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分析使用蓄电池在线均衡系统的必要性和蓄电池与直流系统的重要性

来源:汽车猎头网 时间:2018-06-01 作者:汽车猎头网 浏览量:

  摘要:变电站直流系统是十分重要的电源系统,是一个独立的电源,为电力系统的控制回路、信号回路、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠稳定的不间断电源,还为断路器的分、合闸提供操作电源。直流系统的可靠与否,对变电站的安全运行起着至关重要的作用,是保障变电站安全运行的决定条件之一。

  蓄电池与直流系统的重要性分析

  蓄电池是变电站内直流系统的重要组成部分,它的工作原理是将电池中的化学能与电能相互转换.一般情况下,蓄电池处于浮充状态,变电站的二次负荷由交流电源经过整流后提供直流电源.当交流系统发生故障失电后,直流系统才切换为蓄电池进行直接供电.如果蓄电池维护不当,在发生事故时不能提供电源,将可能引起事故范围扩大.现对直流系统进行介绍,重点分析蓄电池在直流系统中的作用,指出必须加强蓄电池的日常监测和维护.

蓄电池

  浅谈使用蓄电池在线均衡系统的必要性

  一、电力行业蓄电池组运行情况

  在发电厂、变电站、UPS系统等多种场合,重要设备与应急使用都必须保证不间断供电。蓄电池组是交流失电或其它事故时负荷唯一的能源供给,是保证不间断供电的关键设备。但由于蓄电池特性和目前维护技术的局限,蓄电池组无法均衡充电,不能准确在线监测,个别落后电池无法活化――种种问题给蓄电池组运行构成了重大的安全隐患。

  二、现蓄电池组运行中存在的一些技术缺陷

  目前,阀控密封铅酸蓄电池在各个发电厂、变电站得到广泛应用。有很多人称之为“免维护电池”。其实,这完全是一种理解的错误。阀控电池的出现,是为了避免开口式电池挥发的酸气对设备、人造成的伤害,同时也为了安装、运输方便。“免维护”,只是不再人工加液而已。实际上,阀控密封铅酸蓄电池存在着很多安全隐患:如由于汇流排和板栅遭到腐蚀,造成金属路径变窄而使电池内阻增加;由于安装时电池放置水平度不够,使得极柱受力变形而导致爬酸;由于浮充电压过高,加速正极板栅腐蚀速率和电池内气体的排放,导致干涸;由于环境温度高,使得电池内部温度升高,导致浮充电流增加,浮充电流增加加速电池内部温升,形成恶性循环,引起热失控等等。所有这些,均严重影响到蓄电池的安全运行。

  我们通常采用:一组串联的蓄电池组并接在充电机上,充电机供给蓄电池组一定的浮充电流。正是这种运行方式无法保证蓄电池的均衡充电。由于蓄电池组的端电压变化(变高或变低),而导致其它的蓄电池处于过充电或欠充电,过充电的蓄电池容量会迅速下降,欠充电的蓄电池会长期充电不足,内阻升高。

  传统的蓄电池组也会采用定时均充方式,目的是对蓄电池中的性能落后的蓄电池进行补偿性充电,恢复它的容量,殊不知这种充电方式往往把蓄电池组中好的蓄电池过充了。

  三、蓄电池组无法均衡充电的问题一直是电源运行的隐患

  (一)常常因为蓄电池组中某节电池过充或欠充,寿命大大降低。设计寿命为十年的蓄电池组,有的使用两三年就发现容量不足,内阻增大等问题而报废。

  (二)一组串联的蓄电池整组性能取决于状态最坏的那块电池。若某节电池端电压过低,容量减少,内阻增大,蓄电池组就处于危险的运行状态,不作处理电源随时可能瘫痪,引发事故。

  (三)无法对落后的电池在线活化,只能做到蓄电池定期的容量核对。

  四、蓄电池组在线均衡装置使用的必要性

  当前电源用户对蓄电池的性能评估一般采用整组电池核对性充放电和蓄电池单体电压巡检,不可否认核对性放电是一种验证电池性能最可靠的方法,但是进行这种类型的测试工作既复杂又费钱费力。

蓄电池

  当前浮充状态下的电压并不能真正反映蓄电池内在健康状况,通过测量蓄电池内阻来确定蓄电池的状态被证明是非常可靠的方法,因此蓄电池内阻测试已成为核对性放电测试的廉价补充或替代手段,是蓄电池维护中必备的,也是快捷有效的维护方法之一。

  现在蓄电池的使用已经非常普遍,对蓄电池进行准确快速地检测及维护也日益迫切。国内外大量实践证明,电压与容量无必然相关性,电压只是反映电池的表面参数。国际电工IEEE-1188-1996为蓄电池维护制订了“定期测试蓄电池内阻预测蓄电池寿命”的标准。中国信息产业部邮电产品质量检验中心也提出了蓄电池内阻的相关规范(见YD/T799-2002)。蓄电池内阻已被公认是判断蓄电池容量状况的决定性参数。

  内阻与容量的相关性是:当电池的内阻大于初始值(基值)的25%时,电池将无法通过容量测试。当电池的内阻大于初始值的2倍时,电池的容量将在其额定容量的80%以下。

  蓄电池在线均衡系统,是对直流系统充电机存在弊病的有益补充,解决了长期以来的直流系统蓄电池单体之间的不均衡充电问题。

  蓄电池在线均衡装置等同于为每一节电池提供一台充电机,通过先进的微机控制技术和电力技术,自动对蓄电池组中各单体电池在线均衡调节、控制,让每节蓄电池端电压、容量及内阻处于均衡值,防止单体电池过、欠充电,并对性能较弱的电池进行补充电及在线活化;可取代蓄电池巡检仪和在线内阻测试仪等产品。对降低投资成本、节能减排、实现经济可持续发展有着重要的推动作用。

  五、在线均衡系统的组成

  该系统由监控模块、均衡调节单元、电池测量单元、电池活化单元等组成。

  (1)监控单元:对系统进行计算分析,综合管理及通讯。

  (2)均衡调节单元:通过对各电池的均衡控制,达到使电池组均衡目的。

  (3)电池测量单元:对电池组各节电池的端电压、内阻、容量进行测量。

  (4)电池活化单元:采用脉冲式活化方式,消除极板硫酸盐结晶。

  六、在线均衡系统的功能

  (一)在线均衡功能

  蓄电池组在线均衡系统能在线均衡每节电池,使它们工作在相同的电压状态,防止蓄电池过充或欠充而导致蓄电池组快速老化,可自动对单节电池进行均衡调整,使各节电池的性能均衡一致,延长电池组使用寿命。

  (二)在线活化功能

  能对性能落后的单体电池进行在线活化,防止蓄电池因长期浮充电导致硫酸盐化,能延长蓄电池组的运行使用寿命两倍以上。

  (三)在线检测功能

  蓄电池组在线均衡系统还具有蓄电池内阻在线测试功能;蓄电池容量在线测试功能;蓄电池端电压巡检功能,可完全取代现有直流电源系统中的蓄电池容量检测仪和电压巡检仪,为蓄电池组优化运行提供了全面而完善的解决方案,大大提高了蓄电池设备运行的可靠性。

  七、蓄电池在线监控系统给用户带来的利益

  (一)可以随时监测蓄电池单体工作状态,可以每天甚至每小时监测上报蓄电池的工作状态,测试频繁密集,能及时发现蓄电池早期失效。

  (二)测试效率高,通过LAN口,对分布在各个不同基站蓄电池进行统一集中地监测,随时发现随机出现的蓄电池故障。

  (三)提高蓄电池设备的可靠性,确保设备与电网的安全运行。

  (四)延长电池的使用寿命两倍以上,减少因电池而造成的环境污染,符合国家对节能环保的要求,具有良好的社会经济效益及价值。

  (五)完全实现系统自动在线监测,不需要人工干涉,减少人力资本的投入。


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