一种直流系统电池更换、电压并列装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种直流系统电池更换、电压并列装置，属于直流电源技术领域。


背景技术：

2.在两组直流高电压值实时检测，两组电压之间电压差越限告警、闭锁及符合压差条件两组电压并列运行的电气装置中存在如下缺点：目前在进行蓄电池更换和两套直流系统并列运行时，不能对直流系统，待接入电池组电压；两套直流系统之间电压进行实时监控；不能有效避免两个电压之间在并列时压差超限的风险；人工量测电压差时因采用通过不同的人读取不同的量测仪表，再计算量测所得两组电压的压差，量测、计算工作量大，准确性差，不能实时同步计算出电压差；待接入电池发生故障时不能快速将故障电池从直流系统中解脱；目前蓄电池更换，电池的搬运普遍采用人力搬运，人员腰椎容易受损。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种直流系统电池更换、电压并列装置，用于解决如下技术问题：
4.1.解决目前在进行蓄电池更换和两套直流系统并列运行时，不能对直流系统，待接入电池组电压，两套直流系统之间电压进行实时监控的问题，不能有效避免两个电压之间在并列时压差超限的风险；
5.2.解决人工量测电压差时因采用通过不同的人读取不同的量测仪表，再计算量测所得两组电压的压差，量测、计算工作量大，准确性差，不能实时同步计算出电压差的问题；
6.3.解决待接入电池发生故障时不能快速将故障电池从直流系统中解脱的问题；
7.4.解决目前蓄电池更换，电池的搬运普遍采用人力搬运，人员腰椎容易受损的问题。
8.本实用新型技术方案是：一种直流系统电池更换、电压并列装置，包括电阻分压电路、电压采样电路、主控装置、人机界面显示装置、声光报警及闭锁电路；
9.所述电阻分压电路、电压采样电路、主控装置依次连接，主控装置再与人机界面显示装置连接，主控装置与声光报警及闭锁电路连接，闭锁电路再与带操作机构断路器的合闸回路连接。
10.作为本实用新型的进一步方案，所述电阻分压电路用于将高电压转换为低电压；
11.所述电压采样电路用于检测经过电阻分压电路分压后的直流电压并进行模数变换；
12.所述主控装置用于读取电压采样电路的电压信息并进行处理来控制声光报警及闭锁电路的开闭，进而闭锁带操作机构断路器的合闸回路的合闸；
13.所述声光报警及闭锁电路用于进行声光报警和闭锁带操作机构断路器的合闸回路的合闸；
14.所述人机界面显示装置用于进行人机界面显示。
15.作为本实用新型的进一步方案，所述电阻分压电路采用电阻r1、r2，电阻r1、r2串联后一端接在待检测电压的负极，另一端接待检测电压的正极。
16.作为本实用新型的进一步方案，所述电压采样电路采用ads1115四通道，16位采集模块。
17.作为本实用新型的进一步方案，所述主控装置采用树莓派4，树莓派4通过i2c总线，读取经电压采样电路模数变换后的数据信息。
18.作为本实用新型的进一步方案，所述声光报警及闭锁电路包括led灯驱动继电器k1、蜂鸣器驱动继电器k2、断路器合闸闭锁继电器k3、led灯、蜂鸣器、手动合闸按钮sb、断路器合闸线圈hq；
19.所述主控装置采用的树莓派的gpio.0引脚、gpio.2引脚、gpio.3引脚分别接led灯驱动继电器k1、蜂鸣器驱动继电器k2、断路器合闸闭锁继电器k3后再连接在一起接树莓派的0v；树莓派的引脚4分别接 5v电源、led灯驱动继电器k1的动作接点、蜂鸣器驱动继电器k2的动作接点；led灯驱动继电器k1的动作接点、蜂鸣器驱动继电器k2的动作接点分别接led灯、蜂鸣器；手动合闸按钮sb的一端接 24v电源，手动合闸按钮sb、断路器合闸线圈hq、断路器合闸闭锁继电器k3动作接点依次连接在一起。
20.作为本实用新型的进一步方案，所述人机界面显示装置采用带背光的墨水屏，带背光的墨水屏通过hdmi接口与主控装置连接。
21.作为本实用新型的进一步方案，待接入电池组与直流系统之间、两套直流系统之间采用带操作机构直流断路器和隔离开关进行连接，带操作机构直流断路器与隔离开关之间为并联关系，在两组电压并列时,采用带操作机构的断路器进行两组电压并列。
22.本实用新型的有益效果是：本发明能持续实时对两组待并列电压进行检测、计算比较，减少人员量测工作量，提高量测、计算准确度，避免两组电压在并列时由于压差越限造成事故、故障，能大幅降低蓄电池更换、两套直流系统并列作业风险，提升变电站直流系统蓄电池更换、两套直流系统并联工作的安全性和工作效能。
附图说明
23.图1是本实用新型电阻分压电路示意图；
24.图2是本实用新型电压采样电路示意图；
25.图3是本实用新型声光报警、闭锁电路示意图；
26.图4是本实用新型两组电压并列图；
27.图5是本实用新型树莓派、墨水屏连接图。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
29.实施例1：如图1-图5所示，一种直流系统电池更换、电压并列装置，包括电阻分压电路、电压采样电路、主控装置、人机界面显示装置、声光报警及闭锁电路；
30.所述电阻分压电路、电压采样电路、主控装置依次连接，主控装置再与人机界面显示装置连接，主控装置与声光报警及闭锁电路连接，闭锁电路再与带操作机构断路器的合闸回路连接。
31.作为本实用新型的进一步方案，所述电阻分压电路用于将高电压转换为低电压；
32.所述电压采样电路用于检测经过电阻分压电路分压后的直流电压并进行模数变换；
33.所述主控装置用于读取电压采样电路的电压信息并进行处理来控制声光报警及闭锁电路的开闭，进而闭锁带操作机构断路器的合闸回路的合闸；
34.所述声光报警及闭锁电路用于进行声光报警和闭锁带操作机构断路器的合闸回路的合闸；
35.所述人机界面显示装置用于进行人机界面显示。
36.作为本实用新型的进一步方案，所述电阻分压电路采用电阻r1、r2，电阻r1、r2串联后一端接在待检测电压的负极，另一端接待检测电压的正极。
37.作为本实用新型的进一步方案，所述电压采样电路采用ads1115四通道，16位采集模块。
38.作为本实用新型的进一步方案，所述主控装置采用树莓派4，树莓派4通过i2c总线，读取经电压采样电路模数变换后的数据信息。
39.作为本实用新型的进一步方案，所述声光报警及闭锁电路包括led灯驱动继电器k1、蜂鸣器驱动继电器k2、断路器合闸闭锁继电器k3、led灯、蜂鸣器、手动合闸按钮sb、断路器合闸线圈hq；
40.所述主控装置采用的树莓派的gpio.0引脚、gpio.2引脚、gpio.3引脚分别接led灯驱动继电器k1、蜂鸣器驱动继电器k2、断路器合闸闭锁继电器k3后再连接在一起接树莓派的0v；树莓派的引脚4分别接 5v电源、led灯驱动继电器k1的动作接点、蜂鸣器驱动继电器k2的动作接点；led灯驱动继电器k1的动作接点、蜂鸣器驱动继电器k2的动作接点分别接led灯、蜂鸣器；手动合闸按钮sb的一端接 24v电源，手动合闸按钮sb、断路器合闸线圈hq、断路器合闸闭锁继电器k3动作接点k3-1依次连接在一起。
41.作为本实用新型的进一步方案，所述人机界面显示装置采用带背光的墨水屏，带背光的墨水屏通过hdmi接口与主控装置连接。
42.作为本实用新型的进一步方案，待接入电池组与直流系统之间、两套直流系统采用带操作机构直流断路器和隔离开关进行连接，带操作机构直流断路器与隔离开关之间为并联关系，在两组电压并列时,采用带操作机构的断路器进行两组电压并列。
43.本实用新型的工作原理是：
44.1.电阻分压电路方面，采用绝缘耐压型电阻，精度可达0.1%，通过电阻分压电路将高电压转换为低电压检测；
45.2.模数变换方面，采用ads1115四通道，16位电压采样电路进行模数变换，通过电压采样电路检测经过电阻分压电路分压后的直流电压，实现对电压的持续检测变换；
46.3.主控装置采用树莓派作为主控制单元进行开发，树莓派通过i2c总线，读取经电压采样电路变换后的数据信息；
47.4. 人机界面显示装置，采用耗电少，在强光和弱光下均有较好显示效果，带背光的墨水屏作为人机界面，墨水屏通过hdmi接口与树莓派相连；
48.5.使用蜂鸣器和led灯进行声光告警,树莓派对采集到的电压信息进行计算判断，当两组电压之间的差值越限时，树莓派的gpio口输出电平驱动与gpio口相连接的继电器，
通过继电器动作，驱动蜂鸣器与led灯进行声光报警；此处的计算判断在树莓派中是比较常规的技术，不需要程序上的改进；
49.6.待接入电池组与直流系统之间采用断路器和隔离开关进行连接，断路器与隔离开关之间为并联关系，在两组电压并列时,采用带操作机构的断路器进行两组电压并列，此时如果两组电压之间的压差越限，树莓派通过与其gpio口连接的继电器，将继电器的接点串接到带操作机构断路器的合闸回路进行闭锁，此时断路器不能合闸，当两组电压之间压差满足要求时，断路器能合闸。断路器合上后，再通过隔离开关使两组电压并联形成固定连接，接入后，如果出现直流电池故障等异常情况，能快速将电池从系统中脱离出来；
50.7.蓄电池搬运制作折叠小车进行搬运，减轻人员搬运工作量避免人员腰椎损伤。
51.通过本发明的使用能实时同步计算出两组待并列电压之间的电压差，大幅减少了人员量测工作量，提高了量测精度，避免了两组电压超限时，误操作并列，当接入的过渡电池组发生故障时，能快速将故障电池从直流系统中切除。在改善人机工效方面，减少了电池人工搬运工作量，避免人员腰椎受损。
52.上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。