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直流系统电池状态及故障处理

时间:2023-08-04      阅读:1066


直流系统及组成



由蓄电池和整流系统组成的直流供电系统,称为蓄电池组直流系统。

直流系统分为直流I路和直流II路,为满足设备供电的可靠性,每路直流电源由两路交流电源供电。

直流系统采用单母线分段方式,由两套高频开关电源模块充电装置、一组蓄电池和一套可移动有源逆变放电装置组成。

直流系统在变电站中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。它还为操作提供可靠的操作电源。直流系统的可靠与否,对变电站的安全运行起着至关重要的作用,是变电站安全运行的保证。

组成部件:充电屏(充电模块、交流配电、直流馈电、配电监控、监控模块、绝缘检测仪、电池监测仪)、蓄电池

直流系统四种工作状态:

初充电状态、浮充电状态、均衡充电状态、放电状态

1、初充电状态:使新蓄电池达到充电状态所进行的第一次充电。对各类干式和湿式非荷电蓄电池,在使用前需要注入电解液并充电,使之达到充电状态,此谓初充电。初充电通常采用恒流充电。有些情况下也可进行一、二次放电充电循

2、浮充电状态:一种连续、长时间的恒电压充电方法。浮充电电压略高于涓流充电,足以补偿蓄电池自放电损失并能够在电池放电后较快地使蓄电池恢复到接近充电状态。又称连续充电.

浮充电压:在环境温度为25℃情况下的正常的浮充电压为2.25V/单体。温度补偿系数为:-3.5mV/℃。当蓄电池浮充运行时,蓄电池单体电压不应低于2.18V,如单体电压低于2.18V,则需要进行均衡充电。

    电池大部分时间是在浮充状态下运行。在25℃下,艾诺斯电池单体的浮充电压为2.25V。为了保证电池的性能,需要随电池温度的变化而改变浮充电压,电池随温度而改变的浮充电压数值可按温度补偿系数-3.5mV/℃/单体进行计算。

均衡充电,简称均充,是均衡电池特性的充电,是指3、均衡充电状:在电池的使用过程中,由于电池的个体差异、温度差异等原因造成电池端电压不平衡,为了避免这种不平衡趋势的恶化,需要提高电池组的充电电压,对电池进行活化充电,以达到均衡电池组中各个电池特性,延长电池寿命的维护方法。

均衡充电:均衡充电是一般采用恒压限流进行充电,充电电压按2.35V/单体(环境温度25℃)。温度补偿系数为:-5mV/℃。均充频率:一次/年。

阀控密封铅酸蓄电池遇有下列情况时需按均充制度进行均衡充电:● 单体电池浮充电压低于2.18V。● 电池放出5%以上的额定容量。● 搁置不用时间超过三个月。● 全浮充运行一年以上。

4、放电状态:就是使带电的物体不带电。放电并不是消灭了电荷,而是引起了电荷的转放电移,正负电荷抵消,使物体不显电性。


蓄电池的三种充电过程


电池管理的基本思想是:以电池充电电流为依据,控制电池的均浮充转换;以充电时间作为限制条件,对电池进行保护。其充电过程按如下曲线进行:

①电池正常充电过程曲线:

       均充充电可分为三个阶段:恒流充电、恒压充电、尾电流充电。当监控系统检测到电池充电电流大于“浮充转均充电流”时,20秒后,如果电池充电电流依然大于“浮充转均充电流”,监控管理系统控制充电模块进入均充状态,并且开始均充计时。如果电池组馈电较深,充电电流大,则进入恒流充电阶段。随着时间的推移,电池组电压逐渐上升到均充电压,充电电流开始减小到电池组限流值以下,电池充电进入恒压充电阶段。充电电流继续减小,当小于“均充转浮充电流”时,20秒后,开始均充倒计时,进入尾电流充电阶段,尾电流充电时间到达后进入浮充状态。当然,整个均充时间小于最长均充时间,当均充时间超过最长均充时间时,无论处于均充那一个阶段,都要转为浮充状态。

② 长期浮充充电过程曲线:

正常运行浮充状态下每隔几个月(可在MCS02上按天进行设置),监控管理系统控制充电模块自动转入均充状态运行,按正常充电程序进行充电。

③交流电中断充电过程曲线:

正常浮充运行时,电网事故停电,这时充电模块停止工作,蓄电池通过降压模块,不间断地向控制母线送电。当电池电压低于设置的告警监控系统发出声光告警。交流电源恢复送电时,监控系统控制充电模块进入浮充电状态运行。如果电池放电较深,电池充电电流大于“浮充转均充电流”,监控管理中枢控制充电模块进入均充状态,按照电池正常充电过程曲线进行充电。

直流系统电池的维护


 1、单体和电池组的浮充电压(一次/月);

   2、电池外壳和极柱温度(一次/月);

   3、极柱、安全阀周围是否有渗液和酸雾逸出(一次/月);

   4、电池壳盖有无变形和渗液(一次/月);

   5、连接处有无松动(一次/半年);

   6、同时也要定期对开关电源的电池管理参数进行检查,保证电池参数符合要求。

   7、每年以实际负荷做一次核对性放电,放出额定容量的30-40%(10小时率);

   8、每3年做一次容量试验,放出额定容量的80%(10小时率);

   9、电池放电时,应定时测量放电电流、单体电压和电池组总压,做好记录。

   10、补充充电:(放电后的充电方法)

   11、恒压限流充电:以单体2.30~2.35V电压充电,同时充电电流不超过0.25C10,直到充电电流降到0.006C10以下3小时不变,就认为电池充足。

直流系统异常及事故处理


1.绝缘报警异常处理

绝缘下降问题,首先确定是否有其他绝缘测量设备同时在测同一条母线上的绝缘状况,如果有其他绝缘测量装置,不应采用第二种绝缘装置,系统如果配备绝缘监测模块,数据采集模块(或综合测量模块)的地线是不能接地的,只有不配置绝缘监测模块,而且系统没有其他绝缘监测装置时,数据采集模块(或综合测量模块)才能接入地线,对母线绝缘进行监测。

如果报绝缘异常,首先检查是否确实有绝缘下降,绝缘问题是很难排除的故障,有很多可能会出现绝缘下降问题。如线皮破损,设备漏电,电池漏液等,都有可能引起绝缘下降。

漏电流传感器接线错误会引起支路绝缘的误报警,在母线绝缘良好时,监控不去测量支路绝缘,不会报警,一旦母线绝缘下降,绝缘良好的支路也会报绝缘下降,这时就要查这条支路上的漏电流传感器的接线是否正确,电源线的接错或接反都会引起支路绝缘误报警。如果查明接线没有错误,还不能确定是绝缘监测模块有故障,这时要测量漏电流传感器的输出点对地的电压,正常应该是0V左右,上下偏差一般在几毫伏到几十毫伏,如果出现上百毫伏就要调节传感器的零点调节电位器,如果传感器零点无法校正应更换传感器。

有绝缘下降时,不能测出母线绝缘下降,查看绝缘监测模块的合、控母电压采样线是否正确,电压采样的错接或漏接都无法测出绝缘状况来。如果可以测出母线绝缘下降不能正确测出支路绝缘下降,首先应确定漏电流传感器接线是正确的,应注意漏电流传感器的G应该和绝缘检测模块的“传感器电源”的“0”接一起,这样才能给传感器提供一个基准检测绝缘情况。

2.底层模块通信故障处理:

1、如果出现底层模块通信故障,首先应该查找的是地层模块的电源是否接入(即模块是否工作)。确定底层模块是否工作的方法:综合测量模块和绝缘监测模块直接看模块上的运行指示灯,如运行指示灯亮说明模块在工作。交流测量模块看交流状态指示灯,如有一个亮就说明模块正常工作。数据采集模块和绝缘监测模块测量一路电流采样口给传感器提供的电源标有“+”、“-”的位置,如果有24V输出,说明模块工作正常。电池巡检模块测量为温度传感器提供电源的3.5V电源,如有3.5V电源说明模块在工作。

如果查找接线都没有错误,模块没有工作察看模块为各传感器提供的电源是否短路(如给电流传感器提供的正负12V电源等),如果短路会造成模块电源不能正常工作。应排除短路故障。

2、如果模块电源接入并且正负正确,在察看通信线有没有接错,对应的485A、485B都要接到监控底层模块通信的DB9的1、2脚上。

3、如果用多个底层模块部分通信故障或充电模块通信故障,看模块地址设定是否正确。确定充电模块是否工作就看模块的显示是否正常即可。

3.电流采样异常的处理:

1、电流采样为最大值(设定霍尔比例系数为1:1000时为100A左右),出现此故障要查找电流传感器的电源,肯定有一根未接或虚接,

2、控母电流采样为0或电池组充电时电流为负,这是电流传感器穿反的现象,将电流传感器反过来就可以了。

3、电流采样与实际电流值差一定比例,如电流显示是实际电流的2倍、1/2、1/3等,说明是霍尔比例系数设置错误,设定霍尔比例系数与霍尔上的标称一直就可以解决此问题。

4、电流显示有偏差,无论电流大小偏差总是一定数值,这时是电流传感器零点偏差造成的,调节传感器上的零点电位器可以纠正此现象,调节是一定要注意传感器零点调节电位器是很灵敏的,要反复的调节才能达到理想的效果,如果在控母电流上调节控母电流不能显示负电流,很容易过调,建议加小电流调节,把显示和实际调节一致就可以了。



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