[发明专利]一种直流充电单元的充电保护方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流充电单元的充电保护方法及系统。

背景技术

直流充电单元广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户，随着我国工农业和城市化建设的发展，用电量呈现快速增长态势，直流系统小型化、高可靠性、免维护将是未来的发展方向。作为接受与分配电网电能的设备，直流充电单元应用量大，适用范围广，在电力系统中扮演着重要角色。

目前，随着电网供电质量和自动化水平的提高，对于变电站配电站配电装置的要求也越来越高。变电站直流电源系统作为发电厂和变电站中的独立电源，不受交流供电的影响，在全厂或全站失电的情况下，仍能对控制、信号、测量和继电保护、自动装置、操作机构电机、断路器电磁操作合闸机构、事故照明等提供可靠稳定的电源。因此直流电源系统对电力系统的稳定可靠运行、快速事故切除及恢复具有至关重要的作用。目前，锂电池由于其体积小、质量轻，且绿色环保等特点，在直流电源系统中得到广泛的应用。而直流充电单元就是为了给直流电源系统提供可靠、安全的充电方式，致力于更好地服务于其他直流用电设备的一款产品。

同时，一方面因为充电装置对电网的谐波污染问题。如不合理的控制整流，在网侧将产生严重的电流畸变，给电网注入丰富的无功，造成电网严重污染，使得电网电能质量下降。另一方面因为动力电池本身所固有的充电特性，要求充电设备在充电过程中必须符合电池本身的充电特性，不能随意充电。这样不仅会导致电池寿命大大缩短，还有可能损坏电池本体。这就要求具有一种智能化的充电装置，能够对电池的各个充电阶段实施有效的控制，使得充电特性符合电池本身所固有的特性，满足智能电网的发展需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种直流充电单元的充电保护方法及系统，防止过冲导致电池寿命缩短，避免损坏电池本体。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种直流充电单元的充电保护方法，包括：

输出过压保护：当输出直流电压任意一相电压大于设定值Udz，并且超过延时定值T1时，电源转换模块自动锁死，直流充电单元自动退出工作；

限流输出保护：当输出电流三相任意一相值大于额定电流的1.05倍，并且超过延时定值T2时，电源转换模块自动锁死，直流充电单元自动退出工作；

短路保护：当三相电流值大于短路电流整定值，短路保护软压板动作，通过延时T3将输出电压拉低到零，限制短路电流在额定输出电流的15％以下；

过温保护：当温度传感器检测到锂电池外表面的温度大于过温保护整定值，过温保护软压板控制风扇转动降温，同时经过T4延时，直流充电单元退出工作，当温度传感器检测到温度符合充电温度，直流充电单元重新自动启动恢复工作状态。

本发明中，设定值Udz＝100V～250V，T1＝T2＝T3＝T4＝0～99s，过温保护整定值为0～70℃。

相应地，本发明还提供了一种直流充电单元的充电保护系统，其包括：

输出过压保护单元：用于当输出直流电压任意一相电压大于设定值Udz，并且超过延时定值T1时，控制电源转换模块自动锁死，使直流充电单元自动退出工作；

限流输出保护单元：用于在输出电流三相任意一相值大于额定电流的1.05倍，并且超过延时定值T2时，控制电源转换模块自动锁死，使直流充电单元自动退出工作；

短路保护单元：用于在三相电流值大于短路电流整定值时，控制短路保护软压板动作，通过延时T3将输出电压拉低到零，限制短路电流在额定输出电流的15％以下；

过温保护单元：用于在温度传感器检测锂电池表面温度大于过温保护整定值时，通过过温保护软压板控制风扇转动降温，同时经过T4延时，使直流充电单元退出工作，且当温度传感器检测到电池表面温度符合充电温度时，控制直流充电单元重新自动启动恢复工作状态。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明不仅能够安全可靠地给电池充电，且能够通过智能化充电控制延长锂电池的使用周期，有效的防护锂电池由于过冲，高温，高压等原因而引起的爆炸等事故，对充电设备的安全运行起着重要的保障作用。

附图说明

图1为本发明直流充电单元结构框图；

图2为本发明电流转换模块原理图；

图3为本发明电流转换模块硬件结构图

图4为本发明充电单元充电电压/电流曲线图；

图5为本发明过压保护逻辑图；

图6为本发明限流输出保护逻辑图；

图7为本发明短路保护逻辑图；

图8为本发明过温保护逻辑图。