(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 103219766 A (43)申请公布日 2013.07.24 |
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(21)申请号 CN201310119657.5
(22)申请日 2013.04.08
(71)申请人 国家电网公司;四川电力科学研究院
地址 100031 北京市西城区西长安街86号
(72)发明人 李晶
(74)专利代理机构 成都信博专利代理有限责任公司
代理人 舒启龙
(51)Int.CI
H02J7/00
(54)发明名称
(57)摘要
一种非浮充锂电型站用直流电源系统，改变传统站用直流电源系统长期采用铅酸蓄电池及在线浮充电运行方式，根据铁锂电池特点增加了电池管理系统,分设了工作整流模块和充电整流模块，采用多级降压硅链隔离直流控制母线和直流动力母线，使铁锂电池组不用长期在线浮充电运行，具有突出的实质性特点。本发明结构紧凑，易于操作，安全性能高，自动化程度增加，电池数量减少三分之一，系统性价比高，大规模应用能实现较高的经济效益和产生较大的社会效益。 | |
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法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种非浮充锂电型站用直流电源系统，包括整流装置、馈电电路、铁锂电池组，其中馈电电路包括直流控制母线KM，所述整流装置的直流输出端连接到所述直流控制母线KM，其特征在于， 还包括电池充电电路、直流动力母线HM、多级降压硅链装置和监控器；
所述电池充电电路由交流空气开关Q<sub>0</sub>、充电整流模块M<sub>0</sub>和直流空气开关QF<sub>0</sub>构成；交流空气开关Q<sub>0</sub>一端连接到交流进线电源，另一端连接到充电整流模块M<sub>0</sub>的输入端；直流空气开关QF<sub>0</sub>一端连接到充电整流模块M<sub>0</sub>的输出端，另一端连接到直流动力母线HM；充电整流模
块M0的控制端连接到所述监控器；
所述多级降压硅链装置由多组硅链串联且每一组硅链两端并联一个旁路直流接触器构成；多级降压硅链装置的输入端连接到直流动力母线HM，输出端连接到直流控制母线KM，控制端连接到所述监控器；
所述铁锂电池组通过熔断器R1连接到直流动力母线HM。
2.如权利要求1所述的非浮充锂电型站用直流电源系统，其特征在于，还包括绝缘检测装置，所述绝缘检测装置有多个检测端和一个输出端，其中一个检测端连接到直流动力母线HM，输出端连接到所述监控器。
3.如权利要求2所述的非浮充锂电型站用直流电源系统，其特征在于，所述馈电电路还包括j条直流输出支路，j=1、2、……n；所述直流输出支路通过直流空气开关Q<sub>j</sub>连接到直流控制母线KM，每条直流输出支路上设置有一个绝缘检测传感器CT<sub>j</sub>，每个绝缘检测传感器CT<sub>j</sub>连接到所述绝缘检测装置的检测端。
4.如权利要求1所述的非浮充锂电型站用直流电源系统，其特征在于，所述铁锂电池组和直流
动力母线HM之间还设置有一个分流器FL，分流器FL的输出端连接到所述监控器。
5.如权利要求1或2或3或4所述的非浮充锂电型站用直流电源系统，其特征在于，所述整流装置包括k个交流空气开关Q<sub>k</sub>、k个工作整流模块M<sub>k</sub>，k=1、2、3……n和直流空气开关QF<sub>3</sub>；交流空气开关Q<sub>k</sub>的一端连接到交流进线电源，另一端连接到工作整流模块M<sub>k</sub>的输入端；所有工作整流模块M<sub>k</sub>的输出端并联连接到直流空气开关QF<sub>3</sub>的一端，直流空气开关QF<sub>3</sub>的另一端为所述整流装置的直流输出端。
6.如权利要求5所述的非浮充锂电型站用直流电源系统，其特征在于，
所述铁锂电池组由铁锂电池串联构成，所述铁锂电池为磷酸亚铁锂电池，型号FP3291152；
所述充电整流模块M<sub>0</sub>和工作整流模块M<sub>k</sub>的型号为HD22020-3；
所述多级降压硅链装置为五级降压硅链装置，由五组硅链串联且每一组硅链两端并联一个旁
路直流接触器构成，每一组硅链降压7伏特；所述五级降压硅链装置型号为DT-2B/300A/35V；
所述分流器型号为200A/75mV，0.5级；
所述监控器为基于CAN总线监测系统，型号为BMJ-FPC。
7.如权利要求2或3所述的非浮充锂电型站用直流电源系统，其特征在于，所述绝缘检测装置为绝缘检测仪，型号为JYM-2。
说 明 书
<p>技术领域
本发明涉及变电站、换流站、发电厂及其他电力工程中的站用直流电源系统，具体来说是根据磷酸亚铁锂离子电池（铁锂电池）不能长期浮充电运行的性能特点，利用降压硅链的特性，设计全新的充、放电回路及相应控制保护装置，使铁锂电池组处于不进行浮充电但不离线的工作状态的非浮充锂电型站用直流电源系统。
背景技术
站用直流电源系统是变电站、换流站、发电厂及其他电力工程中输变电设备的保护和控制及通信的工作电源，在电网事故造成交流电源中断时，其电池组供变电站保护、控制、事故照明等事故用电。一直以来站用直流电源系统采用的是电池组在线浮充运行方式，其主要特点是：①要补充电池组自放电造成的容量损失；②没有电池管理系统，采用定期进行均衡充电方式维护；③电池组通过断路器（或熔断器）直接连接在直流动力母线，然后通过降压硅链装置将较高的动力母线电压调整为适合直流控制母线连接的负载使用的电压，以便交流中断后不间断地提供直流电源。但长期浮充运行①会使电池极板钝化，造成电池容量衰退和寿命降低；②没有电池管理系统，电池容量状况只能依靠1～2年一次的核容放电试验进行评估，期间的容量状况不得而知；③电池组直接连接在直流动力母线，在进行核容放电试验时要脱离母线，必须用临时电池组替代或其他措施，才能满足DL/T724-2000电池组不脱离母线的要求。所以上述情况严重时，会在电网发生事故时，电池组无法满足事故期间的用电，耽误事故抢险，甚至造成事故扩大。
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