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                            直流屏中用分流器取代霍爾元件為蓄電池電流取樣

                            2021-03-02

                            勝利石油管理局所屬的電力管理總公司,管理著勝利油田180多座變電站。這些變電站大都是20世紀80年代投產的,已不適應目前的電網管理要求。為此,自2002年電力管理總公司按油田總體部署,開始對變電站大規模的微機保護自動化升級改造,其中直流屏的升級改造也在其中,而且需要大量的直流屏。1設計理論分析要實現用分流器取代霍爾元件對直流屏的鉛酸蓄電池電流取樣,需要有系統的解決方案,即需要解決以下3個問題:鉛酸蓄電池過、欠壓取樣;分流器電流/電壓轉換放大;鉛酸蓄電池的主浮充問題。2解決方案(1)解決鉛酸蓄電池過、欠壓取樣問題的對策。直流屏的蓄電池組為18節,每節電池為12V、65100Ah,當充滿電時,大約13.8V。充電機(開關電源模塊)對蓄電池充電過程中,應隨時檢測它的過、欠壓情況,既不能過充,也不能欠充。這樣就要求我們設計一個蓄電池過欠壓檢測電路,隨時對其電壓進行檢測。然后再反饋到控制單元,對充電機的充電狀態進行調整,以使電池的充電保持在最佳狀態。其蓄電池的過欠壓檢測電路設計見圖1。E1En是蓄電池組,由運放A1、A2組成電壓比較器,A1用于過壓檢測,A2用于欠壓檢測。電阻R1、R2、R3和C1組成蓄電池取樣電路,電位器RW1、RW2用于調整蓄電池過欠壓定值。本電路中過壓定值設定為250V,欠壓定值210V。取樣電阻R3上的分壓同時加到過壓比較器A1的同相端3腳和欠壓比較器A2的反相端6腳。當蓄電池組兩端電壓高于250V時(標準245V),A1同相端3腳電平高于反相端2腳,1腳輸出高電平,經R7降壓限流,光耦O1導通,紅色發光二極管LED1亮,指示電池組過電壓。光耦O1導通后,其內部的光電三極管呈現低阻,+24V電壓通過O1加到PLC輸入端DI1上,由PLC控制在觸摸屏人機界面上放出報警信息,顯示“電池組過電壓”報警記錄。與此同時,PLC控制蓄電池主充電路圖1蓄電池的過欠壓檢測電路+HME1245VEN-HMR1R2R3R4RW1C1+R5R6R11RW2R8R103256+-+-A1A28417LM358+24VR9R7LED1+24VLED2D1D11D2D12+24V停止而轉為浮充。同理,當蓄電池組電壓低于210V時,A2的6腳電平低于5腳,7腳輸出高電平,光耦O2導通,綠色發光管LED2亮,指示電池組欠壓。+24V電壓加到PLC另一個輸入端口DI2上,在人機界面同樣發出“蓄電池組欠電壓”信息。與此同時PLC控制電池組由浮充轉為主充。(2)解決分流器電流/電壓轉換放大問題的對策。分流器FL用30A/75mV型,外形見圖2。電流/電壓轉換放大電路設計見圖3。分流器FL的1-2端串入蓄電池組的負極回路進行電流取樣,3-4端輸出的微弱電壓信號(mV級)通過電阻R14加到運算放大器A3同相端10腳,由A3進行放大到伏級(15V左右),完成電流/電壓轉換放大任務,供后續電路(蓄電池組主、浮充檢測電路)使用。(3)解決鉛酸蓄電池組主、浮充檢測問題的對策。設計電路見圖4。由運放A3把分流器輸出的微弱電壓信號放大后,其8腳輸出的電壓信號分別加到運放A4、A5組成的比較器上,A4、A5對A3的輸出信號電平進行比較,驅動發光管LED3或LED4亮,從而反映出電池組的主浮充狀態。

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