[发明专利]一种抑制直流电源系统谐振的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制直流电源系统谐振的方法及系统，适用于直流充电器带电池组充电运行的直流电源系统。

背景技术

长期以来困扰电力系统变电站直流系统和48V通讯直流电源正常运行的最大问题是蓄电池极易损坏。现有高频开关电源型直流充电器均采用直接带电池组充电方式运行，如图1所示；在直流充电器带蓄电池组运行发生谐振的情况下，蓄电池会快速损坏。在运行人员尚未及时发现蓄电池损坏也未来得及更换或采取临时措施情况下，蓄电池组处于开路状态，一旦发生事故开关将无法动作切除故障，造成继电保护装置越级动作扩大事故。对于电网变电站而言，更换一组蓄电池并不需要太大投资，因此蓄电池组的损坏虽然可能造成事故，但不会构成变电站运营成本的大幅上升。但是，电动汽车是民用产品；对于给大量汽车电池充电的充电站而言，若充电不当造成电池寿命缩短将会造成电动汽车的营运成本上升。若电动汽车的营运成本高于其它燃油车辆，将无法持续发展。

在目前福建省网内大型电厂中已经投运的UPS直流蓄电池也普遍寿命偏短，为了提高蓄电池的使用寿命，电厂选用UPS专用蓄电池。这种专用蓄电池价格是普通铅酸蓄电池价格的3倍以上。并且，UPS专用蓄电池的交流阻抗值比普通阀控式蓄电池大得多，但直流内阻却与普通阀控式蓄电池一样甚至更低。由于蓄电池阻抗呈容性，若在直流系统中运行，这种蓄电池可以抬高谐振频率到5000Hz以上。而多数高频开关电源直流充电器直流侧的交流分量不超过5000Hz。但是，抬高谐振频率意味这增大了直流系统与周围环境电磁波辐射谐振的风险。

 以往直流系统的蓄电池快速损坏，多数情况是由于直流充电器产生的谐波或高频交流电流分量造成的，经常发生充电器和蓄电池组之间的振荡而造成蓄电池发热损坏。从电气元件的特性而言，电池组在直流条件下是个直流电源；在交流条件下相当于电容器，但电容值可能不固定，受运行环境影响及运行时间长短有所变化。而且，不同型号的电池电容值差别巨大。对于交流阻抗低的电池组，直流充电器输出电压中若含有较小的交流电压分量，将会在电池组造成很大的交流电流分量，导致电池组发热损坏。现有高频开关电源直流充电器虽然比相控型直流充电器特性大幅度改善，但由于电子类产品本身存在运行不稳定和容易受干扰等原因，交流分量对电池组的危害不可避免。而且目前省网内直流系统已经全部采用高频开关电源直流充电器，但电池组的寿命仍然很不理想。而且，因为汽车电池组型号不可能完全统一，且新旧程度也不同，因此蓄电池的交流阻抗差别很大，在大电流充电条件下极易产生振荡。对于给大量汽车电池的专用充电站，很容易发生充电不善造成汽车电池寿命缩短。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种抑制直流电源系统谐振的方法及系统。

本发明采用以下方案实现：一种抑制直流电源系统谐振的方法，其特征在于：提供一串联电抗器设置于直流充电器和电池组之间，将谐振点控制在不发生交流分量的频率范围内。

在本发明一实施例中，还提供一电解电容，所述电解电容与所述电池组并联。

本发明还提供一种抑制直流电源系统谐振的系统，其特征在于：包括一直流充电器、一串联电抗器和一电池组；所述直流充电器的正极串联所述串联电抗器后连接所述电池组的正极，所述直流充电器的负极连接所述电池组的负极。

在本发明一实施例中，还包括一电解电容，所述电解电容与所述电池组并联。

本发明在直流充电器和电池组之间的直流电路中用电感、电容元件将谐振点控制在不可能发生交流分量的区域；以较小的投资提高直流电源系统运行的可靠性及稳定性、同时很好地解决汽车电池等民用产品的使用寿命问题，对电动汽车的推广起决定性的促进作用。此外，在电网变电站及大型电厂直流系统运行不稳定、蓄电池容易损坏的情况下，本发明的应用将会彻底改善直流系统及蓄电池组的运行状况。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是现有直流充电器和电池组接线图。

图2是本发明装设串联电抗器接线图。

图3是本发明装设串联电抗器且并联电解电容接线图。

具体实施方式

本发明提供一种抑制直流电源系统谐振的方法，提供一串联电抗器设置于直流充电器和电池组之间，将谐振点控制在不发生交流分量的频率范围内。优选的，还提供一电解电容，所述电解电容与所述电池组并联。