專利名稱：多功能直流電源裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電源供電裝置。
目前，國內運行的發(fā)電廠及110KV變電所普遍采用鉛酸蓄電池直流裝置或小堿性蓄電池配硅整流合閘的直流裝置作為控制合閘電源。前者體積大，維護工作量大，充放電周期長，釋放出鉛酸煙霧及有害氣體，所以需設專用的蓄電池室及通風采曖設備，基建投資大，施工及運行都有很多困難。后者與之相比有所改進，體積小，無污染，價格低廉，但它放電電流小，不能合閘，要另有可靠的交流電源作為停電時合閘用，運行仍有不便。
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術中的不足而提出一種具有均充、浮充、充電多種功能，而且自動化程度高，維護運行工作簡單，可靠性大，體積小，操作方便的多功能直流電源裝置。
本實用新型的目的可通過以下措施來達到多功能直流電源裝置包括兩臺電磁式穩(wěn)壓器，負荷母線電壓自動調節(jié)系統(tǒng)，蓄電池組，絕緣監(jiān)察、電壓監(jiān)察系統(tǒng)，信號回路及饋出回路，并分別組成四面盤一面均充控制盤，一面浮充控制盤，兩面蓄電池盤。其中主回路，控制信號回路及設備按浮充系統(tǒng)、均充系統(tǒng)分別布置在盤面為800毫米的均充控制盤和浮充控制盤內?？紤]到浮充、均充穩(wěn)壓器的體積大、重量大，將其布置在盤的下部小車內，可方便地拉出進行調試或維護。重量輕、體積小的元件分兩層布置在盤的上部?？刂票P內分前后兩層布置，以便雙面維護。盤面為上、下雙開門式，上部小門安裝儀表、信號燈轉換開關、按鈕等，下部大門安裝饋出回路組合開關及模擬母線，使檢查、維修、操作都較方便。蓄電池分別置于另兩面盤內，蓄電池在盤內分三層布置，每層蓄電池安裝在有導輪的小車內，并配有專用的小車懸臂式掛軸，為保證正常工作時蓄電池小車的安全，設置了小車拉手和鎖定裝置，每層電池均可方便地拉出，進行蓄電池的更換，補液及其他維護，為美觀起見，蓄電池的兩個盤面也采用雙開門式，以與其它盤面保持一致。電池及控制盤間設有隔板，以防蓄電池析出的氣體對電氣元件的侵襲。考慮到穩(wěn)壓器、電感、電容等發(fā)熱元件的工作溫度，在盤背、盤頂、盤側均設百葉窗，屏后板摘掛方便，必要時可以取下散熱通風。本實用新型采用的兩臺電磁式穩(wěn)壓器，一臺是浮充穩(wěn)壓器，提供蓄電池組浮充電源及正常直流負荷電源；另一臺是均充穩(wěn)壓器，由飽合電抗器L0和線性電抗器L1組成，能提供蓄電池均充電源及均充期間的直流負荷電源，還能作為浮充備用電源和強充電電源，具有浮充、均充和充電三種功能，便于對蓄電池初充或活化充電。本實用新型采用負荷母線電壓自動調節(jié)系統(tǒng)，利用電阻及穩(wěn)壓管組成橋平衡電路。當母線電壓發(fā)生變化時，橋平衡電路被破壞，橋支路上的極化繼電器動作，通過接觸器使在母線上的串接硅二極管被短路或串入，由此保證調節(jié)負荷側的母線電壓在規(guī)定的范圍之內，適當整定極化繼電器的動作電流，就可以得到精確的動作電壓值。本實用新型采用GNZ－75～150AH鎘鎳中倍率堿性蓄電池。蓄電池的浮充穩(wěn)壓電源是由電磁式穩(wěn)壓器、整流裝置、濾波裝置組成。均充穩(wěn)壓電源包括浮充備用電源、均充電源及充電電源。本實用新型中各種運行狀態(tài)及故障均有燈光顯示，可以配合中央信號裝置發(fā)出當地及遠方信號，便于值班員和檢修人員及時查明并迅速排除故障。
本實用新型相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點(1)采用均衡充電，可以補充電池容量，同時消除電池放電后電壓不平衡，使蓄電池保持在較滿容量及最佳狀態(tài)下工作，提高電池的可靠性；(2)采用均充制后，更換電解液的周期較之僅用浮充制延長三倍左右，不僅減少操作人員的工作量，還延長了電池的使用壽命；(3)本裝置集充電、均衡充電、浮充電電源、蓄電池組、控制、監(jiān)察、信號及饋出回路于一體，便于管理、操作和維護；(4)技術性能先進，功能齊全，運行可靠，無有害氣體及環(huán)境污染。
附圖及圖面說明如下

圖1多功能直流電源裝置盤面正視圖圖2均充控制盤正反面圖圖3浮充控制盤正反面圖圖4均充穩(wěn)壓器電路圖圖5負荷母線電壓自動調節(jié)系統(tǒng)圖圖6蓄電池盤正視圖圖中1－均充控制盤；2－浮充控制盤；3和4－蓄電池盤；5－充電電流表A3；6－充電電壓表V3；7－均充放電電流表A2；8－均充備用浮充電壓表V2；9－絕緣監(jiān)察、饋出電壓表V5；10－各種故障表示燈；11－絕緣監(jiān)察調節(jié)電位器；12－浮充電流調節(jié)電位器R8；13－絕緣監(jiān)察轉換開關；14－饋出電源開關；15－充電電池組選擇開關K6；16－運行電池組選擇開關K5；17－蓄電池充電開關K4；18－穩(wěn)壓整流裝置電流表A1；19－浮充電壓表V1；20－浮充電流表A4；21－蓄電池電壓表V4；22－交流電源指示燈；23－均充表示燈；24－浮充表示燈；25－手動均充按鈕；26－均充手動解除按鈕；27－饋線故障試驗按鈕；28－穩(wěn)壓器輸出總開關K3；29－浮充穩(wěn)壓器直流輸出開關K2；30－浮充穩(wěn)壓器交流進線開關K1；31－鋁母線；32－繼電器；33－均充穩(wěn)壓器接線端子排；34－均充電源整流橋；35－充電回路整流裝置；36－均充電源阻容吸收；37－充電調壓器；38－均充穩(wěn)壓器諧振電容；39－均充穩(wěn)壓器小車；40－均充穩(wěn)壓器飽和電抗器；41－均充穩(wěn)壓器線性電抗器；42－交直流接觸器；43－電源熔斷器；44－饋出熔斷器；45－本機引出端子D1、D2；46－備用引出端子D3、D4；47－鋁母線；48－負補二極管；49－浮充電源整流橋；50－負補穩(wěn)壓管；51－繼電器、電位器；52－浮充電源阻容吸收；53－濾波電感；54－浮充穩(wěn)壓器線性電抗器；55－浮充穩(wěn)壓器飽和電抗器；56－浮充穩(wěn)壓器小車；57－交直流接觸器；58－熔斷器；59－浮充穩(wěn)壓器接線端子排；60－浮充穩(wěn)壓器諧振電容器；61－線性電抗器L1；62－飽和電抗器L0；63－微調抽頭；64－浮充電源輸出；65－均充電源輸出；66－充電電源輸出；67－1HJ(L)極化繼電器(低電壓動作)；68－2HJ(H)極化繼電器(高電壓動作)；69－穩(wěn)壓二極管1～4WY；70－可調電阻R1～R7；71－兩組降壓二極管Z1、Z2；72－接觸器J1；73－接觸器J2；74－蓄電池；75－蓄電池小車；76－蓄電池小車懸臂式掛軸；77－蓄電池小車拉手及鎖定裝置。
本實用新型下面將結合附圖作進一步描述參見圖1本實用新型由均充控制盤(1)、浮充控制盤(2)、蓄電池盤(3)和(4)組成。盤面布置均為上下雙開門式，上部小門分別安裝均充、浮充和充電用的儀表、信號燈、轉換開關、按鈕等，下部大門安裝饋出回路組合開關及模擬母線。
參見圖2、圖3、圖4兩臺電磁式穩(wěn)壓器，負荷母線電壓自動調節(jié)系統(tǒng)，絕緣監(jiān)察、電壓監(jiān)察系統(tǒng)，信號回路及饋出回路，按浮充系統(tǒng)、均充系統(tǒng)分別布置在均充控制盤(1)和浮充控制盤(2)內。兩臺電磁式穩(wěn)壓器中，一臺是浮充穩(wěn)壓器，提供蓄電池組浮充電源及正常直流負荷電源，輸入功率3～5KVA，浮充電壓122.12～124.7V；另一臺是均充穩(wěn)壓器，由飽和電抗器(40)和線性電抗器(41)組成，在設計上利用穩(wěn)壓器的外特性(垂下特性)，解決均充時短時間過載，長時間輕載的工作特點，并設置了均充、浮充和充電三種情況下都能起補償作用的微調抽頭(63)，既能提供蓄電池均充電源及均充期間的直流負荷電源，還能作為浮充備用電源和充電電源，輸入功率5～8KVA，均充電壓末期維持130.72V～133.3V8小時。
參見圖5負荷母線電壓自動調節(jié)系統(tǒng)由可調電阻R1～R7(70)，穩(wěn)壓二極管1～4WY(69)，兩組降壓二極管Z1、Z2(71)，極化繼電器1HJ(L)(67)和2HJ(H)(68)組成橋平衡電路。當電壓低于或高于負荷電壓時，橋支路上的極化繼電器1HJ(67)或2HJ(68)動作，通過接觸器J1(72)或J2(73)使串聯(lián)在母線上的降壓二極管(71)串入或短路，達到自動調節(jié)電壓的目的，使負荷母線電壓保持在一定范圍(110±10％V)。當穩(wěn)壓二極管1～4WY(69)和可調電阻R1～R7組成的橋平衡電路正常工作時，橋支路電壓為零，極化繼電器線圈電流為零。當母線電壓降低時，低電壓動作的極化繼電器1HJ(L)(67)線圈電壓為正向電壓，當1HJ(L)(67)線圈電流達到動作電流時，極化繼電器1HJ(L)(67)動作，使接觸器J1(72)閉合，降壓二極管Z1(71)短接，負荷側母線電壓升高，此時，高電壓動作的繼電器2HJ(H)(68)不動作。反之，當母線電壓升高時，高電壓動作的極化繼電器2HJ(H)(68)線圈電壓為正向電壓，當2HJ(H)(68)線圈電流達到動作電流時，極化繼電器2HJ(H)(68)動作，使接觸器J2(73)常閉接點打開，將降壓二極管Z1、Z2(71)串入，負荷電壓則降低，從而達到自動調節(jié)控制電壓的目的。
參見圖6本實用新型采用GNZ－75～150AH鎘鎳中倍率堿性蓄電池(74)，在蓄電池盤(3)和(4)內分三層布置，每層蓄電池安裝在有導輪的蓄電池小車(75)內，并配有專用的小車懸臂式掛軸(76)和小車拉手及鎖定裝置(77)。
電路中設計了蓄電池充電備用端子D3、D4(46)，蓄電池組更換時，如果需要就地充電，則可以通過備用端子D3、D4將備用蓄電池組與本裝置聯(lián)接起來，可以滿足在對一組蓄電池浮充的同時，對另一組蓄電池充電，既便于更換電池，縮短更換時間，又免去了在他處充電及運輸的困難。
本實用新型在使用前先根據“鎘鎳中倍率堿性蓄電池使用維護說明書”對蓄電池進行循環(huán)充放電作業(yè)。充電時斷開運行電池組選擇開關K5(16)，將充電電池組選擇開關K6(15)打向右側，合上蓄電池充電開關K4(17)，調節(jié)調壓器可改變充電電壓電流數值。放電時可把放電負荷從本機端子D1、D2(45)接入。
正常浮充工作狀態(tài)蓄電池充電完畢后，K4(17)、K5(16)恢復原位，將K5(16)轉向機內電池一方(↓)，合上交流電源輸入開關K1(30)、浮充直流輸出開關K2(29)，首次使用時必須按下均充手動解除按鈕(26)，再合上輸出總開關K3(28)，此時裝置處于浮充狀態(tài)，浮充表示燈(24)亮，調節(jié)電位器R8(12)，浮充電流調至規(guī)定值內(見蓄電池廠家說明書)。
當浮充穩(wěn)壓器電源發(fā)生故障，均充穩(wěn)壓器的浮充備用電源要自動投入，此時，打開交流電源輸入開關K1(30)、浮充直流輸出開關K2(29)，使浮充穩(wěn)壓器在不受電的情況下對其進行檢修，故障解除后合上K1(30)、K2(29)，浮充電源自動投入。
當事故停電，蓄電池單獨提供電源時，均充電池電流表A2(7)、蓄電池電壓表V4(21)指示回路中的電流電壓數值。
當交流失電后，引起蓄電池放電，恢復供電時，均充自動進行，12小時后均充結束，自動轉入浮充工作狀態(tài)。長期浮充狀態(tài)時，每半年須進行一次手動均充。
在浮充穩(wěn)壓器工作時，可同時對備用蓄電池組充電，將蓄電池組接至均充盤(1)的D3、D4引出端子(46)，把充電電池組選擇開關K6(15)打向左側，合上蓄電池充電開關K4(17)，調節(jié)調壓器(37)，改變充電電壓電流數值，充電即可進行。放電時，將負荷接至D3、D4引出端子(46)。
當需要對蓄電池進行補液等作業(yè)時，可將懸臂式小車掛軸裝上，松動鎖定裝置，拉出小車進行維護，作業(yè)完畢，將小車推進后，注意擰緊鎖母。
本實用新型中的各種運行狀態(tài)，如蓄電池浮充運行，均充運行等各種工作狀態(tài)都有燈光顯示，各種故障如饋電回路斷線，直流母線絕緣下降，母線電壓過高或過低，浮充穩(wěn)壓器故障等均有燈光顯示。本實用新型可以配合中央信號裝置發(fā)出當地及遠方信號，便于值班員和檢修人員及時查明故障，迅速排除故障。
權利要求1.一種多功能直流電源裝置，其特征在于該裝置包括兩臺電磁式穩(wěn)壓器，負荷母線電壓自動調節(jié)系統(tǒng)，蓄電池組，絕緣監(jiān)察、電壓監(jiān)察系統(tǒng)，信號回路及饋出回路，并分別組成四面盤。
2.根據權利要求1所述的多功能直流電源裝置，其特征在于兩臺電磁式穩(wěn)壓器中，一臺是均充穩(wěn)壓器，另一臺是浮充穩(wěn)壓器，分別布置在均充控制盤(1)和浮充控制盤(2)的下部，并安裝在可拉出的小車內。
3.根據權利要求1或2所述的多功能直流電源裝置，其特征在于均充穩(wěn)壓器由飽和電抗器L0(62)和線性電抗器L1(61)組成，并裝有能起補償作用的微調抽頭(63)。
4.根據權利要求1所述的多功能直流電源裝置，其特征在于負荷母線電壓自動調節(jié)系統(tǒng)由穩(wěn)壓二極管1～4WY(69)、極化繼電器1HJ(L)(67)和2HJ(H)(68)、可調電阻R1～R7(70)組成橋平衡電路。
5.根據權利要求1所述的多功能直流電源裝置，其特征在于蓄電池組在蓄電池盤(3)和(4)內分三層布置，每層呈品字形安裝在有導輪的小車內，電池采用中倍率鎘鎳堿性蓄電池。
6.根據權利要求1或5所述的多功能直流電源裝置，其特征在于安裝蓄電池組的小車配有專用的懸臂式掛軸，拉手及鎖定裝置。
專利摘要本實用新型是一種多功能直流電源裝置，由兩臺電磁式穩(wěn)壓器，負荷母線電壓自動調節(jié)系統(tǒng)，蓄電池組，絕緣監(jiān)察、電壓監(jiān)察系統(tǒng)，信號回路及饋電回路組成?？勺鳛榫?、浮充和充電電源，適用于電氣化鐵路牽引變電所及其他工廠、礦山、發(fā)電廠、電力系統(tǒng)變電所的直流電源。具有自動化程度高，維護運行工作簡單，可靠性高，體積小，功能齊全，操作方便的特點，并能提供較大的直流電源，蓄電池的使用壽命長，無有害氣體及環(huán)境污染。
文檔編號H02J7/04GK2035928SQ8820796
公開日1989年4月12日 申請日期1988年7月6日 優(yōu)先權日1988年7月6日
發(fā)明者朱沛恩, 湯先達, 李春深, 劉蔭成, 胡平, 吳懷明 申請人:鐵道部電氣化工程局天津器材廠, 鐵道部電氣化工程局天津電氣化設計院