蓄电池单体更换装置的研制与应用

蓄电池是变电站直流系统不可或缺的一部分，蓄电池组的可靠稳定运行，不仅仅关系到整个变电站可靠运行，更是整个电网安全稳定运行的有力保证。蓄电池长期运行的过程中，个别蓄电池单体的损坏和异常，需要将蓄电池单体退出运行或进行更换，为了更方便安全的进行蓄电池单体的更换工作，特对更换方法及工具进行改进。

变电站直流系统蓄电池组在变电站中的作用及地位

电力系统中直流电源系统为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的工作电源，是电力系统安全运行的重要一环，直流系统自身的可靠及安全直接影响到整个电力系统的安全。现在电力变电站直流电源系统一般是由两段直流母线对各种设备进行供电，由两段母线上的两组充电模块将交流电转换成直流电供给两段母线，每段母线都各挂有一组蓄电池组，正常运行时，充电模块对蓄电池进行浮充，当供给充电模块的交流电源出现故障消失时，充电模块将失去作用，这时所有二次设备的电源供给将全部只能靠蓄电池提供，可以说蓄电池组是整个变电站所有设备电源的最后一道防线，近年来针对直流系统蓄电池组也执行了很多反措，可见蓄电池组在变电站中的作用越来越重要，地位也越来越高。

蓄电池单体更换装置的研制与应用

产生的背景

随着变电站直流电源系统投运时间的不断增长，蓄电池组会出现较多电池落后、劣化，造成一致性差异，从外观上表现出来的就是蓄电池极柱升高并出现氧化物，外观变形出现裂痕，最终导致整组蓄电池性能下降，这时就需要对蓄电池进行消缺了。蓄电池备品备件的管理难度很大，由于蓄电池型号、容量等参数不尽相同，也没法相互替换使用，很难将每一种型号的蓄电池都进行一定数量的备存。经常是等到蓄电池出现异常时才来找相应蓄电池厂家，寻找相应的备件，然而很多蓄电池厂家对于老式型号的蓄电池已经停止生产了，往往需要很长时间才能找到可以替用蓄电池，在这种情况下，迅速拆离损坏的蓄电池单体是解决问题的最快方法。以往处理方式是将有问题的蓄电池组退出运行后拆离蓄电池单体，然后再重新将蓄电池组连接好投入运行，这样的处理方式，对于双电双充的变电站，需要改变直流系统运行方式并退出其中一组蓄电池组，这种处理方式既增加了运行人员的操作量，又增加了变电站运行设备的运行风险，存在着很大的安全隐患；而对于只有单电单充的老站，当唯一一组蓄电池组退出运行后，全站的所有二次设备只能靠充电机直接提供，如果这时出现交流失压或者充电机出现故障，全站所有二次设备将失去电源，无法为电力系统的运行提供可靠的保障。所以对于单电单充的老站，一般我们都是找一组可以备用的蓄电池组进行充电后临时替换运行，但由于蓄电池组的充电时间长，搬运工作量很大，没法快速投入使用。鉴于当前设备现状，只有采用蓄电池单体更换装置才能够快速、安全的解决直流系统蓄电池组单体电池故障的问题。

蓄电池单体更换装置实物及接线图

蓄电池单体更换装置原理

螺旋二极管是蓄电池单体更换装置主要部分，将该装置短接在有问题的单体电池上，利用螺旋二极管的单向导通性能，使得单体电池得于断开而整组电池仍然处于导通，以实现单体蓄电池不停电拆离。原理图如下

图一 装置使用原理图国，方框为本装置，D1为螺旋二极管

图二：装置自检回路原理图，“电源”为外加9伏的电池，为自检回路提供电源，KK为自检回路的控制把手

使用原理

使用原理说明：在电池组中，“故障电池”单体损坏，电池A、电池B为正常电池，这时需要使用该装置，将故障电池拆离，具体使用步骤如下：

第一：切换自检回路KK把手，检查二极管性能是否正常，当KK把手切换至试验位置时，HR指示灯亮，证明二极管D1性能正常。将KK把手切换至退出状态。第二：将该装置的接线柱A、接线柱B分别接到电池A的负极和电池B的正极，投上连接片。这时，电池组的电流是从电池B的正极流进D1的正极，从负极流出，经过连接片，到达电池A的负极，回路正常，蓄电池组可以正常工作。而对于故障电池，电流从故障电池正极出来，流经连接片，到达D1的负极端，所以对于故障电池来说，回路是不通的，电池不会短路。第三：将故障电池两端连接线拆掉，取出故障电池，用短接线将电池A负极与电池B正极连接起来，最后拆除本装置，工作完成。

装置技术特点：

1、兼容性强，适用各种容量、型号的蓄电池组；2、带自检功能；3、便携式，可灵活应用在各变电站蓄电池组维护中。

结束语

随着变电站投运时间越来越长，长期运行的蓄电池性能大大的降低，蓄电池出现故障的频率越来越来，蓄电池故障已经成为最主要的缺陷，迫切的需要工具能有效的解决蓄电池消缺过程中所遇到的问题。通过在实际工作中的使用，蓄电池单体更换装置提高了工作效率，简化了工作步骤，减少了工作量，更是提高了安全系数。

（作者单位：广东电网公司汕头供电局）