保承家 文俊

摘 要:我國(guó)近年來(lái)加大了變電站的電池組容量以及電池組的數(shù)量,以達(dá)到減少因直流控制電源故障帶來(lái)的停機(jī)損失或者是事故停電。但即使這樣,由電力直流電源帶來(lái)的問(wèn)題還是較為的突出,促使我們?nèi)ヌ剿髌淙毕莸脑蚝透倪M(jìn)的措施。文章重點(diǎn)的論述了電力直流電源在實(shí)際的應(yīng)用中所存在的缺陷以及電力直流電源的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞:電力直流控制電源充電方式缺陷改進(jìn)

中圖分類號(hào):TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)06(b)-0070-01

1 目前電力直流控制電源存在的缺陷

目前主流的直流控制電源基本以GZDW型號(hào)的直流控制電源為原型,這種型號(hào)為我國(guó)的電網(wǎng)直流電源系統(tǒng)的自動(dòng)化的提升作出了貢獻(xiàn),但是也逐漸的暴露了自身的一些不足,下面結(jié)合其原理圖對(duì)其主要缺陷進(jìn)行分析。如下圖1,其中星號(hào)表示在沒(méi)有設(shè)置硅降壓裝置控制母線與動(dòng)力母線的合并。

1.1 缺少對(duì)蓄電池惡性事故的預(yù)防能力

在國(guó)家電網(wǎng)的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),蓄電池發(fā)生故障、充電裝置故障占據(jù)很大的比例,同時(shí)蓄電池的爆炸事故也很難有效的控制。此外充電裝置缺乏單體蓄電池溫度檢測(cè)以及自放電電流檢測(cè)也會(huì)使得蓄電池因發(fā)熱而引發(fā)起火。

1.2 充電方式不合理

由于充電方式的不合理,致使蓄電池組內(nèi)各單體蓄電池充電不均衡,從而造成了造成蓄電池過(guò)早失效。從下圖1可見,整流模塊是通過(guò)浮充方式將蓄電池串聯(lián)后進(jìn)行充電的,因此通過(guò)每一個(gè)蓄電池的電流均相等。但是由于每一個(gè)電池的裝卸運(yùn)輸、制造工藝、檢測(cè)手段等諸多的因素的存在,致使整批電池的性能出現(xiàn)離散型。具體體現(xiàn)在每塊電池的內(nèi)阻、端電壓以及放電電流都會(huì)有一定程度的差異,甚至每一只蓄電池的原始容量也不可能做到完全的一樣。這樣就會(huì)導(dǎo)致在使用串聯(lián)的方式充電中發(fā)生容量較小的電池經(jīng)常的處于過(guò)充,而容量較大的電池處于欠充狀態(tài)。當(dāng)閥控式鉛酸蓄電池發(fā)生過(guò)充時(shí),會(huì)導(dǎo)致電池的極板、隔板等發(fā)生電解氧化,從而加速了電池板柵的腐蝕以及活性物質(zhì)的松動(dòng)。長(zhǎng)期的過(guò)充會(huì)導(dǎo)致蓄電池的漏氣、鼓包以及失效；當(dāng)閥控式鉛酸蓄電池發(fā)生欠充時(shí),也會(huì)造成電池的內(nèi)阻增加、容量降低以及壽命縮短的不良后果。

1.3 照搬概念

實(shí)際的設(shè)計(jì)中出現(xiàn)過(guò)將適用于開口鉛酸蓄電池的均衡充電概念一味的照搬到閥控式密封鉛酸蓄電池,而這一舉措?yún)s加速了部分閥控密封鉛酸蓄電池的失水老化。我國(guó)的電池的發(fā)展經(jīng)歷了從開口式鉛酸電池、半開口防酸式鉛蓄電池以及閥控式密封鉛蓄電池。在閥控式鉛蓄電池剛剛起步不久,由于對(duì)新電池的結(jié)構(gòu)原理了解的不深入,將開口式鉛酸電池的充電程序照搬過(guò)來(lái)使用,同樣也將適用于開口式鉛酸電池的均衡充電概念照搬到了閥控式密封鉛酸電池。

1.4 蓄電池組缺乏保護(hù)回路

由于蓄電池組沒(méi)有相應(yīng)的保護(hù)回路,其結(jié)果導(dǎo)致最重要的部分往往成為最薄弱的環(huán)節(jié)。蓄電池組在電源系統(tǒng)中作為最為重要的組成部分,同時(shí)也是保護(hù)自動(dòng)化裝置以及動(dòng)作的最后一道防線。但是實(shí)際的情況卻發(fā)現(xiàn),整流模塊N+1冗余備份,而蓄電池作為單回路,處于孤立無(wú)援的狀態(tài)。因此蓄電池組的容量完全的依賴于容量最小的哪一個(gè)電池。只要有一個(gè)電池的容量為零或者是接近于零,那么整個(gè)的蓄電池組就沒(méi)有容量了,這也就解釋了為神門會(huì)出現(xiàn)200Ah的電池正能工作幾分鐘的奇怪現(xiàn)象。

1.5 整流模塊與蓄電池組監(jiān)控不均衡

上圖1作為目前較為先進(jìn)的電力直流控制電源的原理圖,已經(jīng)具備“電池巡檢”功能,雖然只是端體蓄電池的端電壓巡檢；而現(xiàn)今95%以上的正在使用的電力直流控制電源沒(méi)有此功能。

1.6 蓄電池的維護(hù)無(wú)法操作

蓄電池的使用中雖然有工作人員對(duì)與蓄電池的放電進(jìn)行容量檢測(cè),其結(jié)果是只有少數(shù)的蓄電池較為落后。但是通過(guò)各種方法以及儀器對(duì)其進(jìn)行容量回復(fù)都以失敗告終,如果更換新電池有會(huì)引起其它電池的加速損壞,因此通常是在運(yùn)行一段時(shí)間后進(jìn)行整組的更換。

2 電力直流控制電源的改進(jìn)措施

2.1 允許隨時(shí)更換單只蓄電池,方便維護(hù)

傳統(tǒng)的整組式的更換電池組的維護(hù)成本過(guò)高,而改進(jìn)后的方案使得每一個(gè)單體電池具有自身的獨(dú)立的數(shù)字化管理模塊,消除了各單體之間的影響,免除了容量匹配、內(nèi)阻匹配以及允許新舊電池的混用,極大的簡(jiǎn)化了維護(hù)程序,降低了維護(hù)成本。

2.2 將傳統(tǒng)的串聯(lián)充電方式改為每只蓄電池獨(dú)立充電

由于浮充電壓對(duì)于電壓的要求較高,而目前有難以滿足,在偏離了正確的使用條件下無(wú)法滿足單體蓄電池的浮充電壓要求。其原因就在于串聯(lián)方式的電壓動(dòng)態(tài)分配,每一只電池的浮充電壓不可控。而改進(jìn)后的單體蓄電池具有了獨(dú)立的數(shù)字化管理模塊,可以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的電壓控制,避免了過(guò)充以及欠充的發(fā)生。

2.3 增設(shè)備用通路

備用通路的設(shè)置要實(shí)現(xiàn)故障電池的自動(dòng)旁路。傳統(tǒng)的串聯(lián)直流控制電源要求每一個(gè)電池必須完好,一只出問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故。而增加了備用通道就可以電池的自動(dòng)退出,而不影響整組的工作。

2.4 加強(qiáng)蓄電池監(jiān)控 及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池問(wèn)題

之前的前的蓄電池巡檢只能發(fā)現(xiàn)單體電壓的變化,不能得到其它參數(shù),并且受到充電方式的限制。改進(jìn)后的依靠數(shù)字化蓄電池管理模塊強(qiáng)大的檢測(cè)及運(yùn)算能力,實(shí)現(xiàn)了電池端電壓、自放電、內(nèi)阻以及溫度等監(jiān)測(cè),便于維護(hù)。

2.5 增加蓄電池活化功能,保持蓄電池最佳性能

該機(jī)后的模塊具有蓄電池的活化功能,只需用戶設(shè)定人工活化還是定期活化就可以保證電池的最佳性能。

2.6 減少蓄電池接線數(shù)量,消除潛在故障點(diǎn)

傳統(tǒng)的巡檢裝置需要加裝幾百根的導(dǎo)線,無(wú)意的增加了故障點(diǎn)。而改進(jìn)后的蓄電池通過(guò)備用通路,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的檢測(cè),卻沒(méi)有增加連接導(dǎo)線。

2.7 增加GPRS手機(jī)報(bào)警功能以及通信接口

采用GPRS報(bào)警功能可以實(shí)現(xiàn)模塊自動(dòng)的向維護(hù)人員發(fā)送信息,使得維護(hù)更佳的及時(shí)；同時(shí)數(shù)字化管理模塊通信接口符合直流控制電源以及數(shù)字化的設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)語(yǔ)

電力直流控制電源作為電廠與變電站的重要設(shè)施,其運(yùn)行的效率及運(yùn)行的質(zhì)量極大的影響生產(chǎn)的效益。特別是在提倡節(jié)能環(huán)保的今天,如何利用新技術(shù)、新工藝以及新方法來(lái)提高、改善傳統(tǒng)的直流電源運(yùn)行狀況是當(dāng)今面臨的主要問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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