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    并联智能直流电源系统原理及应用
    发布时间:2018-03-19 点击: 次   编辑:梅赛科电气
    直流系统是变电站的重要系统,在变电站生产设备及电力系统安全运行中发挥着重要作用。无论是正常运行还是事故情况下,都必须保证直流系统不间断地供电,并满足电压质量和供电能力的要求。
        
    1 传统串联蓄电池组存在的问题
        
        目前电力系统大量使用铅酸蓄电池作为直流电源,变电站直流系统通过多只铅酸蓄电池串联组成。一般220V直流系统采用104只2V 铅酸蓄电池或18只12 V铅酸蓄电池串联组成;110V直流系统采用54只2V铅酸蓄电池或9只12V铅酸蓄电池串联组成传统的串联蓄电池组在应用中存在的问题如下。
        (1)直流屏蓄电池组中只要有任意一点出现开路故障,事故下整个蓄电池组将无法向负载供电,连接点松动还可能引起火灾事故。
        (2)如果用电负荷增长速度快,直流系统容量不足时,改造时需更换系统部分设备,扩容工期长,资源浪费严重。
        (3)串联蓄电池组需人工定期核容,维护工作量大。核容一组串联蓄电池组需2人2—3个工作日,工作量巨大,如蓄电池容量低于额定值的80%,需再进行二次核容。
        (4)检修规程要求每1年或2年对蓄电池进行1次核容性放电试验,期间电池可能已经损坏。系统正常情况下,蓄电池无带载机会,端电压值、电流值无法体现蓄电池性能状态。
        (5)无单体电池内阻、电池容量等体现蓄电池性能的关键数据。现有蓄电池组仅监测电池端电压、充放电电流、温度,无单体电池内阻、容量等关键数据,而现有这些数据无法体现出蓄电池性能状态。
        (6)电池活化、内阻检测等工作需离线进行,工作量大、成本高。电池活化仪、内阻检测仪设备成本高,且需将蓄电池脱离系统才能进行,维护工作量大。
        (7)新更换蓄电池与原运行电池性能不匹配,将造成整组电池性能不能充分发挥出来。
        
    2 并联智能直流电源系统原理
        
    2.1 并联智能直流电源系统构成
        
        并联智能直流电源系统主要是采用改变电池的连接方式来解决传统直流电源系统的缺点,其组成包括若干并联电池组件、均流线、直流母线、直流馈线开关、蓄电池巡检装置、直流监控等。并联智能直流电源系统组成图如图1所示。
     
     
     
        通过将单只12 V蓄电池,与匹配的AC/DC模块、DC/DC模块电路及蓄电池充放电管理电路集成,设计为“间接并联智能电池模块”,多个电池模块通过并联形成并联电池系统。系统蓄电池隔离配置,可实现新旧电池混用。
        
    2.2 并联技术模块工作原理
        
        正常情况下,蓄电池处于浮充电状态,交流电源通过AC/DC模块、12V中间环节(充放电切换回路)、DC/DC模块实现直流输出;交流电源故障运行状态下,由蓄电池通过12V中间环节(充放电切换回路)、DC/DC模块实现直流输出。单个并联智能电池模块基本原理如图2所示。
     
     
        间接并联智能电池模块可以实现在线维护模块和在线维护电池功能,能够不停电更换电池和模块。此外,当变电站需要突破终期规模进行扩建时,传统直流系统只能整组更换蓄电池,成本增加过多,安装等工程量增加。而并联智能直流电源系统可以根据变电站扩建规模的需要,增加相应的模块,扩建方式灵活。
        
    3 并联智能直流电源系统应用效果
        
        (1)并联智能直流电源系统取代常规“充电机+蓄电池组+蓄电池巡检”直流方案。系统采用多个电源模块并联冗余方式,解决常规蓄电池串联产生的“个体质量影响整组”“不能在线维护”“新旧电池难以匹配”等问题,使蓄电池能在线维护,方便检修和更换,安全性更高。
        (2)并联智能直流电源系统配置灵活。系统按照负荷性质或负荷区域分组,配置不同并联智能电池模块,提高直流电源可靠性。
        (3)并联智能直流电源系统可以进行蓄电池在线核容(充、放电试验)管理,实现电池的在线检修、不停电更换,极大地减少了运行单位的维护工作量。
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