蓄電池充放電安全控制系統的設計

2018-02-06 03:05:41龍徐

機電信息 2018年3期

龍徐

（廣東電網有限責任公司陽江供電局，廣東陽江529500）

0 引言

閥控式密封鉛酸蓄電池體積小、容量大、安裝簡便，目前在變電站中普遍應用。根據蓄電池維護規程，需定期對蓄電池做核對性放電實驗。一般情況下，這種蓄電池安全性很高，不過隨著蓄電池運行年限的變長，個別蓄電池性能會下降，在核容充放電實驗過程中，存在蓄電池爆炸的風險。如在某次蓄電池充放電工作中，通電幾秒內蓄電池就冒黑煙，現場四個人同時使用滅火器才將火勢控制住。對于這種危險的情況，如果沒有預防技術措施，一旦惡化，后果不堪設想。

本文設計了一種蓄電池充放電安全控制系統，針對蓄電池在充放電過程中可能出現危險的問題，在發生緊急情況后自動斷開充放電回路，實現對作業現場安全的保障。

1 蓄電池充放電安全控制系統的工作原理

蓄電池起火的特點有以下幾點：第一，起火迅速突然；第二，著火時設備帶電；第三，伴隨高溫、高熱和濃煙。當蓄電池著火后，須迅速斷掉電源，以防止事故進一步擴大。目前蓄電池充放電實驗過程中對蓄電池著火的風險控制并沒有專門的技術措施，而是靠人工斷電，這樣便存在三個問題：一是人員在突發情況下容易驚慌失措，可能忘記斷電，在滅火過程中有發生觸電的危險；二是人速度有限，不能立即斷電；三是蓄電池爆炸時會產生高溫高熱，人員宜立即遠離現場。蓄電池充放電安全控制系統需實現蓄電池起火后自動斷電的功能，以確保人員和設備安全。本系統利用傳感器檢測蓄電池起火后的高溫、濃煙、過流信號，當發現異常時自動斷開充放電回路，實現預期目標。

2 蓄電池充放電安全控制系統的硬件結構

2.1 直流斷路器

直流斷路器的作用是串聯在充放電回路中，一旦收到異常的開入量信號，則自動斷開充放電回路。直流斷路器選用塑料外殼式斷路器，使用VJC消弧系統技術，具有體積小、分斷高、飛弧短、全功能、抗振動的特點，適用于電壓DC 440 V及以下的電路，作不頻繁轉換和電動機不頻繁起動之用。同時，直流斷路器具有過載、短路保護功能，能保護線路及電源設備不受損壞，配合分勵脫扣器，就可實現外部信號開入后自動跳閘的功能，即將外部高溫、濃煙、過流信號開入給分勵脫扣器后，由直流斷路器將蓄電池充放電回路斷開。直流斷路器如圖1所示。

2.2 溫度傳感器

考慮到蓄電池體積較大，應采用更能夠感應較大范圍的紅外傳感器模塊。本設計選用LHI778探頭，其具有可靠性高、靈敏性強的特點，能夠在超低電壓模式下工作。溫度傳感器模塊如圖2所示。

圖1 直流斷路器

圖2 溫度傳感器模塊

溫度傳感器模塊采用雙源探頭，當探頭感應到紅外光譜發生變化時，雙源探頭則會感應到差值，差值越大，傳感器靈敏度越高。在蓄電池殼體溫度由常溫變為高溫的過程中，其紅外光譜會發生明顯變化，因此可以由雙源探頭的紅外傳感器感應到。當傳感器感應到蓄電池紅外光譜發生變化后，則自動吸合繼電器，該繼電器引入外部信號電源，向直流斷路器的分勵脫扣器發出跳閘命令。因此，當蓄電池的溫度發生突然變化時，該傳感器會自動發出跳閘命令，使得直流斷路器斷開蓄電池充放電回路。