NEC锂电池直流屏蓄电池安全放电装置

摘要：本文开展了直流屏蓄电池安全放电装置方案确定的工作，开展了硬件设计等工作，并且给出了切实可行的实施方案。在变电站直流屏蓄电池进行放电的过程当中，存在着蓄电池脱离母线的安全隐患，安全放电装置的研制，主要解决的是蓄电池放电时脱离母线的问题，在直流屏出现故障时，蓄电池能够持续不间断供电的问题。

关键词：直流屏；蓄电池；安全放电

引言

在电力系统范围之中，针对控制、信号、继电保护、自动装置以及事故照明和各类直流设备的用电情况，必然需要具备可靠的直流电源才行。所以，变电站都会设置独立的直流电源蓄电池组以及与之相配套的充电装置，也就是直流屏。直流屏主要是由蓄电池、充电模块以及监控器这三部分构成，这三部分是绝对不能缺少的。其中，蓄电池主要是当直流屏交流电源失去电力供应的时候，能够及时地给直流母线提供直流电 。

变电站二次设备进行了多次更新换代，第一代二次设备使用模拟仪器仪表，第二代二次设备采用机械电磁式、晶体管式、集成电路式，之后逐渐过渡到RTU、微机自动化装置、计算机监控系统等大规模应用，第三代二次设备推动数字化和一体化业务平台运用。二次设备持续更新换代，逐步实现数字化、智能化，而能实现二次设备平稳、安全运行的是提供持续不间断直流电源的直流屏。直流屏具备可持续开展不间断供电这一特性，蓄电池组乃是其极为关键重要的保障，于交流电源出现失电等状况之下，直流屏会丧失直流供电的能力，在这个时候蓄电池重要地位展现体现出来，持续不间断地朝着直流母线进行供电供给，以此维持二次设备的运行状态。

为确保蓄电池组能够随时向直流母线供应电力，对蓄电池开展维护是绝对不能少的，对蓄电池进行核对性放电试验是其中关键的手段。部分电压等级在110kv以下的变电站，在进行蓄电池核对放电操作时，缺乏相应具备的安全保障，直流屏并没有自身配备的可供自动放电的装置，所以需要从外部接入放电仪。从外部接入放电仪存在两种情形。第一种是外接放电仪，这种情况下需要将电池熔丝断开，在这个时候蓄电池就会与直流母线相分离。第二种是外接放电仪，这种情形下需要按照要求启用直流系统自身所带有的放电回路，在这种状况下蓄电池同样会与直流母线相脱离。两种情况之中，主要的问题皆是蓄电池脱离直流母线，要是直流电源出现故障，无法正常供应直流电，处于此种状态下的蓄电池同样不能供电，这会致使直流失电，一旦发生故障，使得二次设备全都不能动作，极有可能引发重大灾难事故。

因蓄电池脱离直流母线，致使重大事故存在前车之鉴。在2015年6月18日凌晨零点25分摆布，陕西省电力公司南郊330KV变电站忽然起火，且伴着强烈的爆炸声以及电弧声，现场呈现出6层楼高之火与十多层楼高之浓烟，直至凌晨1点20分大火才被消防人员扑灭。这场火灾造成主变烧损，330KV避雷器和开关烧损，35KV母线烧毁，部分开关和刀闸的引线、瓷瓶损坏。出事缘由在于，新安装的两款蓄电池，和两段母线之间，装设有刀闸，并且刀闸当时处于断开状态，于是致使蓄电池跟直流母线相脱离，仅剩下充电模块朝着直流母线供电，当故障导致直流模块出现交流失压情况后，直流母线也就完全失去了电压，进而造成监控系统无法发出警报，所有的保护功能全都丧失掉了，最终引发了当下这次重大事故。

引发南郊330KV变电站重大事故的关键缘由是蓄电池跟直流母线相脱离，延伸至变电站蓄电池放电力面，存有相同问题，急需解决。变电站蓄电池在放电之际能保障随时持续不断地向直流母线供电。鉴于此我们决定研发一套蓄电池安全放电装置，主要是当蓄电池放电时，直流屏故障的蓄电池能够安全地持续不间断地朝直流母线提送电力，确保二次设备的运行 。

1.蓄电池安全放电装置的设计

蓄电池安全放电装置硬件主要由直流接触器组成，由熔断器组成，由可控硅模块（MTW-55A/800V）组成，由触摸屏组成。本装置采用模块化集散结构，以此保证各组成部分具有相对自主性，一旦装置出现故障，只需更换故障器件就行。

2.电路设计

本装置的工作原理是，蓄电池安全放电装置这一装置，为在直流充电模块与蓄电池二者之间，加装一个可控硅模块，此模块相当于二极管，还加装一个直流接触器。当蓄电池正常放电之际，安全放电装置里边的回路处在不导通状态，此时直流控制母线电压Uk等于220v，蓄电池端压Ud为218v，且蓄电池在放电进程中端电压处于198v至218v这个范围之间，Uk高于Ud，进而可控硅模块不导通。当充电机不存在输出的时候，蓄电池组借助安全放电装置持续不断地给直流母线供应电力，直流控制母线电压Uk一点一点地降低，蓄电池端压Ud处于蓄电池放电过程中端电压位于198v至218v之间的状态，Uk小于Ud超出50V之际，可控硅模块立马导通。

蓄电池安全放电装置原理图（如图1）

3.安全放电装置使用

直流屏原理图（如图2）

4.安全放电装置使用效果

于直流屏里接入安全放电池装置，运用放电仪起始时展开放电，为对本装置运行可靠性予以验证，于使用进程中模拟几种直流屏有可能发生失电的情形。其一，直流屏交流电源出现失电状况，试验得出的结果是：安全放电装置即刻投入实际使用，蓄电池不间断地朝着直流母线供应电力。其二，直流屏充电模块停止进行运行，试验得出的结果是：安全放电装置即刻投入实际使用，蓄电池不间断地朝着直流母线供应电力。试验所获结果显示，本装置极为出色地处理了直流电源蓄电池进行核对性放电之际，蓄电池与直流母线相脱离的问题。

5.结论

在变电站里面，直流屏给控制、信号、继电保护、自动装置以及事故照明和各种直流设备的用电运行，给予了动力保障。要是处于正规工作状态，会经由充电模块给经常性负载供应对应的直流电源。要是出现了失电情形，会通过蓄电池组为其供给相应的直流电源。而本文所研发的安全放电装置，是用来处理部分变电站蓄电池在核对性放电进程里，蓄电池脱离直流母线的问题。当下，本装置投入使用这一情况，解决了那个问题，给蓄电池核对性放电试验的安全开展，提供了可靠的保障。总之而言，直流电源系统的安全运行，是保障电力系统可靠且稳定运行的前提条件。