關于整組中任意落后蓄電池免拆卸跨接旁路裝置防失壓裝置的應用分析

韋俊年 陳舒婷 林春梅

摘 要：直流系統蓄電池組在長期運行或放電檢測中不可避免發現單節或多節不相鄰落后電池，落后電池開路或容量太低內阻過大會拉低電池組電壓，導致電池組無法正常帶載，在蓄電池組正常運行過程中也會出現蓄電池故障導致整組蓄電池無法正常帶負荷運行的情況。為解決拆卸該落后電池，再連接回路，拆卸過程復雜，極易發生短路或開路的問題。為了有效應對上述問題，筆者所在單位開展了相應的創新項目，進行了創新研發，希望可以為相關專業人員提供借鑒與參考。

關鍵詞：直流系統蓄電池組;放電檢測;落后電池

前言

蓄電池有著直流電源系統“心臟”之稱，是確保設備正常運行的最后一道防線，所以需對蓄電池進行定期檢測維護或落后電池更換?，F有維護方法，對蓄電池核容放電是最準確的一種方式，但在核容放電時最常見現象為電池組中的落后蓄電池先到達過放電壓而造成停止放電。解決方式為拆除該節落后電池，用連接線將電池回路重新連接，或用“跨接寶”進行短時間的過渡短接。這兩種方法均給現場操作中帶來了諸多不便及增加了工作時間。

當在運行中的蓄電池組如遇交流失電時，整個變電站的直流負荷將由電池組提供，如果電池組中有個別電池提前到達過放電壓，則將影響整組電池的容量，從而直接影響直流系統運行的安全性。為了提高核容放電的工作效率及提高直流系統運行的安全性，研制并開發了DJX-400整組中任意落后蓄電池免拆卸跨接旁路裝置防失壓裝置，不需停電便可直接隔離多節落后電池，使直流回路持續、不間斷供電，簡單方便快捷。

1目前存在的問題情況

當直流系統蓄電池組出現多節不相鄰落后電池時，為防止落后電池開路或容量太低內阻過大拉低電池組電壓，導致電池組無法帶載，同時還解決現場采用拆卸該節落后電池，再連接回路繼續放電，拆卸過程復雜，存在極大的安全風險，沒有安全有效的防護手段，所以需要研發一種裝置，可跨接一組電池組任意多節電池，不受位置影響，自動平衡單節和整組蓄電池電壓分配，保持整組電池電壓，不需拆卸電池并可長期在線運行的裝置，而常見的跨接裝置只能跨接一節最多兩節和固定跨接電壓，只能解決相鄰電池跨接，而且由于是簡單的固定分壓了落后電池，容易造成電池的進一步損壞和整組蓄電池放電結果的偏差，同時無監護的大電流發熱造成現場操作安全隱患。

鑒于以上存在的主要問題，為了對流系統蓄電池組進行創新和優化，本著保證作業人員及運行設備安全和節約的原則，進行裝置研究開發，使裝置能適用于各電壓等級的單體蓄電池，不拆卸電池而使整組電池正常放電，裝置能長期連續工作，連接可靠方便，徹底解決目前電池更換接續放電的安全風險，降低現場工作人員的工作強度和操作難度。擬解決如下問題：（1）解決單只或幾只落后電池任意位置不用拆卸可繼續正常放電的問題，避免常規跨接裝置的局限;（2）防止落后電池放電過程中開路造成母線失電的重大隱患;（3）解決由于落后電池影響整組蓄電池放電的持續進行和數據，保證維護效果;（4）保護落后電池不造成進一步損壞;（5）操作、接入和撤除簡單，保護功能完善，適應現場條件和安全要求。

2 技術創新與開發

（1）方便快捷的接入，特別設計帶絕緣套的鉗夾可安全接入蓄電池端頭，避免短路、火花等安全隱患，方便了現場操作。

（2）研究一種嵌入式智能管理軟件，主控制邏輯由單片機功能完成，主要輸出由DC/DC單元模塊完成。能夠根據落后電池的電壓、容量和內阻判斷接續電壓，經內部單片機運算，得出單節平衡電壓和內阻電流，控制輸出DC/DC單元模塊，自動平衡單節電壓和整組蓄電池的電壓分配，不會造成落后電池進一步損壞和整組蓄電池放電容量的結果檢測。

（3）解決第一代產品只能解決相鄰電池跨接的局限，對于隨機出現的落后電池無特定位置要求，經過取樣檢測分配均衡電壓點，補償各個位置的落后電池，適應各種現場放電（出現一節、兩節乃至3節落后電池的狀況）。

（4）系統設計有過熱、短路、過流、開路智能報警功能，提醒人員不要在故障狀態下操作，而整組電壓的均衡和完善的自保護功能可以長期在線運行，為維修更換創造更好條件。

3功能特點及技術參數

3.1功能特點

不需要退出運行中的蓄電池組，滿足在線隔離落后蓄電池，單節電池電壓等級為2V，（4V、6V、12V可選）。重量輕，攜帶方便，一人便可操作使用。安全可靠，多路配線及采用工業級電力測試夾，滿足現場對電池隔離操作要求。多路端口接入，根據現場要求自主選擇并對電池進行隔離操作，可擴展。操作簡單，裝置接入待隔離電池極柱兩端，即可完成電池的隔離操作，回路電流自動旁路至裝置，從而保證電池回路試驗電流不間斷。裝置界面簡潔，多節電池獨立監測，電壓/電流一體化顯示。裝置采用工程塑料外殼，堅固可靠阻燃，絕緣性好，保證安全使用。

3.2技術參數

4操作流程及操作要領

4.1操作流程

電源輸入，本裝置供電電源為交/直流電兩用（AC220V或DC 110V～220V），正確接入電源線插接可靠。直流供電接線，電源線端按紅正、黑負夾接電池組的正負極，注意夾接可靠。確認面板電源控制開關在關閉狀態（置○位）。確認并標識好待換電池，認清極性。極性接反時可能產生打火現象，應及時調整正負極性。根據現場環境及要求選擇合適的電池試驗線，將電池試驗線航空插頭一端與裝置后面板的任意航空插座可靠插接并擰緊。將紅色電力測試夾可靠夾接到待隔離電池的正極。將黑色電力測試夾可靠夾接到待隔離電池的負極。將面板電源控制開關置于“|”的位置（接通狀態電源控制開關指示燈被點亮），監控儀表點亮。儀表顯示裝置輸出電壓、電流。裝置將自動按設定的電壓輸出并根據負荷變化自動輸出相應電流（0～40A），放電電流或常態負荷電流將從本裝置流過，實現落后電池隔離操作。

4.2操作要領

本裝置專用于電池組中落后電池的隔離操作（最多可同時隔離三節），必須由專業人員操作（建議兩人共同完成，一人監護一人操作）;本裝置不能接反，反接后可能產生打火現象;操作本裝置前請確認需隔離的蓄電池的位置及正負極;為減少操作失誤，可增加相應的安全措施進行風險管控;此裝置適用于2V/400AH（電流≤40A）以下的蓄電池。

結 語

綜上所述，本項目實施后首先解決了目前落后電池拉低整組容量的不安全隱患，使問題電池（開路和失效）不影響設備的安全運行。使用該裝置后可使電池容量的檢測工作安全、有序、快捷的進行，有效防止站內失壓。本裝置適用于現有所有500kV、220kV、110kV、35kV變電站，操作方法簡單，成本低廉，易于推廣和普及使用。

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作者簡介：

韋俊年（1988-），男，工程師，技師，廣西電網有限責任公司北海供電局;

陳舒婷（1993-），女，助理工程師，高級工，廣西電網有限責任公司北海供電局;

林春梅（1991-），女，工程師，高級工，廣西電網有限責任公司北海供電局。