關(guān)于整組中任意落后蓄電池免拆卸跨接旁路裝置防失壓裝置的應(yīng)用分析

韋俊年 陳舒婷 林春梅

摘 要：直流系統(tǒng)蓄電池組在長期運(yùn)行或放電檢測中不可避免發(fā)現(xiàn)單節(jié)或多節(jié)不相鄰落后電池，落后電池開路或容量太低內(nèi)阻過大會拉低電池組電壓，導(dǎo)致電池組無法正常帶載，在蓄電池組正常運(yùn)行過程中也會出現(xiàn)蓄電池故障導(dǎo)致整組蓄電池?zé)o法正常帶負(fù)荷運(yùn)行的情況。為解決拆卸該落后電池，再連接回路，拆卸過程復(fù)雜，極易發(fā)生短路或開路的問題。為了有效應(yīng)對上述問題，筆者所在單位開展了相應(yīng)的創(chuàng)新項(xiàng)目，進(jìn)行了創(chuàng)新研發(fā)，希望可以為相關(guān)專業(yè)人員提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng)蓄電池組;放電檢測;落后電池

前言

蓄電池有著直流電源系統(tǒng)“心臟”之稱，是確保設(shè)備正常運(yùn)行的最后一道防線，所以需對蓄電池進(jìn)行定期檢測維護(hù)或落后電池更換。現(xiàn)有維護(hù)方法，對蓄電池核容放電是最準(zhǔn)確的一種方式，但在核容放電時最常見現(xiàn)象為電池組中的落后蓄電池先到達(dá)過放電壓而造成停止放電。解決方式為拆除該節(jié)落后電池，用連接線將電池回路重新連接，或用“跨接寶”進(jìn)行短時間的過渡短接。這兩種方法均給現(xiàn)場操作中帶來了諸多不便及增加了工作時間。

當(dāng)在運(yùn)行中的蓄電池組如遇交流失電時，整個變電站的直流負(fù)荷將由電池組提供，如果電池組中有個別電池提前到達(dá)過放電壓，則將影響整組電池的容量，從而直接影響直流系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。為了提高核容放電的工作效率及提高直流系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，研制并開發(fā)了DJX-400整組中任意落后蓄電池免拆卸跨接旁路裝置防失壓裝置，不需停電便可直接隔離多節(jié)落后電池，使直流回路持續(xù)、不間斷供電，簡單方便快捷。

1目前存在的問題情況

當(dāng)直流系統(tǒng)蓄電池組出現(xiàn)多節(jié)不相鄰落后電池時，為防止落后電池開路或容量太低內(nèi)阻過大拉低電池組電壓，導(dǎo)致電池組無法帶載，同時還解決現(xiàn)場采用拆卸該節(jié)落后電池，再連接回路繼續(xù)放電，拆卸過程復(fù)雜，存在極大的安全風(fēng)險(xiǎn)，沒有安全有效的防護(hù)手段，所以需要研發(fā)一種裝置，可跨接一組電池組任意多節(jié)電池，不受位置影響，自動平衡單節(jié)和整組蓄電池電壓分配，保持整組電池電壓，不需拆卸電池并可長期在線運(yùn)行的裝置，而常見的跨接裝置只能跨接一節(jié)最多兩節(jié)和固定跨接電壓，只能解決相鄰電池跨接，而且由于是簡單的固定分壓了落后電池，容易造成電池的進(jìn)一步損壞和整組蓄電池放電結(jié)果的偏差，同時無監(jiān)護(hù)的大電流發(fā)熱造成現(xiàn)場操作安全隱患。

鑒于以上存在的主要問題，為了對流系統(tǒng)蓄電池組進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，本著保證作業(yè)人員及運(yùn)行設(shè)備安全和節(jié)約的原則，進(jìn)行裝置研究開發(fā)，使裝置能適用于各電壓等級的單體蓄電池，不拆卸電池而使整組電池正常放電，裝置能長期連續(xù)工作，連接可靠方便，徹底解決目前電池更換接續(xù)放電的安全風(fēng)險(xiǎn)，降低現(xiàn)場工作人員的工作強(qiáng)度和操作難度。擬解決如下問題：（1）解決單只或幾只落后電池任意位置不用拆卸可繼續(xù)正常放電的問題，避免常規(guī)跨接裝置的局限;（2）防止落后電池放電過程中開路造成母線失電的重大隱患;（3）解決由于落后電池影響整組蓄電池放電的持續(xù)進(jìn)行和數(shù)據(jù)，保證維護(hù)效果;（4）保護(hù)落后電池不造成進(jìn)一步損壞;（5）操作、接入和撤除簡單，保護(hù)功能完善，適應(yīng)現(xiàn)場條件和安全要求。

2 技術(shù)創(chuàng)新與開發(fā)

（1）方便快捷的接入，特別設(shè)計(jì)帶絕緣套的鉗夾可安全接入蓄電池端頭，避免短路、火花等安全隱患，方便了現(xiàn)場操作。

（2）研究一種嵌入式智能管理軟件，主控制邏輯由單片機(jī)功能完成，主要輸出由DC/DC單元模塊完成。能夠根據(jù)落后電池的電壓、容量和內(nèi)阻判斷接續(xù)電壓，經(jīng)內(nèi)部單片機(jī)運(yùn)算，得出單節(jié)平衡電壓和內(nèi)阻電流，控制輸出DC/DC單元模塊，自動平衡單節(jié)電壓和整組蓄電池的電壓分配，不會造成落后電池進(jìn)一步損壞和整組蓄電池放電容量的結(jié)果檢測。

（3）解決第一代產(chǎn)品只能解決相鄰電池跨接的局限，對于隨機(jī)出現(xiàn)的落后電池?zé)o特定位置要求，經(jīng)過取樣檢測分配均衡電壓點(diǎn)，補(bǔ)償各個位置的落后電池，適應(yīng)各種現(xiàn)場放電（出現(xiàn)一節(jié)、兩節(jié)乃至3節(jié)落后電池的狀況）。

（4）系統(tǒng)設(shè)計(jì)有過熱、短路、過流、開路智能報(bào)警功能，提醒人員不要在故障狀態(tài)下操作，而整組電壓的均衡和完善的自保護(hù)功能可以長期在線運(yùn)行，為維修更換創(chuàng)造更好條件。

3功能特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù)

3.1功能特點(diǎn)

不需要退出運(yùn)行中的蓄電池組，滿足在線隔離落后蓄電池，單節(jié)電池電壓等級為2V，（4V、6V、12V可選）。重量輕，攜帶方便，一人便可操作使用。安全可靠，多路配線及采用工業(yè)級電力測試夾，滿足現(xiàn)場對電池隔離操作要求。多路端口接入，根據(jù)現(xiàn)場要求自主選擇并對電池進(jìn)行隔離操作，可擴(kuò)展。操作簡單，裝置接入待隔離電池極柱兩端，即可完成電池的隔離操作，回路電流自動旁路至裝置，從而保證電池回路試驗(yàn)電流不間斷。裝置界面簡潔，多節(jié)電池獨(dú)立監(jiān)測，電壓/電流一體化顯示。裝置采用工程塑料外殼，堅(jiān)固可靠阻燃，絕緣性好，保證安全使用。

3.2技術(shù)參數(shù)

4操作流程及操作要領(lǐng)

4.1操作流程

電源輸入，本裝置供電電源為交/直流電兩用（AC220V或DC 110V～220V），正確接入電源線插接可靠。直流供電接線，電源線端按紅正、黑負(fù)夾接電池組的正負(fù)極，注意夾接可靠。確認(rèn)面板電源控制開關(guān)在關(guān)閉狀態(tài)（置○位）。確認(rèn)并標(biāo)識好待換電池，認(rèn)清極性。極性接反時可能產(chǎn)生打火現(xiàn)象，應(yīng)及時調(diào)整正負(fù)極性。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境及要求選擇合適的電池試驗(yàn)線，將電池試驗(yàn)線航空插頭一端與裝置后面板的任意航空插座可靠插接并擰緊。將紅色電力測試夾可靠夾接到待隔離電池的正極。將黑色電力測試夾可靠夾接到待隔離電池的負(fù)極。將面板電源控制開關(guān)置于“|”的位置（接通狀態(tài)電源控制開關(guān)指示燈被點(diǎn)亮），監(jiān)控儀表點(diǎn)亮。儀表顯示裝置輸出電壓、電流。裝置將自動按設(shè)定的電壓輸出并根據(jù)負(fù)荷變化自動輸出相應(yīng)電流（0～40A），放電電流或常態(tài)負(fù)荷電流將從本裝置流過，實(shí)現(xiàn)落后電池隔離操作。

4.2操作要領(lǐng)

本裝置專用于電池組中落后電池的隔離操作（最多可同時隔離三節(jié)），必須由專業(yè)人員操作（建議兩人共同完成，一人監(jiān)護(hù)一人操作）;本裝置不能接反，反接后可能產(chǎn)生打火現(xiàn)象;操作本裝置前請確認(rèn)需隔離的蓄電池的位置及正負(fù)極;為減少操作失誤，可增加相應(yīng)的安全措施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控;此裝置適用于2V/400AH（電流≤40A）以下的蓄電池。

結(jié) 語

綜上所述，本項(xiàng)目實(shí)施后首先解決了目前落后電池拉低整組容量的不安全隱患，使問題電池（開路和失效）不影響設(shè)備的安全運(yùn)行。使用該裝置后可使電池容量的檢測工作安全、有序、快捷的進(jìn)行，有效防止站內(nèi)失壓。本裝置適用于現(xiàn)有所有500kV、220kV、110kV、35kV變電站，操作方法簡單，成本低廉，易于推廣和普及使用。

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作者簡介：

韋俊年（1988-），男，工程師，技師，廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司北海供電局;

陳舒婷（1993-），女，助理工程師，高級工，廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司北海供電局;

林春梅（1991-），女，工程師，高級工，廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司北海供電局。