蓄电池组离线放电无间断切换装置

发表时间:2020/4/7   来源:《基层建设》2019年第32期   作者:刘特林 杨松山 何佳
[导读] 摘要:近年来,我国的变电站建设越来越多,对蓄电池组的需求也越来越大。
        海南电网有限责任公司海南输变电检修分公司  海南三亚  572000
        摘要:近年来,我国的变电站建设越来越多,对蓄电池组的需求也越来越大。蓄电池是保证通信电源持续供电的基础,为维护通信电源体系稳定,本文从维护蓄电池的浮充供电、维护蓄电池的充电、高频开关中蓄电池参数的实践设置、常用蓄电池的测量方式几方面研究,重点分析了蓄电池的具体运用以及维护管理。近几年来多次发生过因蓄电池退出运行,交流电源故障导致全站直流电源消失,发生保护拒动设备严重烧毁的恶性事故。为保证外部故障时保护动作的可靠性,我们考虑设计一个蓄电池组离线放电无间断切换装置,保证蓄电池可以离线放电,一旦交流电源消失,离线运行的蓄电池可以无间断切换到运行状态,保证不中断全站直流电源供电。
        关键词:蓄电池;加强管理;放电
        引言
        面向蓄电池性能优化的直流电源系统可通过直流电源系统输出电压的微调控制蓄电池的充放电电流值,以改善蓄电池工作环境、降低蓄电池内部损耗、优化蓄电池充放电电流曲线,从而保证蓄电池充放电安全,延长蓄电池寿命以减少废旧电池数量和降低成本,具有重要意义。
        1一般变电站蓄电池组配置
        当前110kV及以下的变电站都采用单组蓄电池运行方式。与双组蓄电池运行方式相比,该运行方式可靠性较低,但这种情况只局限于对110kV及以下线路与设备的影响。蓄电池组均由多组电池串联而成,因电池极板采用材料不同,将蓄电池组划分为不同种类的蓄电池,如镉镍蓄电池、铅酸蓄电池等。一般新安装的蓄电池组或是大修之后的蓄电池组都需要进行核对检测,具体核对检测项目包括:运行温度、内阻、初始容量、开路电压、均浮充电压等,各单位在日常工作中必须严格遵循相关规章制度对蓄电池进行检测与跟踪,这是蓄电池组应用的基本要求。
        2装置设计思路
        通过QC小组的认真分析讨论,尝试利用二极管的正向导通和逆向截止的原理来设计该装置,力求达到理想的效果。在对发、变电站蓄电池进行放电试验时,不使用备用电池,而是将该装置接入系统,对电池组进行离线核对性放电,全站的直流负载暂由充电机临时供电。当交流电源供应中断或者充电机出现故障不能向负载供电时,离线的蓄电池组可以无间断切换回来给全站负载供电,保持全站直流供电的连续性。
        3维护蓄电池的充电
        通常蓄电池经常使用的充电方式为定期均衡的充电方式与恒压充电方式两种。(1)定期均衡充电法。在对阀控密封式蓄电池进行浮充供电、深层放电时,构成蓄电池的电池单体的容量和电压容易产生不均衡情况。在充电过程中,低电压充电时间较长,极易降低蓄电池整体电压均衡性导致蓄电池端电压性能降低。因此,当蓄电池容量不足时,需要对电池组进行均衡充电与维护。(2)恒压充电法。一般情况下,采取恒压充电时,蓄电池的平均端电压设置范围为2.24-2.34V。在实际充电情况下,电源的电压保持不变,因此在充电初始阶段,充电电流较大,随着蓄电池电压逐渐提升,充电电流降低。所以,选用恒压充电法进行充电的时候,能够规避蓄电池过度充电,但因是初期充电,具有较大的充电电流,极易对电池极板造成损坏。
        4装置设计思路
        核对性放电时最常见的方法有两种。一种是直接将蓄电池退出运行,进行核对性放电试验,全站的直流负荷由充电机供电。这种方法有很大的安全风险,当交流电源消失或者充电机故障时,系统发生故障,就可能导致保护和自动装置拒动,造成不可挽回的恶性事故。近几年来多次发生过因蓄电池退出运行,交流电源故障导致全站直流电源消失,发生保护拒动设备严重烧毁的恶性事故。为保证外部故障时保护动作的可靠性,第二种,也是较常用的常规核对性放电的方法是,带一组备用蓄电池,将待检验蓄电池替换退出运行,再对其进行核对性放电。

这种方法也有许多弊病:一是带备用蓄电池特别笨重,且接线十分麻烦;二是配备备用蓄电池费用较高;三是需要定期对备用蓄电池进行维护,十分麻烦。通过QC小组的认真分析讨论,尝试利用二极管的正向导通和逆向截止的原理来设计该装置,力求达到理想的效果。在对发、变电站蓄电池进行放电试验时,不使用备用电池,而是将该装置接入系统,对电池组进行离线核对性放电,全站的直流负载暂由充电机临时供电。当交流电源供应中断或者充电机出现故障不能向负载供电时,离线的蓄电池组可以无间断切换回来给全站负载供电,保持全站直流供电的连续性。在正常充放电时,将各端子分别与蓄电池组、放电仪和直流小母线单位配变改造、交替利用、重点监控、主动抢修、有序用电等工作。该系统实际应用后,已形成了河北配变大数据分析模型及典型案例,实现了配变重过载精准预测,支撑基层单位开展重过载配变精准预警,超前制定检修、切改、增容或新增计划,降低配变重过载故障60%,减少年度停电时间4.8万小时,降低检修成本与电能量损失3000余万元,同时,提高了供电服务质量,降低了用户投诉率。如果出现交流电源消失或充电机故障,直流小母线不能由充电机正常供电而电压下降,二极管D1和D2就会单向导通,仍由蓄电池组为直流小母线持续供电。从而使蓄电池组做离线放电试验时,仍然能保证全站直流供电的连续可靠性。
        5改良蓄电池组连接方法
        多数情况下,变电站采用串联方式连接蓄电池,这种连接形式不仅存在较多弊端,同时会对蓄电池容量造成影响。串联不同容量的蓄电池,会对容量较小的蓄电池造成损伤,还会导致蓄电池发生过冲以及欠冲情况。为此,维护人员需要对蓄电池组的连接方式进行改良,避免由于串联连接模式造成蓄电池运行环境恶化。此外,工作人员需要对每个蓄电池的运行环境以及运行状态进行检测,确保每个蓄电池不会影响蓄电池组的运行状态。
        6蓄电池维护注意问题
        (1)对电池端电压均衡度进行周期性检查,主要检查电池外壳是否发生变形与渗漏,电池极柱与安全阀门周边是否存有有酸雾,电池极柱接线衔接处有无腐蚀与发热现象,如发现电池极柱头发生腐蚀,及时采用砂纸进行打磨。(2)杜绝混合运用不同厂家生产的蓄电池,待浮充电压只有两只单体之上比2.20V低、放出20%之上的限定容量、浮充电整体运行时间达到6个月的时候,需要对此种蓄电池均衡充电。(3)蓄电池在实际的运行阶段,针对电池衔接导线、螺栓进行季度性检查,如有螺栓松动,及时进行处理。(4)蓄电池组浮充电压设置应遵守厂商提供的参数,根据气候温度环境变化进行及时有效的调整。
        结语
        综上所述,装置能够可靠的保证蓄电池离线放电,同时在异常状态下无间断切换到运行状态。经公司组织各专业人员进行验收,一致认为该装置完全可以取代备用蓄电池。而且装置携带方便,现场试验接线简单、操作简便,受到同行业兄弟单位的青睐,具有广泛的推广价值。
        参考文献
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