時間:2020年05月26日 分類:電子論文 次數:
摘要:蓄電池在地鐵電力系統中有非常重要的作用,是地鐵電力穩定的最后一道保障。保障供電就是保障地鐵運營。因此,蓄電池的日常維護意義重大。
關鍵詞:變電站;蓄電池;在線維護技術
引言:隨著人類科技的進步和城市基礎建設的快速發展,地鐵已經成為城市進入現代化交通的重要標志。作為地鐵動力的主要來源,電能質量的優劣,將決定著地鐵運行的安全和穩定。地鐵變電站中的蓄電池,作為地鐵電力系統的后備電源,是電能質量的最后一道保障。
一、蓄電池的重要作用
地鐵電力系統中的蓄電池,基本有以下兩個作用:
1、在地鐵電力系統雙回路切換時,為供變電所內重要設備提供電源,使重要設備的供電不會因切換而中斷。
2、在地鐵電力系統雙回路失電時,提供變電所內的應急照明電源,并且為變電所內重要設備長時間提供穩定電源。
變電所內的重要設備包括:站級SCADA系統、各電壓等級(35kV、400V、1500V)開關柜的保護電源和操作電源、所內應急照明。
站級SCADA系統失電將導致變電所全所通訊退出運行,中心級電力調度將無法遠程監控該變電所所有設備。
1500V開關柜保護電源短暫失電或完全失電,將會使1500V開關柜保護重啟或者退出運行,這都將會導致1500V開關柜跳閘,造成地鐵正線四段接觸網單邊供電,而使地鐵供電方式發生改變從而降級運行。在早晚高峰期間,有可能因為牽引負荷過大,而使得相鄰的牽引變電所電流超過定值,導致相鄰牽引混合變電所1500V開關柜也跳閘,造成供電接觸網完全失電,影響電客車的正常供電。
由于地鐵絕大多數變電所,為地下變電所,當地鐵供電系統雙回路故障無法正常供電時,所內正常照明將全部熄滅。如果蓄電池無法給應急照明系統供電,變電所將處于完全黑暗之中,故障排查和處理會有極大的困難。
二、蓄電池的工作原理
蓄電池作為備用電源,在大多數時間時處于浮充狀態。單節蓄電池浮充電壓一般要求在13.5V左右,蓄電池側為18節蓄電池組,計算后電源側浮充電壓一般設置為243V,均充電壓根據要求一般設置為254V,放電電壓設置為200V。電源三個電壓輸出狀態均由智能監控裝置進行調節。因合閘母線有多個電壓狀態,因此在控制母線與合閘母線之間設置了調壓裝置,以保證控制母線輸出電壓為230V,調壓裝置也由智能監控裝置進行自動控制。
當上級電力設備進行電源切換時,電源側將短時失電時,失電時長一般超過3秒。在電源側短時失電的期間,將由蓄電池給DC220V負荷供電。蓄電池維持了電力系統電壓的穩定。
當電源側完全失電時,DC220V負荷將由蓄電池長時間供電。供電時長取決于電池容量和負荷的大小。變電所內一般選用12V100AhC10的鉛酸蓄電池,這種蓄電池在滿容量狀態下,如果負荷電流為10A,也就是蓄電池放電電流為10A,可以連續供電10小時。當電源側恢復供電后,蓄電池將轉為充電狀態。
三、蓄電池的維護過程
蓄電池的一般狀態為浮充狀態,若蓄電池長期浮充,會導致蓄電池容量下降、內阻增加,久而久之,會造成蓄電池漏液、變形,甚至蓄電池內部產生短路或斷路,使蓄電池失效。因此,蓄電池長期使用過程中,需要定期對蓄電池進行維護。蓄電池的維護,是通過對蓄電池放電,再對其進行均充完成的,一般稱之為活化實驗。目前對地鐵變電所蓄電池維護周期約為一年一次。
當需要對蓄電池進行維護時,智能監控裝置將電源側電壓降至200V,放電器開始時工作,蓄電池組電壓約為230V,整個DC220V系統將由蓄電池進行供電。放電器是一個受控可調性電阻,受智能監測裝置控制,由于變電所DC220V系統負荷有可能比較小,當系統電流不滿足設置的放電電流時(一般設置為10A),由智能監測裝置進行調節,通過放電器將蓄電池放電電流,補足至設定的放電電流值。
在放電過程中,智能監測系統將對蓄電池進行實施監測,如果有單節電池故障,或整組電池電壓衰減過快,容量不足等情況,智能監測裝置將停止對蓄電池進行放電,以確保DC220V系統正常供電。
維護完成后,智能監測裝置將停止放電器工作,恢復電源側正常浮充供電,是否進入均充狀態,裝置將根據蓄電池充電電流進行判定。由于蓄電池長時間對外供電,蓄電池電能有一定的虧空,充電電流將會比較大。當充電電流大于8A時,智能監控裝置將提高電源側電壓至254V,對蓄電池進行均充。持續均充后,蓄電池漸漸充滿,蓄電池充電電流也逐漸變小,當均充電流小于2A時,智能監控裝置進入均充倒計時,如果均充電流持續小于2A達兩個小時,智能監控裝置將會調整電源側電壓為243V,蓄電池又轉為浮充狀態,直到完全充滿。
四、蓄電池維護的意義
定期對蓄電池進行維護,就猶如定期對蓄電池進行體檢。很多蓄電池的早期故障、隱性故障,在浮充的穩定狀態下,不易察覺。只有在活化的動態下,才會暴露出來。
蓄電池組一般都是單個電池先發生故障,然后才對整組蓄電池造成影響,使整組蓄電池全部故障。因此,定期維護,盡快盡早的發現單節蓄電池故障意義重大,他將蓄電池整組故障扼殺于萌芽,延長蓄電池壽命,避免蓄電池組故障擴大化,造成更大的經濟損失,更是為地鐵安全穩定的供電,提供保障。
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