一種蓄電池組開路檢測方法的研究

廣西電網有限責任公司梧州供電局 覃俏云

一種蓄電池組開路檢測方法的研究

廣西電網有限責任公司梧州供電局 覃俏云

針對直流系統中所使用的鉛酸閥控式蓄電池發生開路故障情況，從蓄電池發生開路故障的基本現象入手，分析蓄電池發生開路的直接原因和根本原因，從而確定蓄電池檢測的基本原理，通過原理制定檢測蓄電池開路的基本方法，利用該方法對蓄電池進行實時監測，及時有效的防止蓄電池開路對直流系統安全穩定運行造成威脅。

蓄電池；浮充電流；前段電壓；后段電壓

前言

蓄電池組正常運行時處于浮充狀態，即使蓄電池組某個部位出現開路（斷線、接觸不良等），在浮充狀態下通常是難以被發現的。蓄電池組作為變電站保護、通信、自動化、應急等系統的唯一備用電源，直接關系到緊急情況下的倒閘操作、故障切除與系統穩定。如果不能及早發現異常，當需要蓄電池提供備用電源時，整個保護、通信、安穩、自動及其他站內應急系統將瞬間癱瘓，進而可能導致設備、電網事故。

1　 蓄電池開路研究

1.1 蓄電池開路概念

當蓄電池與蓄電池的連接處或者是蓄電池內部原因造成蓄電池斷開連接超過整定的時間就說是其存在開路（圖1）。

圖1　 蓄電池開路原理圖

1.2 造成蓄電池開路的原因

接觸問題：因為安裝的時候沒有擰緊連接線的螺絲，使得連接條電阻增大，時間久了蓄電池便會燒壞連接條，造成開路；

環境問題：蓄電池所處的環境造成蓄電池連接條被腐蝕，時間一長便會造成開路；

老化問題：長期未對蓄電池接線進行檢查維護，連接線老化斷開；

蓄電池損壞：因為蓄電池損壞[1,2]造成整個蓄電池組無法串一起，導致蓄電池的開路存在。

1.3 蓄電池開路的危害

一旦蓄電池存在開路，蓄電池組將無法實現充電和放電過程。當保護、通信、自動化、應急等系統的交流供電斷開時，作為后備電源的蓄電池組將無法提供其運行所需的能量，造成各系統癱瘓。

2　 解決方案

根據蓄電池開路的各種原因和特征[3]，以及監測充電機的均充和浮充電流，能夠判斷蓄電池是否存在開路狀況，然后根據設置蓄電池單體電壓以及采樣線接入蓄電池的節數就能夠得出蓄電池開路的具體位置，具體實施方案如下。

2.1 檢測原理

如圖2所示，從蓄電池組兩端分別接入兩根電壓線U+和U-，同時在蓄電池組中間的任何一節接入一個抽頭U中，蓄電池總節數為X，前段電池節數為X1，監檢測到的U+與U中的電壓值U前，U-與U中的電壓值U后，U+和U-的電壓為蓄電池組電壓U，蓄電池單體開路電壓為U開，利用U+、U-、U以及U開能夠判斷蓄電池是否存在開路故障，記前段蓄電池平均電壓為U1，后段蓄電池平均電壓為U2，然后根據公式：計算出蓄電池前段和后段的單體平均電壓值，然后與蓄電池單體開路電壓U開進行比較，如果，則判定為后段電池存在開路故障，如果，則判定為前段電池存在開路故障，如果U1與U2均小于U開，則判定為電池組兩端開路，如果U1與U2的值接近為0，則判定為前段和后段均存在開路故障；為了保證蓄電池在浮充狀態下檢測到蓄電池發生了開路狀態，除了監測蓄電池組分段電壓以外，同時還結合監測蓄電池的浮充電流（使用高精度CT監測充電電流）的方式對蓄電池組進行開路檢測。

圖2　 蓄電池開路檢測原理圖

2.2 檢測流程簡析

圖3　 開路檢測流程圖

如圖3所示是蓄電池開路監測的流程圖，首先通過設定好監測蓄電池組的電池總節數以及前段電池的節數，然后設定判斷開路的門限值單體開路電壓，完成以后開始對蓄電池組進行實時監測，當浮充電流小于0.3A時，檢測前段或后段平均電壓的大小，該平均電壓與設定的開路門限電壓進行對比，如果小于開路門限值電壓后進行延時，延時完成后再進行一次前段和后段平均電壓與門限值的比較，然后給出結論。

3　 結論

采用這種方式不僅可以準確的判斷出蓄電池組發生了開路故障，還能將故障點縮小到一定范圍，為運行維護人員快速排查故障提供了有效依據，大大縮小了蓄電池故障運行時間，避免了因蓄電池組開路帶來的重大損失。

[1]高鵬,馬江泓,崔君瑩．閥控密閉式鉛酸蓄電池的原理及運行維護[J]．電源技術運用,2009,04:27-32．

[2]于雷．淺談閥控密閉鉛酸式蓄電池的使用及維護方法[J]．蓄電池,2010,01:27-29．

[3]桂長清,柳瑞華．閥控密閉鉛酸蓄電池的開路電壓變化規律[J]．通信電源技術,2007,01:61-62．