電廠蓄電池直流系統(tǒng)故障分析與改進

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

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)運行過程中，普遍存在蓄電池老化、電池監(jiān)控技術落后、充電方式存在缺陷等問題，針對這些問題，本文提出了改進監(jiān)控設計、采用均衡充電、利用分布式思想重新設計接線方案三條措施，提升系統(tǒng)運行可靠性與穩(wěn)定性。

直流系統(tǒng)；蓄電池；改進

0　引言

隨著技術不斷進步，設備水平的不斷提高，電廠直流系統(tǒng)設計越來越復雜，電源容量也是在不斷的增加。但是由于受到工作環(huán)境、維護不當?shù)榷喾矫嬉蛩氐挠绊懀谝欢ǔ潭壬舷拗屏诵铍姵亟M的使用壽命，使得蓄電池的使用壽命遠遠的低于其設計壽命，對直流系統(tǒng)產(chǎn)生較大消極影響，并最終對電廠安全帶來極大安全隱患。針對直流系統(tǒng)在工作過程中所面臨的問題，本文結合直流系統(tǒng)實際工作環(huán)境對系統(tǒng)進行技術改造，提升系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定行，保證電網(wǎng)的安全運行，提高社會經(jīng)濟效益和社會效益。

1　蓄電池直流電源系統(tǒng)存在故障

1.1蓄電池老化

廠家在購買蓄電池時，受到蓄電池商家誤導，工作人員不能夠正確認識免維護蓄電池，盲目的認為電池不需要維修和維護，導致在電池在工作過程中，長期沒有受到工作人員檢查和維護，工作人員也不能夠及時掌握蓄電池的工作狀態(tài)和性能狀況，經(jīng)過一段時間，造成蓄電池嚴重老化，電池容量急劇降低，影響斷路器正常工作，對直流系統(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程中，各個單個蓄電池的化學成分的差異以及工作歷史的不同將會擴大電池的不一致性，造成電池容量的不同。這樣在同一充放電的條件下，由于單個蓄電池的過充或者欠充而出現(xiàn)失效的現(xiàn)象，進而對整個蓄電池組的正常工作以及壽命造成影響。

1.2蓄電池監(jiān)控技術落后

目前蓄電池檢測系統(tǒng)落后，只能夠對蓄電池的電量、電流進行檢測，而對于單體蓄電池的內(nèi)部內(nèi)阻、運行溫度不能夠實時檢測，沒有報警功能。特別是在蓄電池工作的過程中，不能夠對蓄電池的容量進行精確檢測，這樣會導致蓄電池在供電過程中可能不能夠按照系統(tǒng)設計的要求給一些重要設備持續(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)點是容易實現(xiàn)，方便控制，但是由于所使用的電池一般內(nèi)阻較小，導致電池內(nèi)部活性物質(zhì)脫落，蓄電池溫度急劇升高，對電池傷害大；恒流充電方式充電效率低、能耗高，控制復雜難度大。按電池最大能力充電能夠既能夠滿足充電效率，又能夠對電池起到極好的保護作用，但是實際應用難度極大，只存在理論可能性。

1.4直流系統(tǒng)接線方式存在問題

目前，直流網(wǎng)絡系統(tǒng)越來越復雜，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，而且每一個直流系統(tǒng)可能又包含多個直流分配屏，導致出現(xiàn)直流接地現(xiàn)象時，難易查找。而且系統(tǒng)絕緣裝置的現(xiàn)場效果有限，當出現(xiàn)接地時，只能夠檢測到報警信號，而不能夠實現(xiàn)精確定位。

1.5直流系統(tǒng)接地故障

在實際直流系統(tǒng)運行中，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)中最常見故障，對直流系統(tǒng)的正常運行帶來嚴重的潛在的威脅。

2　直流系統(tǒng)常見故障的解決方法及措施

2.1蓄電池技術方案改進

針對目前蓄電池存在監(jiān)控不足、不能夠對電池的整體狀況進行有效評估的缺陷，可利用嵌入式技術設計一種新的蓄電池在線監(jiān)控裝置，能夠實時的對蓄電池工作狀況進行檢測，獲取蓄電池在工作狀態(tài)下的各種數(shù)據(jù)。

針對蓄電池組中的蓄電池特性不一致而導致縮短蓄電池壽命的問題，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設計電路，對單體充電的蓄電池的充電情況進行適當?shù)臋z測控制，保證單個蓄電池的充電容量會根據(jù)充電的過程而趨于平衡，保證每個單體電池充電容量達到最大而又不至于過沖。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針對直流系統(tǒng)接線方式的改進

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

3　結束語

蓄電池直流系統(tǒng)不僅能夠給重要設備、斷路器和保護電路等提供電源支持，而且當發(fā)生意外時，還能夠作為安全照明電源使用，保證電力系統(tǒng)正常運行。但是在實際直流運行過程中，普遍存在蓄電池老化、電池監(jiān)控技術落后、充電方式存在缺陷等問題，針對這些問題，本文提出了三條改進措施，首先是設計一種新的監(jiān)控方案，利用嵌入式技術，實時的對電池組的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，其次是采用均衡充電方式對蓄電池組進行供電，最后是改變現(xiàn)有接線方式，采用分布式思想重新布線。通過以上措施，對現(xiàn)有的直流系統(tǒng)進行改進，以期待在工作過程中降低系統(tǒng)故障率，提高系統(tǒng)安全可靠性。

［1］直流系統(tǒng)設計及運行管理中的若干問題探討［J］.電氣傳動自動化，2015（2）：27-30。

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