（1、广东电网有限责任公司茂名供电局，广东 茂名525000；2、广东电网有限责任公司江门供电局，广东 江门529000；3、广东电网有限责任公司教育培训评价中心，广东 广州510000）
摘要：作为直流系统中的主要设施，蓄电池在变电站直流系统中具有重要作用。因此，确保蓄电池的效能对维护变电站的正常运转会产生直接影响。本文分析研究了蓄电池组失效的原因，并针对性地提出了在变电站直流系统中应用的智能旁路装置。
关键词：蓄电池；智能旁路；变电站；直流系统
前言
蓄电池是变电站直流系统中的重要设备，并被广泛使用在变电站中。当处于正常状态时，变电站直流系统可以提供可靠的供使用的电源。直流系统是否可靠直接关系着变电站能否安全的运行。而作为变电站直流系统中的重要组成部分，蓄电池组的容量需要满足运行要求，否则将对直流系统的安全运行产生直接影响。蓄电池组失效会影响变电站直流系统的正常运转，因此，在分析蓄电池组失效原因的基础上并设置可以检测蓄电池组失效的智能回路装置，将会对变电站直流系统产生重要意义。
1 蓄电池组失效的原因分析
基于众多研究数据及现场经验，本文认为导致蓄电池组失效或者可能失效的原因是源于平时缺少维护。实际上，如果平时给予充分的维护，早期的蓄电池失效是可以避免的。总体上看，蓄电池失效的原因可以分为以下几种情况：
1.1 失水
这是一种常见的造成蓄电池失效的故障。当气体化合效率较低，电池壳体有水渗出，板栅遭到腐蚀或者自放电等情况出现时，就会导致电池失水。同时，过高的环境温度、过低的安全阀开阀压力，过高的浮充电压等都会导致电池失水问题的加速。一般来说，当失水程度大于15%时，电池就被判定为失效。
1.2 板栅遭到腐蚀而变形
板栅腐蚀对电池寿命起着非常重要的决定性作用。比如说，由于蓄电池充电时，尤其是当过度充电时，蓄电池的正极板栅较负极板栅要厚，而且，正极板栅会遭到腐蚀，并在氧化过程中逐渐失去原有的作用。
1.3 活性物质的软化效用
随着电池不断被循环使用，其晶型也逐渐由α型转化为β型。而鉴于β晶型的晶粒较细小，因而结合力不强，从而削弱了活性物质的网状结构，最终导致活性物质被泥化，继而致使电池失效。
1.4 短路现象
正极板栅遭到腐蚀变形和粗糙的制造工艺都会导致短路，除此之外，枝状晶体是导致短路的另一个原因。如果电池长期处于放电状态或者被长期搁置，负极板上出现的可溶性铅颗粒会导致枝状晶体的产生并穿透隔膜，从而造成两极间出现短路，并导致电池报废。
2 蓄电池失效智能旁路设备的技术要求
在分析上述导致蓄电池失效的原因的基础上，可以得知，如果要对个别失效电池进行维护，同时又要确保蓄电池能够提供直流系统使用的合闸电源，需要设置一种智能旁路装置，既能够使整组蓄电池不会脱离运行，又能将失效蓄电池脱离运行进行维修或替换。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆鉴于蓄电池组特殊的结线结构，蓄电池失效智能旁路设备需要满足以下几项技术要求。
第一，蓄电池组需要继续保持正向上的对外连通性及供电的不间断。
第二，确保将要拆除的蓄电池旁路设备不会出现短路的情况，且不会对电池造成损坏。
第三，在拆除蓄电池后，要保证浮充电流处于导通状态，从而使该蓄电池在暂时不能恢复正常功能时，可以继续使用该浮充电的方式，并确保其他蓄电池能够继续正常工作。
第四，要使浮充电流在旁路设备上的压降处于与蓄电池工作电压相一致的状态，并确使浮充电流处于稳定状态。
第五，旁路设备应该可以承受合闸时遭遇的电流冲击。
3 蓄电池失效智能旁路设备的设计思路
3.1 确保二极管有足够的过流容量
二极管的通过容量需要足以保证使用。通常情况下，变电站使用的电磁机构的合闸电流在200A以内，因此，选择使用的二极管应具备200A以上的正向通过电流。
3.2 能够承受的反向工作电压
对于浮充电回路而言，旁路设备中的二极管是断开的并且承受的是反向工作电压，且能够承受大于旁路设备所针对的蓄电池能够承受的工作电压。举例来说，如果解除三节蓄电池的运行，则需要选择能够承受大于7V反向工作电压的二极管。
3.3 设置并联电阻的阻值
蓄电池处于长期脱离状态时，单纯使用二极管会导致浮充电回路无法接通。因此，其它蓄电池能够正常充电还需要接通浮充电回路。然而，由于蓄电池的部分退出，直接通过导线接通蓄电池必然造成反向电动势变弱，而且也会使蓄电池的综合电阻变小，浮充电流继而会增大。长期保持以此种方式运行，蓄电池必然遭到损坏。为了解决这一问题，就需要在二极管上设置并联电阻，以此来平衡因改变结线方式而导致的充电电流的变化。这一电阻的数值可以通过计算蓄电池组的电路而求得。
4 蓄电池失效智能旁路设备的利用价值
首先，蓄电池失效智能旁路设备可在电池拆除前将其旁路掉，如此，电池被拆卸后不会对正常供电造成影响。其次，当电池处于长期脱离状态时，蓄电池失效智能旁路设备减少了因个别电池脱离而造成的浮充机调整和设置等操作量，从而使系统安全性得到提高。再次，当直流电源被切断和接通时，蓄电池失效智能旁路设备将有利于避免因意外原因带来的人员及设备方面的损害。
5 结论
直流系统的可靠关系着变电站是否能够安全运行，而作为直流系统的重要部分，蓄电池组又对直流系统的安全运行产生直接影响。本文通过分析蓄电池失效的原因，探讨蓄电池失效智能旁路设备的技术要求，提出了蓄电池失效智能旁路设备的设计思路，并认为该旁路设备能够保证变电站直流系统的稳定运行，适应电力系统的迅速发展。
参考文献：
[1]杨冰. 变电站直流系统蓄电池组运行及维护分析[J]. 信息与电脑:理论版, 2011(12):53-54.
[2]高涵冰, 徐景升. 有关变电站直流系统中蓄电池的检测和维护问题思考与探讨[J]. 中国电子商务, 2013(3):233-233.
[3]王鹏洋. 变电站直流系统蓄电池容量选择探讨[J]. 中国高新技术企业, 2011(14):89-91.
[4]曹志怀, 赖日晶, 郭世海. 变电站直流系统蓄电池组保险装置的改良应用[J]. 中国科技投资, 2014(A15):143-144.
作者简介：
池莲庆，出生1972年9月，性别男，籍贯广东茂名，学历本科，职称高级技师，研究方向：电力工程技术，从事的工作：变电运行。
梁斌儒，出生1962年07月，性别男，籍贯广东江门，学历本科，职称高级技师，研究方向：电力工程技术，从事的工作：变电运行。
张晓宇，出生1982年12月15日，性别男，籍贯广东湛江，学历研究生，职称电力工程师，研究方向：电力工程技术，从事的工作：技能专家站管理。
论文作者:池莲庆,梁斌儒,张晓宇
论文发表刊物:《电力设备》2016年第19期
论文发表时间:2016/12/9
标签：蓄电池论文; 旁路论文; 变电站论文; 系统论文; 设备论文; 电池论文; 智能论文; 《电力设备》2016年第19期论文;