时,蓄电池满足并列条件。C1为并列装置设置参数:待并列蓄电池最小输出电流,范围0.5A-2.0A;C2为并列装置设置参数:待并列蓄电池最大输出电流,范围2.0A-6.0A;C3为并列装置设置参数:待并列蓄电池与***间的电压差,范围0.5V-2.0V。
本实施例中,所述并列装置的控制单元中Tp为并列过程计时器,TpMAX是设置的并列限制时间。当并列过程用时超出TpMAX时,即便待并蓄电池组没有满足并列条件,并列装置也将终止并列程序。
本实施例中,所述直流供电***用并列装置的控制方法,包括如下步骤:
步骤0:
并列启动:控制单元收到外部并列命令,命令为无源空接点命令Tp开始计时;
闭合Kp1和Kp2;
测量蓄电池组电压Ub、直流供电***电压Us;
If Ub<0{控制单元点亮“待并电源极性错”告警信号灯,转至步骤5;}
If Us<0{控制单元点亮“***电源极性错”告警信号灯,转至步骤5;}
If Ub-Us>Ubsmax{控制单元点亮“压差过大”告警信号灯,转至步骤5;}
If Ub-Us<Ubsmin{控制单元点亮“待并电源电压低”告警信号灯,转至步骤5;}
设定降压模块降压值Vbs=20V,调控降压单元给定值为Vbs;
步骤1:
IF Ib<C1{Vbs=Vbs-0.5V;调控降压单元给定值为Vbs,转至步骤1};
步骤2:
IF Ib>C2{Vbs=Vbs+0.5V;调控降压单元给定值为Vbs,转至步骤1};
步骤3:
IF Ubs<C3{闭合K;控制单元点亮“并列成功”信号灯,转至步骤5};
步骤4:
Tp计时;
IF Tp>TpMAX{控制单元点亮“并列时间长”告警信号灯,转至步骤5};
转至步骤1;
步骤5:
断开Kp1和Kp2;并列过程结束。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种直流供电***用并列装置,其特征是,包括降压限流模块、控制单元、直流供电***以及将并列到所述直流供电***中的蓄电池组;
所述降压限流模块用于降低两个电源***间并列时的电流;
所述控制单元与所述降压限流模块连接,控制单元根据降压限流模块流过的电流,调整降压限流模块的降压值,达到调整电流的作用;
所述直流供电***的正极分别接并列开关K和第一并列装置投退开关Kp1的一端,并列开关K的另一端分别接蓄电池组的正极和第二并列装置投退开关Kp2的一端,第二并列装置投退开关Kp2的另一端接降压限流模块的输入端,降压限流模块的输出端接第一并列装置投退开关Kp1的另一端,降压限流模块的控制端、电压测量端、电流测量端与控制单元连接。
2.根据权利要求1所述的直流供电***用并列装置,其特征是,所述降压限流模块利用半导体二极管的导通压降是个常量的特性,通过在两个电源***加入一个有多个二极管管组成的降压单元,来降低两个电源***间并列时的电流,调整串接二极管的数量,改变模块二端的电压差值。
3.根据权利要求1所述的直流供电***用并列装置,其特征是,所述控制单元主要包括微处理器、I/O电路、***电压测量电路、待并电压测量电路、电流测量电路以及指示灯电路,所述I/O电路、***电压测量电路、待并电压测量电路、电流测量电路、指示灯电路分别与所述微处理器连接。
4.根据权利要求1所述的直流供电***用并列装置,其特征是,所述并列开关、第一并列装置投退开关以及第二并列装置投退开关采用继电器。
5.根据权利要求1所述的直流供电***用并列装置,其特征是,还包括并列过程计时器Tp,该并列过程计时器Tp是控制单元的一个主要部件。
6.根据权利要求5所述的直流供电***用并列装置,其特征是,所述控制单元通过测量蓄电池组电压Ub、直流供电***电压Us、直流供电***与待并蓄电池组的电压差Ubs、待并蓄电池的输出电流Ibs参数,控制单元根据设置的下列参数来控制完成蓄电池的并列程序,当并列过程用时超出TpMAX时,即便待并蓄电池组没有满足并列条件,并列装置也将终止并列程序;
Ubsmin是并列装置设定的最低电压差,范围0.5V~2.0V;
Ubsmax是并列装置设定的最大电压差,范围10.0V~22.0V;
TpMAX是并列装置设定的最长并列时间,范围3分钟~30分钟;
并列装置完成并列的判定条件:当且仅当C1<Ibs<C2和Ubs<C3时蓄电池组可以并列到直流供电***中,其中C1为设定的并列时小电源应输出的最小电流,数值范围0.5A-2.0A;C2为设定的并列时小电源可输出的最大电流,数值范围2.0A-6.0A;C3为设定的并列成功时小电源与***间的电压差值,数值范围0.5V-2.0V。
7.一种基于权利要求5所述的直流供电***用并列装置的控制方法,其特征是,包括如下步骤:
步骤0:并列启动:控制单元收到外部并列命令,命令为无源空接点命令;
Tp开始计时,闭合Kp1和Kp2;测量蓄电池组电压Ub、直流供电***电压Us;
如果Ub<0,控制单元点亮“待并电源极性错”告警信号灯,转至步骤4,否则继续往下进行;
如果Us<0,控制单元点亮“***电源极性错”告警信号灯,转至步骤4,否则继续往下进行;
如果Ub-Us>Ubsmax,控制单元点亮“压差过大”告警信号灯,转至步骤5;
如果Ub-Us<Ubsmin,控制单元点亮“待并电源电压低”告警信号灯,转至步骤5;
如果Ubsmin≤Ub-Us≤Ubsmax,继续往下进行;
设定降压模块降压值Vbs=20V;
步骤1:测量Ibs;
如果Ibs<C1,则Vbs=Vbs-0.5V,调控降压单元的降压值为Vbs,转至步骤1;
如果Ibs>C2,则Vbs=Vbs+0.5V,调控降压单元的降压值为Vbs,转至步骤1;
如果C1≤Ib≤C2,则继续往下进行;
步骤2:
如果Ubs<C3,则闭合K,控制单元点亮“并列成功”信号灯,转至步骤4,
步骤3:Tp计时;
如果Tp>TpMAX,则控制单元点亮“并列时间长”告警信号灯,转至步骤4;否则转至步骤1;
步骤4:断开Kp1和Kp2;并列过程结束。
8.根据权利要求7所述的直流供电***用并列装置,其特征是,所述并列过程在预定的时间内,循环判断蓄电池的并列条件,直至满足并列条件或设置的并列时限。
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