电力系统蓄电池组维护中智能检测系统设计方案

电力系统蓄电池组维护中智能检测系统设计方案

       1　引言

　　在电力系统的蓄电池组维护中，除了常规的对蓄电池均浮充充电管理外，还需要对蓄电池组的端电压、单节电池电压进行巡检;定期对蓄电池组进行恒流放电试验，以检验蓄电池组的容量;同时为了检验电池组的瞬时大电流放电能力，还需要定期进行大电流动态放电试验，测试每节电池的内阻。

　　以前进行静态放电试验时采用的放电设备主要有可变电阻，碳棒，水槽等，为了维持放电电流恒定，需要人工或用继电器切换调节负载电阻，调节很不方便，而且稳流特性也不好;

　　而且动态放电很难操作，有一定的危险性。本文提出的智能蓄电池组监测系统正是为了替代传统的放电方式而进行研制的。

　　2　智能检测系统的构成与设计

　　2.1系统的构成

　　智能蓄电池检测系统组成如图1 所示。

　　放电模块是蓄电池在线监测系统的核心，综合了电力电子和微机控制技术，主要完成蓄电池放电电流控制，放电参数的设置，显示和通讯等功能;电池采样模块主要检测蓄电池各节电池的电压，与放电控制模块通讯等功能，本文主要介绍放电模块的研制。

　　2.2放电模块的研制

　　图2为放电模块基本原理图，包括功率电路，脉冲产生保护电路和微机控制电路三部分。

　　图 2　放电模块基本原理图

　　2.2.1 功率电路的设计

　　从图2可以看出，放电模块功率电路由电感L1，电容C1构成的EMI滤波器和MOS管Q1，Q2，续流二极管D1，输出电感L2构成BUCK型电路两部分组成，Q1，Q2交替导通。R1为输出电流检测电阻，R2为输入电流检测电阻，RJ为放电负载。当开关管Q1(Q2)导通时，蓄电池的放电电流从电池的正极经过L1，Q1(Q2)，L2，RJ和取样电阻R1，R2流到蓄电池的负极，Q1(Q2)关断后，负载电流通过L2，二极管D1续流。因此，可以通过控制MOS管Q1，Q2的导通和关断的时间比来达到维持输入电流恒定的目的。

　　MOS管和续流二极管分别采用FAIRCHILD公司和IXYS公司产品，模块的开关频率为30kHz。

　　2.2.2 脉冲产生保护电路的设计

　　从图2可以看出，脉冲产生保护电路的作用主要是产生控制MOS管Q1/Q2所需的脉冲，同时对输入电压，输出电流等采样信号进行响应的处理，出现故障时关断Q1和Q2。在本方案中，PWM控制芯片采用的是UNITRODE 公司生产的UC3825电流型PWM控制芯片，UC3825内含精确的5.1V电压基准，微功率启动电路，软启动，高频振荡器，宽带误差放大器，快速电流限制器，双脉冲控制逻辑和双图腾柱输出驱动器，可用于电压型或电流型控制，图3为脉冲产生保护电路的框图。

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