摘要：本文提出一種采用并聯(lián)型直流電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線對(duì)蓄電池核對(duì)性放電的方案，分析闡述并聯(lián)型直流系統(tǒng)原理及采用并聯(lián)型直流電源進(jìn)行在線核容的可行性，進(jìn)一步分析并聯(lián)型直流電源核容的實(shí)現(xiàn)條件，在理論分析基礎(chǔ)上搭建了并聯(lián)型直流電源系統(tǒng)核容試驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，并聯(lián)型直流電源系統(tǒng)在線對(duì)蓄電池核容是可行的。

Abstract： In this article， a parallel DC power supply system is proposed to realize the on-line battery checking discharge. The principle of parallel DC system and the feasibility of using a parallel DC power system for on-line checking capacity are analyzed. The realization conditions of the parallel DC power supply are further analyzed， and a parallel connection is set up on the basis of theoretical analysis. Experimental results show that the parallel DC power system is feasible for on-line test capacity.

關(guān)鍵詞：并聯(lián)型直流電源系統(tǒng)；核對(duì)性放電；在線核容

Key words： parallel DC power system；checking discharge；test battery capacity on-line

中圖分類號(hào)：TM46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）31-0250-03

0 引言

電力系統(tǒng)廠站直流電源中的后備蓄電池組是由54/104節(jié)單體2V的閥控式鉛酸蓄電池串聯(lián)組成，需定期開展核對(duì)性放電維護(hù)工作，以檢驗(yàn)蓄電池組實(shí)際容量是否大于80%標(biāo)稱容量。核對(duì)性放電是蓄電池容量試驗(yàn)，其方法是：將蓄電池脫離運(yùn)行，以規(guī)定的放電電流進(jìn)行恒流放電，當(dāng)一個(gè)單體蓄電池放電到了規(guī)定的終止電壓，應(yīng)停止放電，以此單體電池到達(dá)終止電壓時(shí)放電時(shí)間與放電電流來估算容量。長期以來，電力系統(tǒng)運(yùn)維人員對(duì)蓄電池核對(duì)性放電主要利用傳統(tǒng)的電阻箱或者放電儀進(jìn)行放電試驗(yàn)，將放電儀作為負(fù)載進(jìn)行I10恒流放電試驗(yàn)。此核容方式有以下缺點(diǎn)：

①蓄電池組須脫離直流母線，無法在線全容量核容，蓄電池組所存儲(chǔ)化學(xué)能全部以熱能形式消耗掉，浪費(fèi)了電能。

②此試驗(yàn)需要有備用電池組，對(duì)于單組蓄電池的站點(diǎn)存在不方便，更適合具備兩套電池組的站點(diǎn)。

③此方式不能測(cè)試每一節(jié)蓄電池容量，以容量最低的一節(jié)決定整組容量，其他部分電池的劣化或落后程度需要剔除后再放電才可準(zhǔn)確判斷出來容量。

由此，根據(jù)對(duì)蓄電池運(yùn)維角度提出使用并聯(lián)型直流電源替代常規(guī)串聯(lián)電池直流系統(tǒng)，理論上分析利用并聯(lián)型直流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線核容的可行性，搭建試驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行并聯(lián)型直流系統(tǒng)在線核容的試驗(yàn)，并證明了此方式是可行的。

1 并聯(lián)型直流電源核容方案

1.1 并聯(lián)型直流電源系統(tǒng)

并聯(lián)型直流電源系統(tǒng)由若干個(gè)并聯(lián)電池模塊高壓輸出端并聯(lián)組成，每個(gè)模塊可配置12V蓄電池，高壓DC220V/110V輸出額定功率為460W，系統(tǒng)配置直流饋線支路若干，絕緣監(jiān)察裝置，開關(guān)量監(jiān)測(cè)裝置，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)觸摸屏裝置。系統(tǒng)方案見圖1。

并聯(lián)型直流電源系統(tǒng)核容原理：

直流電源系統(tǒng)在其交流輸入正常的情況下，在系統(tǒng)監(jiān)控界面設(shè)置核容的深度（百分比標(biāo)稱容量）及核容間隔周期值，當(dāng)滿足核容條件時(shí)，由系統(tǒng)監(jiān)控屏可自動(dòng)下發(fā)核容命令給模塊，對(duì)模塊所匹配的蓄電池進(jìn)行核容，此模塊接收命令后，模塊退出系統(tǒng)均流，內(nèi)部關(guān)閉AC/DC變換器，對(duì)蓄電池管理由充電轉(zhuǎn)換成放電，并動(dòng)態(tài)微調(diào)輸出電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池端I10放電，隨著蓄電池電壓的變化，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)輸出端的電壓，保證蓄電池的放電電流維持在I10直到蓄電池端電壓至終止電壓點(diǎn)10.8V，然后開啟AC/DC實(shí)現(xiàn)交流帶載，同時(shí)啟動(dòng)充電變換器，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，由此完成一個(gè)待核容電池的在線核容過程。整個(gè)核容放電過程，監(jiān)控每隔半個(gè)小時(shí)記錄蓄電池電壓及電流，直至均充結(jié)束，并在監(jiān)控內(nèi)部分配存儲(chǔ)空間進(jìn)行保存，通過導(dǎo)出頁面導(dǎo)出相應(yīng)的核容數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中某一模塊進(jìn)行核容時(shí)，其他模塊處于交流帶載，并對(duì)各自配置蓄電池進(jìn)行充電管理。系統(tǒng)監(jiān)控亦可以通過手動(dòng)下發(fā)命令，啟動(dòng)對(duì)單個(gè)蓄電池進(jìn)行核容，模塊核容調(diào)節(jié)流程圖見圖2所示。

1.2 在線核容的條件

并聯(lián)型直流電源系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)在線核容需要同時(shí)滿足以下條件；

①系統(tǒng)交流輸入正常；

②蓄電池處于浮充電階段；

③直流系統(tǒng)的負(fù)荷能滿足核容所需的最小負(fù)載。

系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，各模塊平時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行浮充管理，在各電壓等級(jí)變電站站用直流系統(tǒng)負(fù)荷包括繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、測(cè)控、錄波、信號(hào)、通訊等裝置，這些裝置通常達(dá)到千瓦級(jí)別，單個(gè)蓄電池通常配置容量不超過12V/200Ah，單個(gè)蓄電池核容釋放的功率約為：P=U×I10=12V×20A=240W，此結(jié)果小于1000W，此結(jié)果小于模塊輸出額定功率460W，因此系統(tǒng)負(fù)荷可滿足在線核容的條件。

2 實(shí)驗(yàn)分析

根據(jù)上述理論分析，搭建了如圖3所示的并聯(lián)型直流電源系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將8個(gè)DC230V輸出的并聯(lián)電池模塊并聯(lián)，各模塊獨(dú)立配置閥控式鉛酸蓄電池，容量為：12V/200Ah。直流母線負(fù)載為5A的電阻。通過系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)置為100%容量，并手動(dòng)啟動(dòng)核容，核容充放電數(shù)據(jù)如表1。

從圖4中可以看出，當(dāng)設(shè)置為100%全容量核容時(shí)，系統(tǒng)通過模塊對(duì)12V/200Ah蓄電池放電至10.8V，可以實(shí)現(xiàn)到終止電壓點(diǎn)停止放電并轉(zhuǎn)入均充直至14.1V，完成對(duì)一個(gè)蓄電池的核容操作。核容過程中放電電流基本維持I10大小，滿足電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程DL/T724-2000》核對(duì)性放電試驗(yàn)方法要求。整個(gè)核容過程與核容原理分析是一致的。

3 總結(jié)

提出并聯(lián)型直流電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線I10核容的原理，并根據(jù)理論分析搭建試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明并聯(lián)型直流電源系統(tǒng)自動(dòng)核容功能具備可實(shí)施性。并聯(lián)型直流電源系統(tǒng)自動(dòng)核容功能操作構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，進(jìn)一步提高了變電站蓄電池運(yùn)行可靠性，可以提前發(fā)現(xiàn)落后容量蓄電池，提高了維護(hù)人員工作效率。

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