直流系統浮充電源損壞的原因分析及解決辦法

李 岐（大慶市油田總公司電力集團宏偉熱電廠，黑龍江 大慶 163000）

直流系統浮充電源損壞的原因分析及解決辦法

李 岐
（大慶市油田總公司電力集團宏偉熱電廠，黑龍江 大慶 163000）

摘 要：電力系統控制、動力直流蓄電池浮充電源經常損壞，給生產帶來無法挽回的損失。通過分析原因用簡單易行的方法來保證直流系統的供電可靠性。本文介紹了電力系統控制、動力直流蓄電池浮充電源經常損壞的原因和解決的辦法，利用簡單易行的方法來保證直流系統的供電可靠性。

關鍵詞：燒毀；蓄電池；電阻；模塊

我廠有1臺60MW、1臺50MW，1臺100MW 發電機組，一期220V 直流系統采用一、二組1600AH共104個 蓄電池組作為動力電源，二期為三組1500AH 共104個蓄電池組作為動力電源。每組充電電流為205A。在實際使用過程中，經常發生高頻整流充電模塊燒損情況。尤其是在系統故障啟動直流油泵的情況下，曾經發生過的事故分析，證實一般都是在啟動瞬間燒損。也有是在正常無負荷運行時燒損的，分析為模塊元器件質量問題。

1 燒損原因分析

為分析燒損原因，我們模擬實際進行實驗。由于運行條件的限制，并沒有啟動事故狀況下應該啟動的全部負載，只手動啟動運行電流最大的直流油泵進行實驗。實測穩定輸出后總輸出430A，蓄電池輸出電流190A，高頻整流充電模塊總輸出240A，蓄電池系統電壓降低到117V。啟動中燒損高頻整流充電模塊兩個，運行3 分鐘后又燒損一個。測試條件限制無法記錄每個高頻整流充電模塊在啟動時的準確輸出電流和蓄電池的瞬時電壓。在微機屏上檢查每個還在繼續運行的模塊的輸出電流，最大的與最小的相差6A。自動浮充裝置有最大浮充電流限制，我們設定為205A。

根據以上分析得出以下結果：最大浮充電流限制沒起作用；由于高頻整流充電模塊負荷特性不一致，在啟動瞬間部分調節特性陡的高頻整流充電模塊輸出電流超過額定輸出電流1-2 倍，導致該高頻整流充電模塊因過載燒損；然后繼續燒損下一個負荷特性特性較陡的高頻整流充電模塊，直到剩下的都是負荷特性較平緩的高頻整流充電模塊；元件質量有問題或者是元件參數選取余度小，造成3 分鐘后又燒損一個高頻整流充電模塊。

2 解決辦法

以發電廠220V 動力直流系統為例。

2.1 最大浮充電流限制不起作用問題，聯系生產廠家負責解決。

2.2 元件質量問題。廠家維修后的高頻整流充電模塊返回來后，要做好老化實驗。有機會最好全部進行老化實驗以嚴整高頻整流充電模塊的運行可靠性。利用第二組備用的自動浮充裝置，拔出所有高頻整流充電模塊，只插入一個維修后的高頻整流充電模塊進行至少10h老化實驗。將該組自動浮充裝置輸出接引到假負載上，自動浮充裝置最大浮充電流限制設定為20A，以20A 電流持續工作至少10h能保證運行正常方可投入使用，否則退回返修。

2.3 查找直流自動浮充裝置廠家資料，了解最大浮充電流限制是限制總的輸出電流還是分別直接限制每個高頻整流充電模塊的輸出電流。如果是直接限制每個高頻整流充電模塊的輸出電流，那么以下步驟不必進行，只要做好高頻整流充電模塊老化實驗就可以。如果是限制總的輸出電流，則要對每一個高頻整流充電模塊進行改進，即加裝均流限流電阻。此部分是本文的重點，下面著重介紹這一部分。

3 高頻整流充電模塊輸出回路改進

原理是在每個高頻整流充電模塊的輸出部分串聯均流電阻。但計算方法有一定的區別。要根據蓄電池在事故狀態下的實際數據進行計算，并在最惡劣的情況下保證事故負荷只由直流自動浮充裝置提供額定范圍內的部分，其余無論大小均由蓄電池來承擔。

計算需要蓄電池在事故狀態下帶全部事故負荷的數據。利用熱控事故啟動回路啟動事故負荷，記錄啟動瞬間的蓄電池最低電壓Ud，這里假設為210V；設蓄電池正常工作電壓為Ue，這里取220V；取每個高頻整流充電模塊的輸出電流為Ie，這里取20A。計算如下：

R=（Ue-Ud）/Ie=（220-210）/20=0.5Ω

電阻R 的功率要滿足要求，即實際功率Ps＞P=Ie×（Ue-Ud）=20×10= 200W。

取功率不小于200W，阻值為0.5Ω的無感電阻串聯在高頻整流充電模塊輸出后的回路上。安裝位置要保證散熱要求和安全要求。

注意電阻必須采用無感電阻，每個高頻整流充電模塊一個。在高頻整流充電模塊的輸出電流中含有很大的高頻成分，使用有感電阻會限制高頻整流充電模塊功能的發揮，甚至造成無輸出的嚴重后果。如果沒有無感電阻，可以用以下的方法自制：

用高頻整流充電模塊輸出電流的大小選取適當直徑的漆包電阻線，沒有也可用漆包銅線代替，但體積會很大。再計算或量出需要的長度，剪取后對折備用。電阻線對折處最好用焊錫焊一下以避免因彎折處阻值增大過熱。取一塊3mm～5mm的絕緣板，根據安裝位置和空間規劃出安裝固定孔、出線孔和繞線位置，把折好的電阻線以對折處為起點雙線并繞，最后引出的電阻線的兩個端頭固定好即可。

將自制的無感電阻固定穩妥，出線串聯在高頻整流充電模塊輸出至電纜之間就完成了整個改進工作。

結語

改進后對直流系統的運行沒有任何影響，但會引起蓄電池核對性充放電的充電過程提前由充電狀態改為浮充狀態，延長充電過程0.5h～2h。如果希望恢復原來的充電特性可以在每個無感電阻兩端并聯一個開關或刀閘，正常運行時斷開，核對性充電時投入。從而有效的保證直流系統的供電可靠性。本人通過觀察和思考，結合實際情況提出了對這些問題進行改進的一些看法。因水平有限，不足之處， 請各位專家指正。

參考文獻

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中圖分類號：TM91

文獻標識碼：A