一种具有开关联锁安全机制的UPS电源双组蓄电池核容放电装置的制作方法

本发明涉及ups电源蓄电池，尤其涉及一种具有开关联锁安全机制的ups电源双组蓄电池核容放电装置。

背景技术：

1、ups电源蓄电池的传统运维方式采用人工逐站逐组进行，耗时耗力；传统监测方式存在蓄电池监测参数不全，缺乏内阻监控及负极柱温度监测等问题。传统的蓄电池组核容放电方式采用移动式核容放电设备，存在以下问题：1)需要接拆线，存在较大安全隐患，安全风险等级提高；2)采用大功率电阻式放电，发热量大，增加了火灾隐患。

2、ups电源蓄电池远程核容放电装置的主要功能：1)实现完整的蓄电池监测功能，包括监测单体电压、内阻、温度，监测电池开路情况，诊断落后电池等；2)实现核容放电功能，当直流系统正常运行时，蓄电池组与直流母线之间的直流断路器处于闭合状态，直流系统维持固有充电、放电模式。当需要对蓄电池组进行放电时，断开蓄电池组与ups电源的直流母线之间的直流断路器，使得需要在线放电的蓄电池组脱离ups电源的直流母线，再闭合蓄电池组与充放电模块之间的直流断路器和直流接触器，使得蓄电池组接入充放电模块，形成充放电回路。放电完毕蓄电池组静置一段时间后，开始三段式充电，充电完成后，断开蓄电池组与充放电模块之间的直流断路器和直流接触器，使得断开充放电回路。再闭合蓄电池组与直流母线之间的直流断路器，ups电源系统正常对蓄电池组进行浮充，恢复固有连接模式。

3、ups电源系统增加了蓄电池核容放电装置解决了人工费时费力到现场进行拆线、安装移动式放电装置的安全隐患问题。ups电源一般情况下是安装在机房内，正常运维是可以人工到ups机房进行作业的，所以蓄电池组与直流母线之间的直流断路器和蓄电池组与充放电模块之间的直流断路器均采用手动操作直流断路器。也就是在核容放电之前，先手动操作蓄电池组脱离母线，再手动操作蓄电池组与充放电模块之间的直流断路器，检测这两个开关的反馈正确无误后，再连接直流接触器，启动充放电模块的放电功能，进行核容放电。

4、现有技术中，蓄电池核容放电装置大多增加了电动的操作机构，同时也增加了电动开关误动作的风险。在实际的应用中，曾经出现过ups电源系统在正常运行中，认为误操作而导致蓄电池组无故脱离母线，从而引起事故。

5、此外，即使蓄电池组与直流母线之间的直流断路器和蓄电池组与充放电模块之间的直流断路器均采用手动操作，也应该具有开关联锁的安全机制和装置来避免手动误操作开关所带来的问题和风险。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种具有开关联锁安全机制的ups电源双组蓄电池核容放电装置，以解决ups电源系统中增加蓄电池核容放电装置的开关而存在误操作的隐患或风险的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种具有开关联锁安全机制的ups电源双组蓄电池核容放电装置，所述装置包括断路器qf11、断路器qf12、断路器qf1、断路器qf2、接触器km1、接触器km2、充放电模块、机械联锁单元、第一电子联锁单元、第二电子联锁单元、中央处理器；

4、其中，断路器qf11连接在1#ups电源与1#蓄电池组之间，断路器qf12连接在2#ups电源与2#蓄电池组之间；断路器qf1连接在1#蓄电池组与接触器km1之间，断路器qf2连接在2#蓄电池组与接触器km1之间，接触器km1与接触器km2以及充放电模块依次连接；断路器qf1为1#蓄电池组的放电回路的放电开关，断路器qf2为2#蓄电池组的放电回路的放电开关，接触器km1和接触器km2为1#蓄电池组和2#蓄电池组放电回路共用的电动开关；

5、机械联锁单元用于断路器qf1和断路器qf12的机械联锁，以保证断路器qf1和断路器qf2不能同时闭合，只存在同时断开或其中一个开启另一个闭合的状态；第一电子联锁单元将断路器qf11反馈常闭触点和断路器qf1反馈常闭触点先并联，再与第一io接口的常开触点串联，串联到第一dc24v电源的供电回路后输出对接触器km1线圈的控制；第二电子联锁单元将断路器qf12反馈常闭触点和断路器qf2反馈常闭触点先并联，再与第二io接口的常开触点串联，串联到第二dc24v电源的供电回路后输出对接触器km2线圈的控制；

6、中央处理器，用于采集蓄电池组的监测信息、断路器qf11的反馈、断路器qf12的反馈、断路器qf1的反馈、断路器qf2的反馈、接触器km1的反馈、接触器km2的反馈和充放电模块的监测信息，同时根据指令控制第一电子联锁单元、第二电子联锁单元和充放电模块的参数设置及启停。

7、优选地，所述装置正常运行时，断路器qf11和断路器qf12处于闭合状态，断路器qf1、断路器qf2、接触器km1和接触器km2处于断开状态，充放电模块处于待机状态。

8、优选地，1#蓄电池组放电时，断开断路器qf11，再闭合断路器qf1，中央处理器接收到设置的参数和放电的指令后，判断是否能够进行放电；判断的条件包括：断路器qf11处于断开状态、断路器qf12处于闭合状态、断路器qf1处于闭合状态、断路器qf2处于断开状态、接触器km1和接触器km2处于断开状态、1#蓄电池组和2#蓄电池组处于浮充状态、蓄电池单体均不存在报警、充放电模块没有报警处于待机状态；控制第一电子联锁单元，实现对接触器km1的线圈供电，闭合接触器km1；得到接触器km1闭合的反馈信息后，控制第二电子联锁单元，实现对接触器km2的线圈供电，闭合接触器km2；得到接触器km2闭合的反馈信息后，设置充放电模块的放电参数，并启动放电；放电完成后，静置若干分钟，设置充放电模块的充电参数，并启动充电，充电设置为三段式充电，包括恒流充电、恒压充电和浮充阶段；充电完成后，控制第二电子联锁单元，断开对接触器km2的线圈供电，断开接触器km2；得到接触器km2断开的反馈信息后，控制第一电子联锁单元，断开对接触器km1的线圈供电，断开接触器km1；得到接触器km1断开的反馈信息后，再断开断路器qf1，断开断路器qf1之后，闭合断路器qf11，完成对1#蓄电池组的核容放电、充电功能。

9、优选地，2#蓄电池组放电时，断开断路器qf12，再闭合断路器qf2，中央处理器接收到设置的参数和放电的指令后，判断是否能够进行放电；判断的条件包括：断路器qf11处于闭合状态、断路器qf12处于断开状态、断路器qf1处于断开状态、断路器qf2处于闭合状态、接触器km1和接触器km2处于断开状态、1#蓄电池组和2#蓄电池组处于浮充状态、蓄电池单体均不存在报警、充放电模块没有报警处于待机状态；控制第一电子联锁单元，实现对接触器km1的线圈供电，闭合接触器km1；得到接触器km1闭合的反馈信息后，控制第二电子联锁单元，实现对接触器km2的线圈供电，闭合接触器km2；得到接触器km2闭合的反馈信息后，设置充放电模块的放电参数，并启动放电；放电完成后，静置若干分钟，设置充放电模块的充电参数，并启动充电，充电设置为三段式充电，包括恒流充电、恒压充电和浮充阶段；充电完成后，控制第二电子联锁单元，断开对接触器km2的线圈供电，断开接触器km2；得到接触器km2断开的反馈信息后，控制第一电子联锁单元，断开对接触器km1的线圈供电，断开接触器km1；得到接触器km1断开的反馈信息后，再断开断路器qf2，断开断路器qf2之后，闭合断路器qf12，完成对2#蓄电池组的核容放电、充电功能。

10、优选地，断路器qf1和断路器qf2采用同一型号断路器，并通过机械联锁单元保证断路器qf1和断路器qf2最多只有1个能进行闭合操作；

11、机械联锁单元包括能够左右拨动的手柄，断路器qf1和断路器qf2的开关分别位于机械联锁单元的左右两侧；当机械联锁单元的手柄拨动到左侧，拨动之前左侧开关处于断开状态，拨动之后左侧开关被手柄遮挡不能再往上操作闭合，而右侧开关处于断开状态，同时可以往上拨动到闭合状态；当机械联锁单元的手柄拨动到右侧，拨动之前右侧开关处于断开状态，拨动之后右侧开关被手柄遮挡不能再往上操作闭合，而左侧处于断开状态，同时可以往上拨动到闭合状态。

12、优选地，第一电子联锁单元包括第一单片机、第一io接口、第一rs485接口和第一dc24v电源；其中，第一单片机，用于接收中央处理器的控制指令和反馈给中央处理器各开关的状态信息，并且用于控制第一io接口的常开触点输出和采集第一io接口所连接的各开关的状态信息；第一rs485接口用于rs485接口转换；第一io接口用于开入接口、开出接口，开入接口接收断路器qf11、断路器qf1和接触器km1反馈常开触点状态，开出接口的常开触点与断路器qf11反馈常闭触点、断路器qf1反馈常闭触点一起作用用于控制接触器km1的线圈的供电；第一dc24v电源用于提供接触器km1线圈的供电的电源；第一电子联锁单元将断路器qf11反馈常闭触点和断路器qf1反馈常闭触点先并联，再与第一io接口的常开触点串联，串联到第一dc24v电源的供电回路后输出到接触器km1线圈的两端；

13、第二电子联锁单元包括第二单片机、第二io接口、第二rs485接口和第二dc24v电源；其中，第二单片机，用于接收中央处理器的控制指令和反馈给中央处理器各开关的状态信息，并且用于控制第二io接口的常开触点输出和采集第二io接口所连接的各开关的状态信息；第二rs485接口用于rs485接口转换；第二io接口用于开入接口、开出接口，开入接口接收断路器qf12、断路器qf2和接触器km2反馈常开触点状态，开出接口的常开触点与断路器qf12反馈常闭触点、断路器qf2反馈常闭触点一起作用用于控制接触器km2的线圈的供电；第二dc24v电源用于提供接触器km2线圈的供电的电源；第二电子联锁单元将断路器qf12反馈常闭触点和断路器qf2反馈常闭触点先并联，再与第二io接口的常开触点串联，串联到第二dc24v电源的供电回路后输出到接触器km2线圈的两端。

14、优选地，正常运行时，断路器qf11闭合，断路器qf11反馈常闭触点断开；断路器qf1断开，断路器qf1反馈常闭触点闭合；断路器qf11反馈常闭触点和断路器qf1反馈常闭触点并联后处于闭合状态；第一io接口常开触点断开；接触器km1线圈回路由于第一io接口的常开触点断开无供电，因而接触器km1处于断开状态；

15、正常运行时，断路器qf12闭合，断路器qf12反馈常闭触点断开；断路器qf2断开，断路器qf2反馈常闭触点闭合；断路器qf12反馈常闭触点和断路器qf2反馈常闭触点并联后处于闭合状态；第二io接口常开触点断开；接触器km2线圈回路由于第二io接口的常开触点断开无供电，因而接触器km2处于断开状态。

16、优选地，1#蓄电池组放电或充电时，断路器qf11断开，断路器qf11反馈常闭触点闭合；断路器qf1闭合，断路器qf1反馈常闭触点断开；断路器qf11反馈常闭触点和断路器qf1反馈常闭触点并联后处于闭合状态；中央处理器下发指令后，第一单片机控制第一io接口常开触点闭合；给接触器km1线圈供电的第一dc24v电源供电导通，接触器km1闭合；

17、1#蓄电池组放电或充电时，断路器qf12和断路器qf2位处原有状态，即断路器qf12处于闭合状态，断路器qf12反馈常闭触点断开；断路器qf2处于断开状态，断路器qf2反馈常闭触点闭合；断路器qf12反馈常闭触点和断路器qf2反馈常闭触点并联后也处于闭合状态；中央处理器下发指令后，第二单片机控制第二io接口常开触点闭合；给接触器km2线圈供电的第二dc24v电源供电导通，接触器km2闭合；

18、至此，断路器qf12闭合，断路器qf2断开，2#ups电源与2#蓄电池组正常连接，处于浮充状态；断路器qf11断开，断路器qf1闭合，接触器km1闭合，接触器km2闭合，中央处理器下发指令设置充放电模块放电参数，并启动充放电模块放电，放电完成后，静置若干分钟，设置充放电模块的充电参数，并启动充电，充电设置为三段式充电，包括恒流充电、恒压充电和浮充阶段，实现对1#蓄电池组先放电后充电功能。

19、优选地，2#蓄电池组放电或充电时，断路器qf12断开，断路器qf12反馈常闭触点闭合；断路器qf2闭合，断路器qf2反馈常闭触点断开；断路器qf12反馈常闭触点和断路器qf2反馈常闭触点并联后处于闭合状态；中央处理器下发指令后，第二单片机控制第二io接口常开触点闭合；给接触器km2线圈供电的第二dc24v电源供电导通，接触器km2闭合；

20、2#蓄电池组放电或充电时，断路器qf11和断路器qf1位处原有状态，即断路器qf11处于闭合状态，断路器qf11反馈常闭触点断开；断路器qf1处于断开状态，断路器qf1反馈常闭触点闭合；断路器qf11反馈常闭触点和断路器qf1反馈常闭触点并联后也处于闭合状态；中央处理器下发指令后，第一单片机控制第一io接口常开触点闭合；给接触器km1线圈供电的第一dc24v电源供电导通，接触器km1闭合；

21、至此，断路器qf11闭合，断路器qf1断开，1#ups电源与1#蓄电池组正常连接，处于浮充状态；断路器qf12断开，断路器qf2闭合，接触器km1闭合，接触器km2闭合，中央处理器下发指令设置充放电模块放电参数，并启动充放电模块放电，放电完成后，静置若干分钟，设置充放电模块的充电参数，并启动充电，充电设置为三段式充电，包括恒流充电、恒压充电和浮充阶段，实现对2#蓄电池组先放电后充电功能。

22、与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

23、本发明提供的具有开关联锁安全机制的ups电源双组蓄电池核容放电装置，通过配置机械联锁单元和电子联锁单元，机械联锁单元与电子联锁单元相互配合，相互补充，能够有效避免开关误动作带来的事故和风险，保障了ups电源双组蓄电池核容放电的安全性、可靠性，也保障了ups电源系统对负载的安全可靠供电。