变电站蓄电池组在线监测均衡系统问题分析及改进

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1、变电站蓄电池组在线监测均衡系统问题分析及改进（1国网上海金山供电公司；2浙江科畅电子有限公司）摘要：直流系统蓄电池巡检仪经常发牛.故障并触发NCS及DCS系统误报，影响主控人员及现场操作人员对故障的判断。木文针对该故障的原因进行分析，提出引入智能蓄电池内阻监测及动态均衡技术代替传统的蓄电池巡检仪，以解决现场人工测量内阻不准确及直流系统蓄电池单体之间的不均衡充电问题。并给出上海金山现场蓄电池在线监测系统改造方案，以说明蓄电池监测及动态均衡技术的应用成效及意义。该改进不仅能满足电网公司现行标准要求，全面监测蓄电池组运行参数、内阻及容量，极大的减少运行维护的工作量并能延长蓄电池

2、使用寿命及提高系统可靠性。同时，也为后续使有蓄电池在线监测提供良好的实践借鉴与经验参考。关键词：蓄电池组；在线监测系统；改进；1直流系统介绍直流电源系统是所有发电厂、变电所的一个重要组成部分，主要是为控制回路、信号回路、自动化设备、继电保护和UPS电源等二次回路提供操作电源、装置工作电源、报警电源等。［1】一般直流系统由充电器、蓄电池组、直流母线、直流馈线回路、接地故障监测等组成。直流系统最大的优点是不间断供电，保证了设备和电网的运行可靠，而这种优点来自于直流系统所带的蓄电池组。直流系统的主要作用是为动力、控制、信号和保护回路等提供电源。［2］其中最关键的作用是，从故障充

3、电器切换到备用充电器，蓄电池组应能提供所有负载不少于1小时的储备容量，且在经这1小时供电后，蓄电池组端电压仍不低于母线最低电压。直流系统设备接线如图1所示：2问题分析及解决策略2.1故障原因分析国网上海市金山供公司110KV金山变的直流电源系统于2008年12月投入运行，虽然直流电源和蓄电池运行一直是良好的状态，却小问题也一直在不断的发生，特别是蓄电池组巡检仪的不断报警，成为工作者的一个负担。。从现场处理过程情况来看，现冇的蓄电池巡检仪故障主要冇蓄电池电压采集冋路熔丝损坏及熔丝触点接触不良引起的。0前通过以下方式处理：1）如在巡检仪上出现两节电池电压不正常而数值不接近于零

4、，考虑蓄电池巡检仪接线端子接触不良引起，通过对接触部分进行除氧化及紧固处理一般可恢复正常运行；2）如在巡检仪上出现两节电池电压不正常而有一节接近零，考虑冋路有分断点（熔丝熔断），可以通过更换熔丝处理；受本身材料制约，电压采集冋路熔丝及触点经过一段时间会氧化，从而导致接触不良或损坏。因此，单纯靠更换蓄电池熔丝及除氧化的方法解决不了根本问题。主要的原因分析，现在的蓄电池组是由104只电池组成，需要105根的电压采集导线，这么多的导线同时接在一台电池巡检仪上，出现了导线接线过多，电池采集导线之间电压过高，绝缘状态难以保证，必然会出现电池采集熔断器断开的情况。采集冋路的不正常工作

5、和电池巡检仪采样电路的不稳定，非高阻抗采集隔离都会导致熔丝断开和装置的误报现象。2.2引入智能蓄电池组内阻监测和动态均衡系统的必要性蓄电池巡检仪故障频发对运行人员判断及维修成本的增加产生较为严重的影响，且设备本身也存在维护及监控方面的不足：1）根据国家电网公司企、Ik标准《Q/GDW1901.1-2013电力直流电源系统测试设备通用技术条件…蓄电池电压巡检仪》5.4.2蓄电池巡检仪电压准确度应满足0.2%的要求，而现场设备不满足其标准规范的要求；2）我厂蓄电池巡检仪无法监测蓄电池内阻，很难W根据电压来判断蓄电池性能好坏。且涉网设备现己不满足蓄电池电压巡检仪的技术要求且存在

6、维护工作量大、数据不准确等问题；3）蓄电池电压采集线铜头氧化严重，影响采集精度，误报情况常常发生，严重影响设备的正常运行。4）没有采用分布式的采集方式，导致导线过于集中，绝缘问题无法解决，采样冋路的熔丝常常出现熔断问题。为解决0前核电厂蓄电池在线监测系统存在的问题，全面引入先进的智能蓄电池内阻监测及动态均衡技术是比较可行的方案。考虑以上因素拟对蓄电池在线监测系统进行技术改造，以期全面提升系统可靠性，并减少维护人员工作量。2.3智能蓄电池组内阻监测和动态均衡系统实现方案2.3.1蓄电池在线巡检的实现由于阀控铅酸电池性能稳定、自放电少、密封、经济等优点而迅速代替其他类型电池。

7、通过测量电池的内阻来确定电池的状态被证明是非常可靠的方法，因此内阻测试己成为核对性放电测试的廉价补充或替代手段。由于电池的内阻与它本身容量有着密切联系，因此可以利用这个参数来预测电池的性能。通过对人量的各种类型电池的测试表明如果电池的内阻增至高于其基准值即电池在最佳状态下的内阻值的30%-50%吋这个电池的容量将低于80%。通过定期自动测量内阻并经过分析找出失效电池，测量过程无需人工干预。电池失效吋，电池电压往往仍然是正常的，所以通过电压来判断电池是否失效是不够的。而内阻恰恰反应了电池内在性能的变化，电池由于内在的性能变化造成