一种蓄电池组开路检测方法的研究

2015-01-13广西电网有限责任公司梧州供电局覃俏云

电子世界 2015年21期

广西电网有限责任公司梧州供电局覃俏云

一种蓄电池组开路检测方法的研究

广西电网有限责任公司梧州供电局覃俏云

针对直流系统中所使用的铅酸阀控式蓄电池发生开路故障情况，从蓄电池发生开路故障的基本现象入手，分析蓄电池发生开路的直接原因和根本原因，从而确定蓄电池检测的基本原理，通过原理制定检测蓄电池开路的基本方法，利用该方法对蓄电池进行实时监测，及时有效的防止蓄电池开路对直流系统安全稳定运行造成威胁。

蓄电池；浮充电流；前段电压；后段电压

前言

蓄电池组正常运行时处于浮充状态，即使蓄电池组某个部位出现开路（断线、接触不良等），在浮充状态下通常是难以被发现的。蓄电池组作为变电站保护、通信、自动化、应急等系统的唯一备用电源，直接关系到紧急情况下的倒闸操作、故障切除与系统稳定。如果不能及早发现异常，当需要蓄电池提供备用电源时，整个保护、通信、安稳、自动及其他站内应急系统将瞬间瘫痪，进而可能导致设备、电网事故。

1　蓄电池开路研究

1.1 蓄电池开路概念

当蓄电池与蓄电池的连接处或者是蓄电池内部原因造成蓄电池断开连接超过整定的时间就说是其存在开路（图1）。

图1　蓄电池开路原理图

1.2 造成蓄电池开路的原因

接触问题：因为安装的时候没有拧紧连接线的螺丝，使得连接条电阻增大，时间久了蓄电池便会烧坏连接条，造成开路；

环境问题：蓄电池所处的环境造成蓄电池连接条被腐蚀，时间一长便会造成开路；

老化问题：长期未对蓄电池接线进行检查维护，连接线老化断开；

蓄电池损坏：因为蓄电池损坏[1,2]造成整个蓄电池组无法串一起，导致蓄电池的开路存在。

1.3 蓄电池开路的危害

一旦蓄电池存在开路，蓄电池组将无法实现充电和放电过程。当保护、通信、自动化、应急等系统的交流供电断开时，作为后备电源的蓄电池组将无法提供其运行所需的能量，造成各系统瘫痪。

2　解决方案

根据蓄电池开路的各种原因和特征[3]，以及监测充电机的均充和浮充电流，能够判断蓄电池是否存在开路状况，然后根据设置蓄电池单体电压以及采样线接入蓄电池的节数就能够得出蓄电池开路的具体位置，具体实施方案如下。

2.1 检测原理

如图2所示，从蓄电池组两端分别接入两根电压线U+和U-，同时在蓄电池组中间的任何一节接入一个抽头U中，蓄电池总节数为X，前段电池节数为X1，监检测到的U+与U中的电压值U前，U-与U中的电压值U后，U+和U-的电压为蓄电池组电压U，蓄电池单体开路电压为U开，利用U+、U-、U以及U开能够判断蓄电池是否存在开路故障，记前段蓄电池平均电压为U1，后段蓄电池平均电压为U2，然后根据公式：计算出蓄电池前段和后段的单体平均电压值，然后与蓄电池单体开路电压U开进行比较，如果，则判定为后段电池存在开路故障，如果，则判定为前段电池存在开路故障，如果U1与U2均小于U开，则判定为电池组两端开路，如果U1与U2的值接近为0，则判定为前段和后段均存在开路故障；为了保证蓄电池在浮充状态下检测到蓄电池发生了开路状态，除了监测蓄电池组分段电压以外，同时还结合监测蓄电池的浮充电流（使用高精度CT监测充电电流）的方式对蓄电池组进行开路检测。

图2　蓄电池开路检测原理图

2.2 检测流程简析

图3　开路检测流程图

如图3所示是蓄电池开路监测的流程图，首先通过设定好监测蓄电池组的电池总节数以及前段电池的节数，然后设定判断开路的门限值单体开路电压，完成以后开始对蓄电池组进行实时监测，当浮充电流小于0.3A时，检测前段或后段平均电压的大小，该平均电压与设定的开路门限电压进行对比，如果小于开路门限值电压后进行延时，延时完成后再进行一次前段和后段平均电压与门限值的比较，然后给出结论。