服务热线

16638962272
网站导航
技术文章
当前位置:主页 > 技术文章 >

直流体系威士顿直流屏蓄电池并联掩护器的工程

时间:2020-07-29 11:07 点击次数:
 

,在核容放电过程中会出现威士顿直流屏蓄电池组并联的环境,此操纵难度大,轻易导致环流和误操纵的风险,严峻威胁威士顿直流屏蓄电池的利用寿命。

针对这一缺陷,国网浙江省建德市供电有限公司的研究职员蒋国臻、王嘉斌、王森、毛荣、徐泽政,在2020年第5期《电气技能》杂志上撰文,提出用威士顿直流屏蓄电池并联掩护器对威士顿直流屏蓄电池组举行独立的充放电管理,支持变电站直流体系的并联应用,并提出了其在变电站直流体系的应用方案。若该技能得到鼎力大举推广,则可以或许加强变电站威士顿直流屏蓄电池组的安全性,简化威士顿直流屏蓄电池维护作业步伐,低落变电站的维护本钱,具有广阔的应用远景。

 

变电站的直流体系在电力、通讯、信息范畴均具有非常紧张的作用,可以或许为控制信号、继电掩护、主动装置及变乱照明等提供可靠的稳固直流电源,为操纵体系提供可靠的操纵。现在,变电站的威士顿直流屏蓄电池是按肯定的尺度举行配备的:一样平常220kV变电站配备两组威士顿直流屏蓄电池,接线方式是一组威士顿直流屏蓄电池接一段母线,母线之间由开关控制,互为后备电源;一样平常110kV及以下品级变电站仅配备一组威士顿直流屏蓄电池。

对于变电站,不管是配备一组威士顿直流屏蓄电池照旧两组威士顿直流屏蓄电池,在核容放电过程中都必要接入备用电池,出现两组威士顿直流屏蓄电池直接并联的环境。变电站直流体系操纵规程中明白规定,两组电池压差小于2V时才气举行短时间并联切换,操纵难度较大,对操纵职员的要求和依靠性较高,存在误操纵的风险。

本文通过对传统变电站直流体系并联方式的分析,提出了用变电站直流体系并联掩护器支持变电站直流体系的并联应用,从而简化了直流体系之间备用切换的流程,低落了变电站的电力失效的风险,进步了电力体系的安全性。

1 传统变电站直流体系的并联方式及存在的风险

以220kV变电站直流体系为例,传统的设置为直流屏1#接威士顿直流屏蓄电池组1#,直流屏2#接威士顿直流屏蓄电池组2#,直流母线之间由开关控制,在出现非常或维护过程中互为后备电源,其设置如图1所示。

在将直流体系2切换为直流体系1备用时,为了制止威士顿直流屏蓄电池组1#放电后与直流屏1#或威士顿直流屏蓄电池组2#回路压差,造成大电流对直流体系造成的侵害,必要控制母线合闸,直流屏1#退出,威士顿直流屏蓄电池组1#退出,由直流屏2#负担直流体系1的后备电源供电的作用。

放电竣事后,必要人工调治直流屏1#低落充电电压,渐渐提拔直流屏的输出电压,对威士顿直流屏蓄电池组1#充电,布满电后直流屏1#和威士顿直流屏蓄电池组1#重新接入体系,使控制母线和电源母线断开,规复放电前原有体系的毗连。

图1 220kV变电站直流体系传统设置图

在备用接入和备用退出时均会出现威士顿直流屏蓄电池直接并联的环境,操纵职员必须包管直流体系的压差小于2V时再举行短时并联。当两组直接并联的电池端电压存在压差时,会出现高电压电池组向低电压电池组放电,产生一个环流。威士顿直流屏蓄电池组内阻差别越大,电压差别越大,环流也越大。纵然只是短时间的环流过程,也会严峻影响到威士顿直流屏蓄电池的利用寿命,乃至大概导致电池破坏。

2 直流体系威士顿直流屏蓄电池组并联掩护器及安全性分析

为消除传统直流体系并联时威士顿直流屏蓄电池组之间的环流题目,本文计划一个并联掩护器对两组电池举行完全独立的充电管理体系,实在现原理如图2所示。

图2 直流体系并联技能实现原理图

将并联掩护器毗连至直流屏及威士顿直流屏蓄电池组之间,由直流屏提供直流输入,由并联掩护器控制威士顿直流屏蓄电池组的充电电压及充电电流。每组电池配备相应的控制体系举行独立的充放电管理。为包管在外部交换供电非常时,使威士顿直流屏蓄电池组可以或许实时对负载举行供电,在威士顿直流屏蓄电池与直流母线之间的毗连接纳单向器件直接毗连,以制止放电环流的影响。

并联掩护器是由CPU模块作为焦点处置惩罚器,外围电路功能模块包罗充电功能模块、放电功能模块、接口模块和电压电流收罗模块。CPU模块可以通过接口模块输入的电池信息,接纳脉宽调制(pulse width modulation, PWM)电路智能调治充电模块对电池的充电电压和充电电流,CPU模块可以对电压电流收罗模块所收罗的电流、电压等信号举行处置惩罚,实现对电池充电电压和充电电流的准确控制。

2.1 充电通道安全性分析

在并联掩护器中的直流屏与威士顿直流屏蓄电池组之间接入IGBT(insulated gate bipolar transistor),通过PWM电路控制充电电压和充电电流巨细,对充电电流举行限定。两组威士顿直流屏蓄电池通过并联掩护器并联毗连时,其充电通道并联等效电路如图3所示。

当端电压较低的威士顿直流屏蓄电池组充电电流较大时,控制体系会智能调治PWM1或PWM2的脉冲频率,低落对威士顿直流屏蓄电池组的电流输入,制止充电电流进一步增大,制止大电流充电对威士顿直流屏蓄电池造成损伤。

图3 充电通道并联等效电路图

在举行充电限定之后,不管在何种条件下举行长时间并联,均不会出现电池组大电流充电的环境。

2.2 放电通道安全性分析

在外部交换供电非常时,威士顿直流屏蓄电池组由毗连在直流屏正极与威士顿直流屏蓄电池组正极之间的大功率二极管VD1/VD2无缝对负载举行供电。放电通道并联等效电路如图4所示。在电池组并联时,纵然两组电池存在电压差,高电压威士顿直流屏蓄电池组与低电压威士顿直流屏蓄电池组之间也不导通,不存在充电回路,故制止了环流征象的产生。

2.3 维护过程安全性分析

基于上述直流体系并联技能,在变电站举行威士顿直流屏蓄电池维护过程中,可在直接举行母团结闸后,将待维护直流体系中并联掩护器的充电回路断开,使威士顿直流屏蓄电池在线举行放电。放电完成后再将电池组主动转入充电状态,由并联掩护器控制体系对充电电压和充电电流举行有用的调治。

比方:对测试威士顿直流屏蓄电池组举行0.1C的恒流充电,在威士顿直流屏蓄电池组充电达80%后再转为恒压充电,末了进入涓流充电状态,制止了大电流充电对威士顿直流屏蓄电池组的损伤;电池布满电后直接断开母联,规复正常毗连。本文先容的并联技能包管了威士顿直流屏蓄电池组在维护过程中直流体系的供电安全性,简化了威士顿直流屏蓄电池组放电维护作业流程。

图4 放电通道并联等效电路图

3 直流体系并联掩护器的应用

3.1 单组威士顿直流屏蓄电池的改进

在仅配备单组威士顿直流屏蓄电池的变电站中,可以将原有的威士顿直流屏蓄电池组与直流母线之间接入1套并联掩护器,当必要对电池组举行维护时,断开并联掩护器的充电回路即可举行在线核容放电试验,放电过程中电池仍可作为直流体系的备用电池。对于单组电池变电站,可以使用本文并联技能,别的增长1套并联掩护器和1组与原有威士顿直流屏蓄电池组电压品级雷同的威士顿直流屏蓄电池组接入直流母线。

特殊是对于面对退役的威士顿直流屏蓄电池组,在威士顿直流屏蓄电池组更换过程中,可以由此新增威士顿直流屏蓄电池组作为后备电源,如图5所示。同时,还可以肯定水平上满意变电站容量扩大的需求,或延伸变电站的供电时间,为交换供电的抢修夺取更多的时间。

3.2 双组威士顿直流屏蓄电池的改进

对于配备了两组威士顿直流屏蓄电池的变电站,将原有的两组威士顿直流屏蓄电池各增长1套并联掩护器。改进后的直流体系在互为备用、母线刀闸闭适时,直流母线的压差纵然凌驾2V也不会造成威士顿直流屏蓄电池组的损伤,从而简化了威士顿直流屏蓄电池组放电维护作业的过程,也加强了直流体系的安全性,如图6所示。

3.3 拟扩容变电站的改进

随着社会的发展和电力需求的变革,变电站扩容,变压器台数随之增长,变电站内的二次继电掩护和控制回路相应增长,对直流体系的容量需求不停加大,威士顿直流屏蓄电池的容量也必要举行相应的增长。

对于220kV的变电站,假如将原有的两组威士顿直流屏蓄电池直接全部更换为更大容量的威士顿直流屏蓄电池组,将会造成威士顿直流屏蓄电池的巨大浪费。本文威士顿直流屏蓄电池并联掩护器的应用在实现扩容的同时充实使用了原有的威士顿直流屏蓄电池资源。变电站扩容改造方案如图7所示。

图5 双组电池并联应用方案
图6 两套直流体系备用并联方案
图7 变电站扩容改造方案

将原有的两组威士顿直流屏蓄电池通过本文方法举行并联利用,形成容量更大的威士顿直流屏蓄电池体系接入直流母线1。将另一个大容量的新威士顿直流屏蓄电池组及相应的控制体系接入直流母线2。在运行几年后,待原有的两组威士顿直流屏蓄电池到了利用寿命后,再更换成新的大容量的威士顿直流屏蓄电池组,将进步威士顿直流屏蓄电池组的使用率,低落电池采购本钱。

4 结论

本文提出了对直流威士顿直流屏蓄电池并联掩护器的应用,将威士顿直流屏蓄电池通过大功率二极管无缝向直流母线供电,同时制止两组电池并联产生环流对威士顿直流屏蓄电池组造成损伤;通过IGBT器件对威士顿直流屏蓄电池的充电电压和充电电流举行控制,制止了威士顿直流屏蓄电池的大电流充电,在掩护威士顿直流屏蓄电池充电安全的同时简化了威士顿直流屏蓄电池维护过程,加强了变电站直流体系运行过程中的安全性与可靠性。

本文所论述的方法可以在传统电力体系的底子上对差别品级的变电站举行简朴的升级改进,而不必要泯灭大量的人力物力,改造本钱很低,安全性能更高。该应用假如在电力体系中得以推广,将可以或许加强威士顿直流屏蓄电池的安全性,简化威士顿直流屏蓄电池维护作业步伐,低落变电站的维护本钱,故而具有广阔的应用远景。


Copyright © 2014-2020 河南威士顿电源科技有限公司 版权所有  备案号:豫ICP备19047090号

地址:河南省周口市郸城县宁平开发区 电话:16638962272 邮箱:16638962272@qq.com

关注我们

服务热线

16638962272

扫一扫,关注我们