一种在线检测电力系统蓄电池组开路的方法与流程

本发明涉及一种在线检测电力系统蓄电池组开路的方法。

背景技术：

电力系统是弱电控制强电系统，而保护自动控制装置回路电源来源于变电站直流电源。直流电源是厂、站安全运行的基础，在厂、站发生故障的关键时刻，直流电源如果出现故障或异常，必将造成主设备的严重损坏，甚至殃及电网安全。所以厂、站直流电源的安全可靠运行，确实给保护及其自动装置提供可靠电源，保障了电网的安全可靠运行。

近年来，电厂、数据中心、电站等企事业单位电源部分的建设始终保持较快速的发展，大量直流电源设备投入到系统中。由于铅酸蓄电池技术门槛低，制造厂家繁多，产品质量良莠不齐，新设备入网管理显得尤为重要。直流电源系统的建设中，将蓄电池打包到直流设备或一体化电源中，蓄电池的选型、质量难以控制，导致不断有质量低下的厂家产品进入用户电源系统中，产品质量参差不齐，部分设备投运1~2年就出现因个别电池故障，造成整组蓄电池不能正常。

蓄电池组开路是直流系统中比较常见的故障，也是最危险的。一旦交流失电，继保回路失去电源，不能可靠地分闸故障回路，将直接越级至上级保护，造成全站失压。电池组开路分两种情况，直接开路和间接开路。

直接开路，就是连接蓄电池组的熔断器熔断，但熔断器指示器却未动作，造成系统检测不到。也有可能是人为原因造成熔断器未投入，电池组脱网。西安南郊618事故的原因就是直流系统改造，熔断器处于断开状态，电池组未投入。当35kv电缆短路爆炸造成站用交流保护跳闸，直流屏充电机交流失电，而电池组又没有投入直流母线，造成直流同时失压，保护功能丧失。最终酿成南郊330kv站和8做110kv站全部失压，2台110kv主变和1台330kv主变烧毁，2台330kv主变故障，其余配套设备损失不小。

间接开路，主要是电池组中个别电池的极板、汇流排和极柱连接位置腐蚀严重造成虚接现象，浮充小电流时，处于连接状态，一旦大电流放电，就可能造成电池开路，电池组失压。

近几年因为蓄电池组开路造成直流系统不能在交流失电时及时提供可靠的保护电源而引发更大的停电事故越来越多，给广大人民群众的工作和生活造成很大的影响。

技术实现要素：

为了消除上述弊病，本发明提供了一种在线检测电力系统蓄电池组开路的方法，可以实现自动的定期的在线检测判断蓄电池组是否开路，一旦发生开路情况，实时报警，通知人员进行维修处理。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

目前，大多数电力系统中的直流系统都一直处于浮充状态，正常的直流负载由充电柜直接供电，蓄电池处于满电状态，只有当充电柜的交流电源消失后，蓄电池才给直流负载供电。在正常的浮充状态下，充电柜的直流输出为u1=242v，将充电柜的直流输出电压u1调低到220v，这也是直流系统的额定电压值，而蓄电池组处于满电的电压u2为236v以上，所以，正常情况下，此时，u2＞u1，直流负载就由电压更高的蓄电池组供电，所以直流母线上的电压u0就是蓄电池组的电压u2，即u0=u2，这是正常工作状态。

一旦蓄电池组开路，当调低充电柜的电压u1到220v时，因为蓄电池组开路u2=0，此时，u1＞u2，直流负载由电压更高充电柜供电，所以直流母线上的电压u0就是充电柜的输出电压，即u0=u1，由此，可以判断蓄电池开路。

具体步骤如下：

首先，调低充电柜的直流输出电压u1=220v，延时30s后，检测母线电压u0，如果u0＞220v，则蓄电池正常工作；如果u0≤220v，则蓄电池开路。

本发明所述的方法可以实现在线检测蓄电池开路状态，还可以根据设定的时间周期，定期的进行蓄电池开路检测，还可以根据实际情况手动的进行蓄电池的开路检测。简单可靠，一旦出现蓄电池组开路的情况，直流负载也不会出现停电，还有调低后的直流充电柜输出电压220v，能保证负载的正常工作。

调低充电柜的直流输出电压到220v的功能由直流充电柜内的高频开关电源模块完成，高频开关电源模块的电压调整范围在176v~280v。完成蓄电池组的开路检测后，高频开关电源模块的电压恢复到浮充电压242v，恢复正常状态。

对充电柜的直流输出电压和母线电压的采集和比较由直流屏监控主机完成，并可以通过触摸屏对相关参数进行设定。

附图说明

图1为直流系统示意图。

图2为蓄电池组开路检测逻辑图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明做进一步阐述：

图1所示的是直流系统示意图，充电柜、蓄电池组和直流负载都连接于直流母线上，一般情况下，充电柜既给直流负载供电又给蓄电池组浮充电，补充电池的自放电，蓄电池组通过熔断器连接于直流母线。

充电柜是将交流380v电源经过高频开关电源模块整流成可调整电压的直流电源，图中二极管d的作用是逆止二极管，正常情况下母线的电压比高频开关电源模块的输出电压低一个二极管的管压降0.7v。

当进行蓄电池组的开路检测时，调整高频开关电源模块的直流输出电压为220v，即逆止二极管d的阳极点电压为220v，当蓄电池组正常连接于直流母线上时，此时，处于满电状态的蓄电池组的电压因该是236v左右，所以直流母线上的电压即逆止二极管d阴极点的电压也为236v左右，高于220v，所以由蓄电池组的236v电压给负载供电，延时30s后，此时根据直流母线电压236v大于高频开关电源模块的直流输出电压220v，可断定为蓄电池组处于正常连接状态。

当蓄电池组处于直接开路状态，即连接蓄电池组和直流母线的熔断器熔断或者未投入时，此时，调整高频开关电源模块的直流输出电压为220v，因蓄电池组开路，直流母线的电压也会跟着降到119.3v，比高频开关电源模块的直流输出电压220v少一个二极管的管压降，根据直流母线电压小于等于高频开关电源模块的直流输出电压，可判定为蓄电池组处于开路状态，发出告警，通知运维人员处理。

当蓄电池处于间接开路状态时，即个别电池内部腐蚀有虚接现象，此时，调整高频开关电源模块的直流输出电压为220v，蓄电池组给负载供电，因为负载电流较大，造成腐蚀部分开裂而逐渐断开，蓄电池开路，直流母线电压降低到119.3v，同直接开路状态一致。

图2所示的是蓄电池组开路检测逻辑图，当进行蓄电池组开路检测时，首先调低直流系统的充电模块电压为220v，然后延时30s后，对母线电压进行检测，如果大于220v，则判断为蓄电池组正常，否则，报警蓄电池组开路故障。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种在线检测电力系统蓄电池组开路的方法，在线调整直流系统充电模块输出直流电压到220V，而直流系统蓄电池组的电压为236V以上，正常情况下，此时蓄电池组为直流负载供电，母线电压与蓄电池组电压相同，大于220V；而蓄电池组开路的情况下，蓄电池组不能给负载供电，还是由调整到220V的充电模块为负载供电，母线电压小于220V。本发明所述的方法可以在线检测蓄电池组的开路情况，同时还能保证蓄电池组在开路时由220V电压托底保护系统的稳定性。

技术研发人员：赵占强;张越峰;路驹
受保护的技术使用者：陕西意联电气设备有限公司
技术研发日：2018.08.22
技术公布日：2018.12.11