直流系統(tǒng)浮充電源損壞的原因分析及解決辦法

李 岐（大慶市油田總公司電力集團(tuán)宏偉熱電廠，黑龍江 大慶 163000）

直流系統(tǒng)浮充電源損壞的原因分析及解決辦法

李 岐
（大慶市油田總公司電力集團(tuán)宏偉熱電廠，黑龍江 大慶 163000）

摘 要：電力系統(tǒng)控制、動(dòng)力直流蓄電池浮充電源經(jīng)常損壞，給生產(chǎn)帶來(lái)無(wú)法挽回的損失。通過(guò)分析原因用簡(jiǎn)單易行的方法來(lái)保證直流系統(tǒng)的供電可靠性。本文介紹了電力系統(tǒng)控制、動(dòng)力直流蓄電池浮充電源經(jīng)常損壞的原因和解決的辦法，利用簡(jiǎn)單易行的方法來(lái)保證直流系統(tǒng)的供電可靠性。

關(guān)鍵詞：燒毀；蓄電池；電阻；模塊

我廠有1臺(tái)60MW、1臺(tái)50MW，1臺(tái)100MW 發(fā)電機(jī)組，一期220V 直流系統(tǒng)采用一、二組1600AH共104個(gè) 蓄電池組作為動(dòng)力電源，二期為三組1500AH 共104個(gè)蓄電池組作為動(dòng)力電源。每組充電電流為205A。在實(shí)際使用過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生高頻整流充電模塊燒損情況。尤其是在系統(tǒng)故障啟動(dòng)直流油泵的情況下，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的事故分析，證實(shí)一般都是在啟動(dòng)瞬間燒損。也有是在正常無(wú)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)燒損的，分析為模塊元器件質(zhì)量問(wèn)題。

1 燒損原因分析

為分析燒損原因，我們模擬實(shí)際進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由于運(yùn)行條件的限制，并沒(méi)有啟動(dòng)事故狀況下應(yīng)該啟動(dòng)的全部負(fù)載，只手動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行電流最大的直流油泵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)測(cè)穩(wěn)定輸出后總輸出430A，蓄電池輸出電流190A，高頻整流充電模塊總輸出240A，蓄電池系統(tǒng)電壓降低到117V。啟動(dòng)中燒損高頻整流充電模塊兩個(gè)，運(yùn)行3 分鐘后又燒損一個(gè)。測(cè)試條件限制無(wú)法記錄每個(gè)高頻整流充電模塊在啟動(dòng)時(shí)的準(zhǔn)確輸出電流和蓄電池的瞬時(shí)電壓。在微機(jī)屏上檢查每個(gè)還在繼續(xù)運(yùn)行的模塊的輸出電流，最大的與最小的相差6A。自動(dòng)浮充裝置有最大浮充電流限制，我們?cè)O(shè)定為205A。

根據(jù)以上分析得出以下結(jié)果：最大浮充電流限制沒(méi)起作用；由于高頻整流充電模塊負(fù)荷特性不一致，在啟動(dòng)瞬間部分調(diào)節(jié)特性陡的高頻整流充電模塊輸出電流超過(guò)額定輸出電流1-2 倍，導(dǎo)致該高頻整流充電模塊因過(guò)載燒損；然后繼續(xù)燒損下一個(gè)負(fù)荷特性特性較陡的高頻整流充電模塊，直到剩下的都是負(fù)荷特性較平緩的高頻整流充電模塊；元件質(zhì)量有問(wèn)題或者是元件參數(shù)選取余度小，造成3 分鐘后又燒損一個(gè)高頻整流充電模塊。

2 解決辦法

以發(fā)電廠220V 動(dòng)力直流系統(tǒng)為例。

2.1 最大浮充電流限制不起作用問(wèn)題，聯(lián)系生產(chǎn)廠家負(fù)責(zé)解決。

2.2 元件質(zhì)量問(wèn)題。廠家維修后的高頻整流充電模塊返回來(lái)后，要做好老化實(shí)驗(yàn)。有機(jī)會(huì)最好全部進(jìn)行老化實(shí)驗(yàn)以嚴(yán)整高頻整流充電模塊的運(yùn)行可靠性。利用第二組備用的自動(dòng)浮充裝置，拔出所有高頻整流充電模塊，只插入一個(gè)維修后的高頻整流充電模塊進(jìn)行至少10h老化實(shí)驗(yàn)。將該組自動(dòng)浮充裝置輸出接引到假負(fù)載上，自動(dòng)浮充裝置最大浮充電流限制設(shè)定為20A，以20A 電流持續(xù)工作至少10h能保證運(yùn)行正常方可投入使用，否則退回返修。

2.3 查找直流自動(dòng)浮充裝置廠家資料，了解最大浮充電流限制是限制總的輸出電流還是分別直接限制每個(gè)高頻整流充電模塊的輸出電流。如果是直接限制每個(gè)高頻整流充電模塊的輸出電流，那么以下步驟不必進(jìn)行，只要做好高頻整流充電模塊老化實(shí)驗(yàn)就可以。如果是限制總的輸出電流，則要對(duì)每一個(gè)高頻整流充電模塊進(jìn)行改進(jìn)，即加裝均流限流電阻。此部分是本文的重點(diǎn)，下面著重介紹這一部分。

3 高頻整流充電模塊輸出回路改進(jìn)

原理是在每個(gè)高頻整流充電模塊的輸出部分串聯(lián)均流電阻。但計(jì)算方法有一定的區(qū)別。要根據(jù)蓄電池在事故狀態(tài)下的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并在最惡劣的情況下保證事故負(fù)荷只由直流自動(dòng)浮充裝置提供額定范圍內(nèi)的部分，其余無(wú)論大小均由蓄電池來(lái)承擔(dān)。

計(jì)算需要蓄電池在事故狀態(tài)下帶全部事故負(fù)荷的數(shù)據(jù)。利用熱控事故啟動(dòng)回路啟動(dòng)事故負(fù)荷，記錄啟動(dòng)瞬間的蓄電池最低電壓Ud，這里假設(shè)為210V；設(shè)蓄電池正常工作電壓為Ue，這里取220V；取每個(gè)高頻整流充電模塊的輸出電流為Ie，這里取20A。計(jì)算如下：

R=（Ue-Ud）/Ie=（220-210）/20=0.5Ω

電阻R 的功率要滿足要求，即實(shí)際功率Ps＞P=Ie×（Ue-Ud）=20×10= 200W。

取功率不小于200W，阻值為0.5Ω的無(wú)感電阻串聯(lián)在高頻整流充電模塊輸出后的回路上。安裝位置要保證散熱要求和安全要求。

注意電阻必須采用無(wú)感電阻，每個(gè)高頻整流充電模塊一個(gè)。在高頻整流充電模塊的輸出電流中含有很大的高頻成分，使用有感電阻會(huì)限制高頻整流充電模塊功能的發(fā)揮，甚至造成無(wú)輸出的嚴(yán)重后果。如果沒(méi)有無(wú)感電阻，可以用以下的方法自制：

用高頻整流充電模塊輸出電流的大小選取適當(dāng)直徑的漆包電阻線，沒(méi)有也可用漆包銅線代替，但體積會(huì)很大。再計(jì)算或量出需要的長(zhǎng)度，剪取后對(duì)折備用。電阻線對(duì)折處最好用焊錫焊一下以避免因彎折處阻值增大過(guò)熱。取一塊3mm～5mm的絕緣板，根據(jù)安裝位置和空間規(guī)劃出安裝固定孔、出線孔和繞線位置，把折好的電阻線以對(duì)折處為起點(diǎn)雙線并繞，最后引出的電阻線的兩個(gè)端頭固定好即可。

將自制的無(wú)感電阻固定穩(wěn)妥，出線串聯(lián)在高頻整流充電模塊輸出至電纜之間就完成了整個(gè)改進(jìn)工作。

結(jié)語(yǔ)

改進(jìn)后對(duì)直流系統(tǒng)的運(yùn)行沒(méi)有任何影響，但會(huì)引起蓄電池核對(duì)性充放電的充電過(guò)程提前由充電狀態(tài)改為浮充狀態(tài)，延長(zhǎng)充電過(guò)程0.5h～2h。如果希望恢復(fù)原來(lái)的充電特性可以在每個(gè)無(wú)感電阻兩端并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)或刀閘，正常運(yùn)行時(shí)斷開(kāi)，核對(duì)性充電時(shí)投入。從而有效的保證直流系統(tǒng)的供電可靠性。本人通過(guò)觀察和思考，結(jié)合實(shí)際情況提出了對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)的一些看法。因水平有限，不足之處， 請(qǐng)各位專家指正。

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