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变电站蓄电池在线维护技术

时间:2020年05月26日 所属分类:电子论文 点击次数:

摘要:蓄电池在地铁电力系统中有非常重要的作用,是地铁电力稳定的最后一道保障。保障供电就是保障地铁运营。因此,蓄电池的日常维护意义重大。 关键词:变电站;蓄电池;在线维护技术 引言:随着人类科技的进步和城市基础建设的快速发展,地铁已经成为城市进入

  摘要:蓄电池在地铁电力系统中有非常重要的作用,是地铁电力稳定的最后一道保障。保障供电就是保障地铁运营。因此,蓄电池的日常维护意义重大。

  关键词:变电站;蓄电池;在线维护技术

蓄电池

  引言:随着人类科技的进步和城市基础建设的快速发展,地铁已经成为城市进入现代化交通的重要标志。作为地铁动力的主要来源,电能质量的优劣,将决定着地铁运行的安全和稳定。地铁变电站中的蓄电池,作为地铁电力系统的后备电源,是电能质量的最后一道保障。

  一、蓄电池的重要作用

  地铁电力系统中的蓄电池,基本有以下两个作用:

  1、在地铁电力系统双回路切换时,为供变电所内重要设备提供电源,使重要设备的供电不会因切换而中断。

  2、在地铁电力系统双回路失电时,提供变电所内的应急照明电源,并且为变电所内重要设备长时间提供稳定电源。

  变电所内的重要设备包括:站级SCADA系统、各电压等级(35kV、400V、1500V)开关柜的保护电源和操作电源、所内应急照明。

  站级SCADA系统失电将导致变电所全所通讯退出运行,中心级电力调度将无法远程监控该变电所所有设备。

  1500V开关柜保护电源短暂失电或完全失电,将会使1500V开关柜保护重启或者退出运行,这都将会导致1500V开关柜跳闸,造成地铁正线四段接触网单边供电,而使地铁供电方式发生改变从而降级运行。在早晚高峰期间,有可能因为牵引负荷过大,而使得相邻的牵引变电所电流超过定值,导致相邻牵引混合变电所1500V开关柜也跳闸,造成供电接触网完全失电,影响电客车的正常供电。

  由于地铁绝大多数变电所,为地下变电所,当地铁供电系统双回路故障无法正常供电时,所内正常照明将全部熄灭。如果蓄电池无法给应急照明系统供电,变电所将处于完全黑暗之中,故障排查和处理会有极大的困难。

  二、蓄电池的工作原理

  蓄电池作为备用电源,在大多数时间时处于浮充状态。单节蓄电池浮充电压一般要求在13.5V左右,蓄电池侧为18节蓄电池组,计算后电源侧浮充电压一般设置为243V,均充电压根据要求一般设置为254V,放电电压设置为200V。电源三个电压输出状态均由智能监控装置进行调节。因合闸母线有多个电压状态,因此在控制母线与合闸母线之间设置了调压装置,以保证控制母线输出电压为230V,调压装置也由智能监控装置进行自动控制。

  当上级电力设备进行电源切换时,电源侧将短时失电时,失电时长一般超过3秒。在电源侧短时失电的期间,将由蓄电池给DC220V负荷供电。蓄电池维持了电力系统电压的稳定。

  当电源侧完全失电时,DC220V负荷将由蓄电池长时间供电。供电时长取决于电池容量和负荷的大小。变电所内一般选用12V100AhC10的铅酸蓄电池,这种蓄电池在满容量状态下,如果负荷电流为10A,也就是蓄电池放电电流为10A,可以连续供电10小时。当电源侧恢复供电后,蓄电池将转为充电状态。

  三、蓄电池的维护过程

  蓄电池的一般状态为浮充状态,若蓄电池长期浮充,会导致蓄电池容量下降、内阻增加,久而久之,会造成蓄电池漏液、变形,甚至蓄电池内部产生短路或断路,使蓄电池失效。因此,蓄电池长期使用过程中,需要定期对蓄电池进行维护。蓄电池的维护,是通过对蓄电池放电,再对其进行均充完成的,一般称之为活化实验。目前对地铁变电所蓄电池维护周期约为一年一次。

  当需要对蓄电池进行维护时,智能监控装置将电源侧电压降至200V,放电器开始时工作,蓄电池组电压约为230V,整个DC220V系统将由蓄电池进行供电。放电器是一个受控可调性电阻,受智能监测装置控制,由于变电所DC220V系统负荷有可能比较小,当系统电流不满足设置的放电电流时(一般设置为10A),由智能监测装置进行调节,通过放电器将蓄电池放电电流,补足至设定的放电电流值。

  在放电过程中,智能监测系统将对蓄电池进行实施监测,如果有单节电池故障,或整组电池电压衰减过快,容量不足等情况,智能监测装置将停止对蓄电池进行放电,以确保DC220V系统正常供电。

  维护完成后,智能监测装置将停止放电器工作,恢复电源侧正常浮充供电,是否进入均充状态,装置将根据蓄电池充电电流进行判定。由于蓄电池长时间对外供电,蓄电池电能有一定的亏空,充电电流将会比较大。当充电电流大于8A时,智能监控装置将提高电源侧电压至254V,对蓄电池进行均充。持续均充后,蓄电池渐渐充满,蓄电池充电电流也逐渐变小,当均充电流小于2A时,智能监控装置进入均充倒计时,如果均充电流持续小于2A达两个小时,智能监控装置将会调整电源侧电压为243V,蓄电池又转为浮充状态,直到完全充满。

  四、蓄电池维护的意义

  定期对蓄电池进行维护,就犹如定期对蓄电池进行体检。很多蓄电池的早期故障、隐性故障,在浮充的稳定状态下,不易察觉。只有在活化的动态下,才会暴露出来。

  蓄电池组一般都是单个电池先发生故障,然后才对整组蓄电池造成影响,使整组蓄电池全部故障。因此,定期维护,尽快尽早的发现单节蓄电池故障意义重大,他将蓄电池整组故障扼杀于萌芽,延长蓄电池寿命,避免蓄电池组故障扩大化,造成更大的经济损失,更是为地铁安全稳定的供电,提供保障。

  电池论文投稿刊物:《电池工业》双月刊是经国家科学技术部批准的科技类专业刊物,中国电池工业协会会刊,国内外公开发行。由国家轻工业联合会主管,中国电池工业协会,轻工业化学电源研究所主办。