專利名稱：鎘鎳電池式直流電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鎘鎳電池式直流電源裝置。該裝置用于發(fā)電廠及變電所等需要直流供電的場合。
過去，電力系統(tǒng)中大都使用鉛酸電池式直流電源裝置。由于鉛酸電池使用壽命短、腐蝕設(shè)備、危及人體健康且維護復(fù)雜，近幾年，人們開始使用鎘鎳電池式直流電源裝置。目前的鎘鎳電池式直流電源裝置，由于使用傳統(tǒng)的硅堆或硅鏈降壓浮充電方式運行，因而自身耗電大、長期發(fā)熱并存在多點故障隱患。因此這是鎘鎳電池式直流電源裝置在推廣應(yīng)用中急待解決的技術(shù)問題。
本實用新型的目的在于提供一種新型的、結(jié)構(gòu)簡單的、自身耗電少而又安全可靠的鎘鎳電池式直流電源裝置以滿足電力系統(tǒng)中大容量、超高壓電力用戶的要求。
本實用新型的技術(shù)解決方案是在目前的鎘鎳電池式直流電源裝置的基礎(chǔ)上，甩掉硅堆或硅鏈降壓的浮充電運行方式，在鎘鎳電池組中設(shè)置主電池組E1和副電池組E2，增設(shè)一個副浮充電機(Ⅱ)和一個自投裝置(Ⅴ)。正常運行時，主電池組E1由主浮充電機(Ⅰ)浮充電，副電池組E2由副浮充電機(Ⅱ)浮充電。當交流電源或主浮充電機(Ⅰ)發(fā)生故障時由主電池組E1首先向直流屏供電。當直流母線電壓下降到規(guī)定值時，在自投裝置(Ⅴ)的控制下副電池組E2與主電池組E1串聯(lián)而共同向直流屏供電。
以下結(jié)合附圖對本實用新型加以詳細敘述。
附

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示圖。
附圖2為本實用新型中副浮充電機(Ⅱ)的電原理圖。
參見圖1，本實用新型包括由負直流母線N和正直流母線P組成的直流屏、主浮充電機(Ⅰ)、鎘鎳電池組(Ⅲ)和充電機(Ⅳ)。充電機(Ⅳ)通過開關(guān)K4與鎘鎳電池組(Ⅲ)相連。主浮充電機(Ⅰ)通過開關(guān)K1與直流屏相連。鎘鎳電池組(Ⅲ)通過開關(guān)K3與直流屏相連。
本實用新型的技術(shù)特征在于所述的鎘鎳電池組(Ⅲ)由主電池組E1和副電池組E2組成，主電池組E1的負極與副電池組E2的正極相連；此外設(shè)置一個副浮充電機(Ⅱ)和一個自投裝置(Ⅴ)；正常運行時，主電池組E1由主浮充電機(Ⅰ)浮充電，副電池組E2由副浮充電機(Ⅱ)浮充電；當交流電源或主浮充電機(Ⅰ)發(fā)生故障時，主電池組E1首先向直流屏供電；當直流母線電壓下降到規(guī)定值時，副電池組E2在自投裝置(Ⅴ)的控制下與主電池組E1串聯(lián)而共同向直流屏供電。自投裝置(Ⅴ)由繼電器1J與2J，直流接觸器1C和2C組成。繼電器2J線圈與1J常閉接點組成的串聯(lián)支路、直流接觸器2C線圈與2J常開接點組成的串聯(lián)支路、直流接觸器1C線圈和2C1常開接點組成的串聯(lián)支路互相并聯(lián)后連接在直流母線P、N上；直流母線電壓正常時，繼電器1J工作使其常閉接點1J斷開；直流接觸器2C的常閉接點2C2與二極管D并聯(lián)，它與二極管D正極相連的一端通過開關(guān)K3與直流屏負直流母線N相連，它與二極管D負極相連的一端連接主電池E1的負極及連接副電池組E2的正極；直流接觸器1C的常閉接點1C4串聯(lián)在副浮充電機(Ⅱ)的負極電路之中，其常開接點1C3串聯(lián)在副電池組E2的負極和二極管D正極端之間。副浮充電機(Ⅱ)之正極通過開關(guān)K2與直流屏的負直流母線N相連，其負極通過直流接觸器1C的常閉接點1C4及開關(guān)K2與副電池組E2的負極相連。副電池組E2的負極通過開關(guān)K4與充電機(Ⅳ)之負極相連。主電池組E1之正極通過開關(guān)K4與充電機(Ⅳ)之正極相連并通過開關(guān)K3與直流屏之正直流母線P相連。為便于監(jiān)測鎘鎳電池組(Ⅲ)之充電、放電容量，在鎘鎳電池組(Ⅲ)之正極電路中串接分流器FL，在分流器FL之兩端連接一個JAH－1G型安時計AH，安時計之電源線連接220V交流電源，交流電源中斷時由小型鎘鎳電池作為安時計工作電源。為提高本實用新型的安全性及可靠性，直流屏之負直流母線N和正直流母線P采用具有耐壓、絕緣、防潮及阻燃性能好的絕緣銅線。為監(jiān)測本裝置的運行情況，在自投裝置(Ⅴ)中的a點與b點之間并聯(lián)由直流接觸器1C之常閉接點1C2與白色信號燈BD組成的串聯(lián)支路以監(jiān)視副浮充電機(Ⅱ)工作狀況和直流母線電壓是否正常。當直流母線電壓降到規(guī)定值時自投裝置(Ⅴ)工作、副電池組E2自動投入供電運行、白色信號燈BD熄滅。
參見圖2，本實用新型中所述的副浮充電機(Ⅱ)由整流電路、電子穩(wěn)壓電路和電子穩(wěn)流電路組成。由變壓器B、二極管D1～D4及電容器C1組成橋式整流電路；由調(diào)整管BG1與BG2、電阻R1、R2與R3、電位器W1和比較放大管BG4組成電子穩(wěn)壓電路；電子穩(wěn)流電路包括一個由取樣電阻RZ、電阻R4、R5與R6和同相比例放大器F1構(gòu)成的第一級同相比例放大電路；一個由電位器W2、電阻R7、R8、R9與R10、同相比例放大器F2構(gòu)成的第二級同相比例放大電路；一個由穩(wěn)壓管Wy、電阻R11與R12、電容器C4和晶體管BG3組成的放大電路；一個由電阻R1、調(diào)整管BG1與BG2組成的調(diào)整電路。調(diào)節(jié)電位器W1可以調(diào)整副浮充電機(Ⅱ)輸入電壓的高低。調(diào)節(jié)電位器W2可以調(diào)整副浮充電機(Ⅱ)輸出電流的大小。
當副浮充電機(Ⅱ)輸出電壓升高時，BG4的基極電位升高而導(dǎo)致調(diào)整管BG1的集電極與發(fā)射極之間電壓上升，此時副浮充電機(Ⅱ)的輸出電壓隨之下降而保持穩(wěn)定。當副浮充電機(Ⅱ)輸出電壓降低時，BG4的基極電位下降而導(dǎo)致調(diào)整管BG1的集電極與發(fā)射極之間電壓下降，此時副浮充電機(Ⅱ)的輸出電壓隨之上升而保持穩(wěn)定。
下面簡述本實用新型的工作原理及過程。參見圖1，本實用新型投入運行時，首先合上開關(guān)K4，充電機(Ⅳ)通過開關(guān)K4向鎘鎳電池組(Ⅲ)充電，安時計AH顯示鎘鎳電池(Ⅲ)充入容量。當充電結(jié)束后，手動切斷開關(guān)K4，爾后合上開關(guān)K1、K2、K3，主浮充電機(Ⅰ)向直流屏供電并通過開關(guān)K1、直流屏、開關(guān)K3和直流接觸器2C的常閉接點2C2對鎘鎳電池組(Ⅲ)中的主電池組E1浮充電。與此同時，副浮充電機(Ⅱ)向鎘鎳電池組(Ⅲ)中的副電池組E2浮充電。副浮充電機(Ⅱ)對副電池組E2的浮充電回路是浮充電流從副浮充電機(Ⅱ)之正極出發(fā)流經(jīng)開關(guān)K2、直流屏負母線N、開關(guān)K3與二極管D(或直流接觸2C常閉接點2C2)到達副電池組E2的正極，爾后從副電池組E2的負極流出，通過開關(guān)K2及直流接觸器1C的常閉接點1C4回到浮充電機(Ⅱ)的負極。
當交流電源或主浮充電機(Ⅰ)出現(xiàn)故障時，鎘鎳電池組(Ⅲ)中的主電池組E1通過開關(guān)K3向直流屏供電。當直流母線電壓下降到規(guī)定值時，自投裝置(Ⅴ)中的繼電器1J常閉接點1J接通，繼電器2J線圈帶電、其常開接點2J接通，直流接觸器2C的常開接點2C1接通，常閉接點2C2切斷主電池組E1負極回路。由于常開接點2C1的接通使直流接觸器1C線圈帶電、其常閉接點1C2切斷白色信號燈回路，白燈BD熄滅。常閉接點1C4切斷副浮充電機(Ⅱ)供電回路，常閉接點1C1接通紅色信號燈回路，1C3常開接點接通副電池組E2的負極與開關(guān)K3回路。此時副電池組E2與主電池組E1串聯(lián)并經(jīng)開關(guān)K3向直流屏供電，紅色信號燈HD亮表示副電池組E2投入供電運行。
本實用新型的優(yōu)點在于由于在鎘鎳電池組(Ⅲ)中采用副電池組E2以甩掉傳統(tǒng)的硅堆降壓浮充電運行方式，從而克服了目前國內(nèi)外鎘鎳電池式直流電源裝置的缺陷。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、自身耗電少、安全可靠，綜合造價與鉛酸電池基本相同，但是它與目前同容量機組采用的鉛酸電池相比，容量減少一半，使用壽命長一倍以上，同時可以節(jié)省維護費用60％和減少因更換鉛酸電池而帶來的停電經(jīng)濟損失。與目前引進國外的鎘鎳電池式直流電源裝置相比，以20萬千瓦機組經(jīng)常負荷電流為100A、年運行6500小時來計算，每年可節(jié)約電能2萬度。
本實用新型適用于大中型電廠、變電所等單位需要直流供電的場合。
權(quán)利要求1.一種鎘鎳電池式直流電源裝置，它包括有直流母線的直流屏、充電機(Ⅳ)、主浮充電機(Ⅰ)和鎘鎳電池組(Ⅲ)，其特征在于它有一個副浮充電機(Ⅱ)和一個自投裝置(Ⅴ)；所述的鎘鎳電池組(Ⅲ)由主電池組E1和副電池組E2組成；正常運行時，主電池組E1由主浮充電機(Ⅰ)浮充電，副電池組E2由副浮充電機(Ⅱ)浮充電；當交流電源或主浮充電機(Ⅰ)發(fā)生故障時，由主電池組E1向直流屏供電；當直流母線電壓下降到規(guī)定值時，副電池組E2在自投裝置(Ⅴ)的控制下與主電池組E1串聯(lián)而共同向直流屏供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎘鎳電池式直流電源裝置，其特征在于所述的鎘鎳電池組(Ⅲ)的正極電路中串接分流器FL，分流器FL的兩端連接安時計AH。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎘鎳電池式直流電源裝置，其特征在于所述的直流屏之直流母線是耐壓、絕緣、防潮及阻燃性能好的絕緣銅線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎘鎳電池式直流電源裝置，其特征在于所述的副浮充電機(Ⅱ)由整流電路、電子穩(wěn)壓電路和電子穩(wěn)流電路組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎘鎳電池式直流電源裝置，其特征在于所述的副浮充電機(Ⅱ)由整流電路、電子穩(wěn)壓電路和電子穩(wěn)流電路組成。
專利摘要一種鎘鎳電池式直流電源裝置，其特征在于鎘鎳電池組(III)由主電池組E
文檔編號H02J7/00GK2049428SQ8921234
公開日1989年12月13日 申請日期1989年4月10日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月10日
發(fā)明者張智忠, 姜素波, 黃勇強, 胡天廷, 陳崇儀 申請人:湖南省電力勘測設(shè)計院