一种新型直流屏的设计

摘要 本文介绍了一种新型直流屏的结构设计和工作原理，它比传统的直流屏更稳定、更安全、更环保等特性，将来可以广泛的应用到变电所中。

关键词 锂电池；铅酸电池；直流屏；变电所

中图分类号TM91 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2012）58-0085-02

The Design of a New DC Control Panel

PENG Jiao，XIE Di-hui，PAN Ming-bo

Ninghai Power Supply Bureau，Ningbo 315600，Zhejiang Province

Abstract The article introduces the design of a new DC Control Panel ’s structure and work principle ,it have the performance better than that of Traditional DC Control Panel. The new DC Control Panel is maintenance- free,safe, environment friendly, it will be widely applied in transformer stations in the future.

Keywords Li storage battery;Lead-aeid Battery;DC Control Panel;transformer station

直流屏是在电力、水利、银行、钢铁、医院、学校、军事等领域应用广泛，它为给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流电源的电源设备。直流屏的可靠性、安全性直接影响到电力系统供电的可靠性和安全性。直流屏的心脏是蓄电池，因此，选择一种性能好的蓄电池材料至关重要。

在上个世纪70年代前，直流备用电源普遍采用开口铅酸蓄电池，而在国外70年代已开始采用镉镍蓄电池。我国在8O年代起铅酸蓄电池已逐步被体积小、效率高、维护少的镉镍蓄电池取代。在国内大量推广镉镍蓄电池的同时，日本、德国、美国等西方发达国家的部分原生产铅酸蓄电池企业，针对镉镍蓄电池的优缺点，不断的改进铅酸蓄电池，推出了免维护铅酸蓄电池。其在寿命上基本与镉镍蓄电池不相上下，在运行维护上、运输储存上都优于镉镍蓄电池。免维护铅酸蓄电池于80年代在国外得以广泛应用，进入90年代，外商把免维护铅酸蓄电池推向我国市场，如日本的汤浅、德国的阳光、美国的大力神等产品，都以其高的技术性能和经济指标，在我国诸多领域得以广泛的应用。随着铅酸电池的广泛应用，铅酸电池本身的缺点也不断暴露。漏液，爆炸，血铅中毒等等一些列问题使得人们不得不对铅酸电池安全性能重新评估，找到一种替代铅酸电池应用于直流屏中的新电池装置已成为一件刻不容缓的事情。

锂电池是迄今所有商业化使用的二次化学电源中性能最为优秀的电池。相比铅酸电池，锂电池有以下几个方面的优点：

1）单节电压高：单节锂电池电压约3.2V，大大高于铅酸蓄电池的单节电压，在输出相同电压的情况下电池的数量会大大减少；

2）高可靠性：磷酸铁锂材料具有良好的安全性能，在使用的过程中不会发生漏夜和爆炸事故；

3）高稳定性：在所有知道的材料中高温充电的容量稳定性好，储存性能好是最好的。通过现有的实验数据很好的体现了放电稳定的特点，操作系统人机界面体现了便于维护的优点。

1 锂电池直流屏的具体实施方式

如图1、2、3所示，一种直流屏电池装置，包括多个锂电池依次正负极串联，直接安装在机柜，不设电池箱（图1所示），锂电池分两层安装，上下两层各18只， 36节电池分为六组电池组，每组六节电池一一紧靠且一正一反交替放置固定在一起（图2所示）。上下两层通过电缆串联（图3所示）。

60Ah锂电池单体尺寸为：长度为125mm，宽度为65mm，高度为185mm。6节60Ah锂电池组成一组后，其尺寸为：长度为125mm，宽度为415mm，高度为185mm。，其总体尺寸：长度为375mm，宽度为415mm，高度为185mm。这样放置不仅外形美观，操作方便，而且大大节省了空间。

60Ah锂电池额定电压为3.2V，36节60Ah锂电池依次串联后，可以输出110V的电压。

由于锂电池的充放电原理不同于铅酸蓄电池，因此我们专门设计了针对锂电池的充放电电气装置，如图4所示，想比铅酸蓄电池，我们加强了针对单节锂电池的监测，真正实现了在线检测的功能，当系统正常运行时, 有两台整流器同时工作：一台直接供直流控制母线；一台直接供合闸母线；电池组与控制母线之间串入硅链。正常运行时流过硅链电流很小。当直流稳压器故障时，恒压恒流整流器通过硅链向直流控制母线可靠供电。当系统发生故障时，电池组直接向控制母线供电，同时向合闸母线供电。

3 结论

本文设计的一种新型的直流屏装置的设计方案，此方案不仅解决了传统直流屏的污染，难维护，真正实现了清洁，环保，无污染，把新材料，新技术应用于电力系统。更有效地保证了变电所的长期，安全运行，并且大大减少了变电所的维护成本，无论是在理论上或者是实践上有都有不可估量的价值。

参考文献

[1]黄念山，黄慈.电站直流电源系统新技术电工技术，2000(12).

[2]吴宇平，戴晓兵.锂离子电池(应用与实践)，2004(28).