馮敬文 廣東粵電湛江生物質(zhì)發(fā)電有限公司 廣東湛江 524300

電廠蓄電池直流系統(tǒng)故障分析與改進(jìn)

馮敬文 廣東粵電湛江生物質(zhì)發(fā)電有限公司 廣東湛江 524300

直流系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，普遍存在蓄電池老化、電池監(jiān)控技術(shù)落后、充電方式存在缺陷等問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題，本文提出了改進(jìn)監(jiān)控設(shè)計(jì)、采用均衡充電、利用分布式思想重新設(shè)計(jì)接線方案三條措施，提升系統(tǒng)運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性。

直流系統(tǒng)；蓄電池；改進(jìn)

0　引言

隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，設(shè)備水平的不斷提高，電廠直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，電源容量也是在不斷的增加。但是由于受到工作環(huán)境、維護(hù)不當(dāng)?shù)榷喾矫嬉蛩氐挠绊?，在一定程度上限制了蓄電池組的使用壽命，使得蓄電池的使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于其設(shè)計(jì)壽命，對(duì)直流系統(tǒng)產(chǎn)生較大消極影響，并最終對(duì)電廠安全帶來(lái)極大安全隱患。針對(duì)直流系統(tǒng)在工作過(guò)程中所面臨的問(wèn)題，本文結(jié)合直流系統(tǒng)實(shí)際工作環(huán)境對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，提升系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定行，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1　蓄電池直流電源系統(tǒng)存在故障

1.1蓄電池老化

廠家在購(gòu)買(mǎi)蓄電池時(shí)，受到蓄電池商家誤導(dǎo)，工作人員不能夠正確認(rèn)識(shí)免維護(hù)蓄電池，盲目的認(rèn)為電池不需要維修和維護(hù)，導(dǎo)致在電池在工作過(guò)程中，長(zhǎng)期沒(méi)有受到工作人員檢查和維護(hù)，工作人員也不能夠及時(shí)掌握蓄電池的工作狀態(tài)和性能狀況，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，造成蓄電池嚴(yán)重老化，電池容量急劇降低，影響斷路器正常工作，對(duì)直流系統(tǒng)的安全工作埋下隱患。

而且在直流系統(tǒng)中，蓄電池組一般采用串聯(lián)的形式連接，但是在不斷的充放電過(guò)程中，各個(gè)單個(gè)蓄電池的化學(xué)成分的差異以及工作歷史的不同將會(huì)擴(kuò)大電池的不一致性，造成電池容量的不同。這樣在同一充放電的條件下，由于單個(gè)蓄電池的過(guò)充或者欠充而出現(xiàn)失效的現(xiàn)象，進(jìn)而對(duì)整個(gè)蓄電池組的正常工作以及壽命造成影響。

1.2蓄電池監(jiān)控技術(shù)落后

目前蓄電池檢測(cè)系統(tǒng)落后，只能夠?qū)π铍姵氐碾娏俊㈦娏鬟M(jìn)行檢測(cè)，而對(duì)于單體蓄電池的內(nèi)部?jī)?nèi)阻、運(yùn)行溫度不能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)，沒(méi)有報(bào)警功能。特別是在蓄電池工作的過(guò)程中，不能夠?qū)π铍姵氐娜萘窟M(jìn)行精確檢測(cè)，這樣會(huì)導(dǎo)致蓄電池在供電過(guò)程中可能不能夠按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求給一些重要設(shè)備持續(xù)供電，給系統(tǒng)安全下隱患。

1.3直流系統(tǒng)充電方式存在問(wèn)題

目前采用的充電方式有恒壓充電、恒流充電以及按電池最大能力充電三種方式。其中，恒壓充電方式是采用恒定電壓的方式充電，其優(yōu)點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)，方便控制，但是由于所使用的電池一般內(nèi)阻較小，導(dǎo)致電池內(nèi)部活性物質(zhì)脫落，蓄電池溫度急劇升高，對(duì)電池傷害大；恒流充電方式充電效率低、能耗高，控制復(fù)雜難度大。按電池最大能力充電能夠既能夠滿足充電效率，又能夠?qū)﹄姵仄鸬綐O好的保護(hù)作用，但是實(shí)際應(yīng)用難度極大，只存在理論可能性。

1.4直流系統(tǒng)接線方式存在問(wèn)題

目前，直流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，其在工廠的分布也是更加的廣泛，包括循環(huán)水流系統(tǒng)、燃料直流系統(tǒng)等，而且每一個(gè)直流系統(tǒng)可能又包含多個(gè)直流分配屏，導(dǎo)致出現(xiàn)直流接地現(xiàn)象時(shí)，難易查找。而且系統(tǒng)絕緣裝置的現(xiàn)場(chǎng)效果有限，當(dāng)出現(xiàn)接地時(shí)，只能夠檢測(cè)到報(bào)警信號(hào)，而不能夠?qū)崿F(xiàn)精確定位。

1.5直流系統(tǒng)接地故障

在實(shí)際直流系統(tǒng)運(yùn)行中，由于人為、自然以及氣候等因素的干擾，發(fā)生絕緣老化、直流電源與外殼發(fā)生接觸等現(xiàn)象，造成導(dǎo)致直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障。接故障是直流系統(tǒng)中最常見(jiàn)故障，對(duì)直流系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的潛在的威脅。

2　直流系統(tǒng)常見(jiàn)故障的解決方法及措施

2.1蓄電池技術(shù)方案改進(jìn)

針對(duì)目前蓄電池存在監(jiān)控不足、不能夠?qū)﹄姵氐恼w狀況進(jìn)行有效評(píng)估的缺陷，可利用嵌入式技術(shù)設(shè)計(jì)一種新的蓄電池在線監(jiān)控裝置，能夠?qū)崟r(shí)的對(duì)蓄電池工作狀況進(jìn)行檢測(cè)，獲取蓄電池在工作狀態(tài)下的各種數(shù)據(jù)。

針對(duì)蓄電池組中的蓄電池特性不一致而導(dǎo)致縮短蓄電池壽命的問(wèn)題，可采用均衡充電的方式解決。所謂的均衡充電就是指在充電是指通過(guò)設(shè)計(jì)電路，對(duì)單體充電的蓄電池的充電情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z測(cè)控制，保證單個(gè)蓄電池的充電容量會(huì)根據(jù)充電的過(guò)程而趨于平衡，保證每個(gè)單體電池充電容量達(dá)到最大而又不至于過(guò)沖。均衡充電能夠很好的消除串聯(lián)蓄電池組不一致性所帶來(lái)的影響，提升直流系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性與可靠性。

2.2針對(duì)直流系統(tǒng)接線方式的改進(jìn)

針對(duì)現(xiàn)有的接線方式，可采用分布式思想，根據(jù)發(fā)電廠、變電站設(shè)備的重要性進(jìn)行劃分，然后分區(qū)域進(jìn)行布線。分布式布線的原理在布線的時(shí)候設(shè)計(jì)DCDC模塊，將電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)隔離開(kāi)來(lái)，這樣可以使得一、二次之間沒(méi)有電的聯(lián)系，消除了由于絕緣降低或者是負(fù)荷側(cè)接地而對(duì)直流系統(tǒng)造成的影響，同時(shí)也減少故障縮小范圍，便于查找。

3　結(jié)束語(yǔ)

蓄電池直流系統(tǒng)不僅能夠給重要設(shè)備、斷路器和保護(hù)電路等提供電源支持，而且當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，還能夠作為安全照明電源使用，保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。但是在實(shí)際直流運(yùn)行過(guò)程中，普遍存在蓄電池老化、電池監(jiān)控技術(shù)落后、充電方式存在缺陷等問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題，本文提出了三條改進(jìn)措施，首先是設(shè)計(jì)一種新的監(jiān)控方案，利用嵌入式技術(shù)，實(shí)時(shí)的對(duì)電池組的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，其次是采用均衡充電方式對(duì)蓄電池組進(jìn)行供電，最后是改變現(xiàn)有接線方式，采用分布式思想重新布線。通過(guò)以上措施，對(duì)現(xiàn)有的直流系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，以期待在工作過(guò)程中降低系統(tǒng)故障率，提高系統(tǒng)安全可靠性。

［1］直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行管理中的若干問(wèn)題探討［J］.電氣傳動(dòng)自動(dòng)化，2015（2）：27-30。

［2］孟榮愛(ài).基于ARM的蓄電池監(jiān)測(cè)儀的研制［D］.山東：山東輕工業(yè)學(xué)院， 2012.

［3］李紫涵.基于ARM7的蓄電池內(nèi)阻檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.北京：華北電力大學(xué)，2013.

［4］陶瑜，龍英，韓偉.高壓直流輸電控制保護(hù)技術(shù)發(fā)展的探討［J］.電力建設(shè)，2008，29（ 1） ： 17- 21.