[实用新型]一种可应用于微机控制保护装置的储能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及微机控制保护技术领域，特别是一种可应用于微机控制保护装置的储能系统，其可适用于电力系统中对二次继电保护装置输入电源端口电压暂降及中断抗扰度要求高的场合。

背景技术

电气及电子设备运行中会受到供电电源输入电压暂降、短时中断的影响，在电压暂降及短时中断过程中，应保证装置正常运行，不能出现装置重启等异常现象。随着微机控制保护装置功能的越来越复杂，装置的功耗也越来越大，从原先的十几瓦，当现在的几十瓦，甚至一百瓦以上；另一方面，随着电源端口输入电压暂降及中断抗扰度要求越来越高，通过增加电源板卡上输入电解电容的容值来加大装置的暂降及中断时间变的越来越困难。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题为：利用模块化设计的储能电路，结合装置供电电压检测技术，避免输入电压暂降或短时中断对设备造成的影响，同时可满足装置的功耗水平。

本实用新型采取的技术方案具体为：一种可应用于微机控制保护装置的储能系统，包括电源模块和1个以上储能模块；

电源模块的输入端连接外部电源，输出端为微机控制保护装置提供工作电源；输入端与输出端之间依次连接有整流滤波单元和DC/DC单元；DC/DC单元的输入端连接有输入电压检测单元，DC/DC单元的输出端连接有输出电压检测单元；

各储能模块分别包括充电控制开关、充电电路单元、超级电容组、放电电路单元、放电控制开关和控制单元；充电控制开关连接在充电电路单元输入端与电源模块输出端之间，放电控制开关连接在放电电路单元输出端与电源模块输出端之间；充电电路单元的输出端和放电电路单元的输入端分别连接超级电容组；电源模块中输入电压检测单元和输出电压检测单元的输出端分别连接控制单元，控制单元分别控制充电控制开关和放电控制开关的通断状态，从而控制由电源模块向超级电容组充电，或者控制超级电容组放电为微机控制保护装置提供工作电源。

本实用新型中，DC/DC单元的输出端正极与电源模块输出端正极之间设有电源输出控制开关Q1和Oring控制器；电源输出控制开关的源极连接DC/DC单元，漏极连接电源模块输出端正极； Oring控制器根据电源输出控制开关Q1源极与漏极电压的比较结果，控制电源输出控制开关Q1的导通或关闭。以实现电源模块与各储能模块并联，同时向微机保护控制装置供电。Oring控制器可采用德州仪器公司的LM5050芯片。

进一步的，各储能模块的超级电容组还连接有均压及钳位电路单元。超级电容串联使用时，由于各单体电容的电容值及漏电流等参数存在差异性，在超级电容充电、放电过程及充电完成后长时间运行时，串联的各个单体电容上电压是不相等的，这样会造成串联超级电容组中的部分超级电容出现过电压情况而损坏，因此串联使用时需要进行均压及钳位。

优选的，本实用新型中，超级电容组包括多个由2个以上电容并联连接的电容小组，各电容小组依次串联组成超级电容组；相邻两个电容小组中的电容数量相同，一个电容小组中的各电容分别串联另一电容小组中的一个电容。超级电容组也可采用现有其它电路形式。各电容小组分别并接均压电路和钳位电路。

优选的，本实用新型中，充电控制开关和放电控制开关分别为MOS管；充电控制开关的源极连接充电电路单元，漏极连接电源模块输出端正极，栅极连接控制单元；放电控制开关的漏极连接电源模块输出端正极，源极连接放电电路单元，栅极连接控制单元。控制单元通过控制MOS开关的栅极电压实现MOS开关的通断，从而控制充电电路的导通或者放电电路的导通。

优选的，本实用新型中，输入电压检测单元和输出电压检测单元分别包括比较器，控制单元根据输入电压检测单元和输出电压检测单元输出的电平状态信号控制充电控制开关和放电控制开关的开关状态。比较器将检测到的电压与设定的电压阈值进行比较，进而根据比较结果输出高电平或者低电平，分别代表输入电压或输出电压是否在允许范围内。

输入电压检测单元和输出电压检测单元也可以采用电压测量加微处理器的形式，由微处理器向控制单元输出代表电压范围是否在允许范围内的高电平或低电平信号，或者直接将采集到的电压信号输出至控制单元（输入电压检测单元和输出电压检测单元直接采用电压传感器也可）。