一種新型多功能直流蓄電池接線盒

章宏++王茂華++葛志強++周澤民

摘 要：目前，電力控制系統的二次直流系統主要采用的是蓄電池供電。由于變電站直流系統蓄電池在運行過程中會因制造工藝、現場運行條件及運行時間的增長，蓄電池供電出現故障，導致電力設施損壞、直流系統故障、事故擴大至電網故障，甚至造成人身傷亡等事故，給國家財產及電網企業帶來巨大損失，因此，需要對運行蓄電池組中的單個、多個故障電池或者整組電池進行更換。該文介紹一種可判斷接線極性，帶有聲光報警，還有電流、電壓顯示，裝有多個快速接線柱的接線盒。

關鍵詞：新型 多功能 蓄電池 接線盒

中圖分類號：TM912 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）03（b）-0079-02

作為整個直流電源系統為設備網絡提供電源保障的最后一道防線，變電站直流系統中的蓄電池組的重要性不言而喻。蓄電池一旦運行維護不到位，會給電網安全穩定運行帶來潛在的風險。因為在變電站占用電源造成停電情況下，其極易造成電網事故。為保障電網安全穩定運行，則需要對運行蓄電池組中的單個、多個故障電池或者整組電池進行更換。

1 目前常用的蓄電池接線盒存在的問題

（1）接線盒（內部為二極管）在接入蓄電池前需分清正反極，并對待換蓄電池的極性進行人為判斷，然后接入，如果接錯會造成蓄電池短路（短路直流電流為200～400 A，一般電焊機交流電流在120～200 A左右），且蓄電池層間空間很低，容易造成直流系統接地，可能引起直流系統電壓劇烈波動，導致變電站設備燒損或者保護動作跳閘。

（2）接入后也不能實時反映接入情況，需一人用直流鉗一直夾著回路，監視回路電源通斷。

（3）在更換整組蓄電池時，并入臨時蓄電池組過程中，由于蓄電池熔斷器在屏柜下方，與屏柜本體位置很近，且熔斷器接線頭較寬，臨時蓄電池接線夾在接入時，不能一次夾緊及接入，需反復改變方向試夾，找到最穩定位置，兩組電池由于電壓差反復接觸會出現打火及直流系統電壓波動，會對直流系統控制單元、測控原件造成影響及損壞。

（4）由于核容儀接線分為電流電壓接線夾，總共4個夾子，在核容時熔斷器下方經常不能提供足夠位置同時夾住4個夾子，并影響蓄電池組斷開。

（5）接線盒正負極出線不用時不能拆除，不方便搬運及保存，電線暴露在外，在搬運時容易壓破皮且容易散亂，造成觸電及設備風險。

2 新型多功能直流蓄電池接線盒的優點

新型多功能直流蓄電池接線盒是針對現有技術的不足，提供的一種設有多個快速接線柱的多功能直流蓄電池接線盒，其可判斷接線極性，帶有聲光報警，還具有電流、電壓顯示功能。優點總結如下。

（1）降低了工作人員在帶電運行設備中檢修的風險。

（2）提高工作效率，通過顯示屏實時顯示電流，減少了一個專門鉗電流的人員，降低了人力、物力，實現了工作的高效減負。

（3）在直流系統蓄電池檢修過程中，降低了直流負荷變電站自動化及保護設備的運行風險。

3 實現新型多功能直流蓄電池接線盒的技術方案

多功能直流蓄電池接線盒，包括接線盒，其內部設有一組測試回路，主通回路，兩個并聯多頭快速接線柱以及顯示回路。

測試回路的正負極出線與接線盒的正負極出線并行；還設有聲光報警器與測試回路串聯。

測試回路的正負極出線與主通回路的正負極出線并行且電氣獨立。

主通回路的正負極各有兩個直流快速接線柱，并在其回路中串入一個電流分流器，增加顯示回路與分流器并聯。

顯示回路與顯示屏連接，顯示屏對通過主通回路的電流參數進行顯示，實時監測在線蓄電池組是否中斷工作。

所述兩個并聯多頭快速接線柱，其作用如下。

（1）把屏柜下部總熔斷器上端的電源引至接線盒，由于此時接線盒快速接頭未并入臨時蓄電池，所以，在操作時避免了打火及電壓不穩情況。

（2）蓄電池核容時向核容儀提供多個接線柱，滿足測試夾子采樣。

（3）可以方便拆除接線盒出線，把線路收回放入裝置內部，保護接線盒引線，方便搬運。

所述測試回路的功能就是在用主通回路跨接損壞故障蓄電池前，先用測試回路同極性對故障蓄電池兩極進行試接，極性接反時，有聲光報警，提醒工作人員位置錯誤。

4 硬件詳解

新型多功能直流蓄電池接線盒包括接線盒、測試回路、主通回路、顯示屏、接線柱、故障蓄電池、核容儀、待核容蓄電池組、臨時蓄電池組。結構示意圖如圖1所示。

5 新型多功能直流蓄電池接線盒幾種常用使用方法介紹

5.1 應用新型多功能直流蓄電池接線盒更換故障蓄電池

故障蓄電池在經測試后，確定為不合格電池，為對運行中的蓄電池進行不停電更換，需對故障蓄電池進行跨接，并保持主回路通路。

作業流程如下。

第一步：確定故障蓄電池前后電池位置。

第二步：為保證跨接障蓄電池前后電池不發生短路，需將障蓄電池前電池正極接至接線盒主通回路的負極，將障蓄電池后電池負極接至接線盒主通回路的正極。

第三步：為防止跨接時接錯線，接線前需用測試回路對障蓄電池前后電池待接極柱進行測試。

第四步：通過跨接，隔離出故障電池后拆除，并在作業過程中實時對流過蓄電池組的電流進行實時顯示，掌握跨接電路是否正常工作。

5.2 應用新型多功能直流蓄電池接線盒對整組待核容蓄電池組進行核容試驗

在對110 kV變電站進行核容前，需在待核容蓄電池組保險下部負荷側并聯一組同極聯接的臨時蓄電池組后，拉開熔斷器，隔離出待核容蓄電池組，由于熔斷器位置狹窄，并靠近屏柜，熔斷器體積大小不一導致其下部接觸面積小，且周圍空間窄，蓄電池核容儀接線夾多，造成接線困難，反復接線過程中容易造成打火，松脫碰及屏柜接地的可能。

作業流程如下。

第一步：采用兩根一頭為快速接線頭，另一頭為直流接線夾的直流線，根據極性，快速接線頭一側先接在接線盒內并聯多頭快速接線柱，接線夾一頭接在相應蓄電池熔斷器上部。

第二步：從核容儀接線處引至接線盒兩根放電電纜及兩根測電壓電纜，并接于多頭接線柱處，達到擴充接線的目的，達到了一次接好、接緊，避免了打火及脫線的可能。

6 結語

為提升變電站直流系統蓄電池更換流程水平，提高工作效率，降低安全風險，針對現有的蓄電池接線盒缺點，研制出的新型多功能直流蓄電池接線盒是一種可判斷接線極性，帶有聲光報警，還有電流、電壓顯示，裝有多個快速接線柱的接線盒。此種新型多功能直流蓄電池接線盒可提高工作效率，通過實時顯示的電流，實現了工作的高效減負。降低了直流系統蓄電池檢修過程中變電站自動化及保護設備的運行風險，保障電網的安全穩定運行。

參考文獻

[1] 金豫杰.蓄電池維護技術在二次直流系統中的應用研究[D].廣西大學，2013.

[2] 蘇德江.基于磷酸鐵鋰蓄電池變電站直流電源系統應用研究[D].昆明理工大學，2015.