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电力系统中蓄电池的放电技术

1 前言

在电力系统变电所和发电厂内,蓄电池是直流操作电源的重要组成部分,其性能好坏,在很大程度上决定直流操作电源的可靠性。合理的使用和维护蓄电池,使其保持在良好的运行状态,是延长蓄电池寿命以提高直流操作电源可靠性的关键。但在目前系统运行中,作为直流操作电源的蓄电池是工作在持续不断的浮充电状态的,其充电器以恒定电压对蓄电池进行持续不断的浮充充电。从而使蓄电池置于只充电不放电的不合理工作状态,造成了蓄电池阳极板钝化,使电池内阻增大,电池的可用容量大大低于其标称容量,导致蓄电池可能提供的实际后备供电能力大大降低。这样在电力系统遇到停电故障时,一些操作的电源就不能得到保障,不能确保发电厂和变电站的安全运行。因此,在蓄电池的使用和维护过程中,为了活化蓄电池和测量蓄电池的容量,必须定期进行核对性放电实验。这样,一套高性能的放电装置对保证蓄电池乃至整个直流系统的安全稳定运行就显得非常重要。 

2 传统电阻放电

蓄电池通过电阻放电是一种应用较早的放电方式,由电阻丝或水电阻构成,在放电试验时,通过开关的通断来人工调整放电电流的大小,将电能转化为热能加以消耗。其结构简单、技术含量低、价格便宜、工作可靠,目前仍在广泛使用。但是其缺点也很明显:(1)由于大量的热量消耗,造成环境温升,影响安全(火灾隐患和人身安全)和降低了周围设备的绝缘,缩短了周围设备的使用寿命;(2)在放电过程中,随着蓄电池端电压的变化及电阻值随温度的变化,放电电流不能保持恒定,对蓄电池的测量结果造成较大的偏差;(3)电能被消耗,造成了能量的浪费;(4)维护人员的劳动强度大,不适合电站的完全无人值守。 

3 变压器隔离型相控有源逆变放电 

3.1 工频隔离,一级功率变换 

PWM整流逆变电路直接与蓄电池组相连,将蓄电池的直流电压逆变成交流电压,然后再通过工频变压器与电网相连,蓄电池组释放的能量反馈给电网。工频变压器除了起电气隔离的作用外,还将网侧电压降低,以满足PWM整流逆变电路正常工作时的电压条件,即PWM整流变电路交流侧电压的峰值必须小于其直流侧电压。这种方案只有一级电力电子变换,成本比较低,具有控制简单、电能变换效率高等优点。但是需一定功率等级的工频变压器,工频变压器体积大、质量大、不利于安装、不便于移动和携带。而且变压器的变比很大,输入电流等级很高。逆变部分选用逆变电路时,因为输人的低压大电流造成技术上的难以实现,并且硬开关工作时损耗非常大,散热问题难以解决,整体可靠稳定实现较为困难。综合这些因素,这种方案的效率不会因为系统简单而有明显的提高。 

3.2 工频隔离,两级功率变换 

同第一种方案相比,该方案增加了一级DC/DC升压变换电路(Boost变换电路)。DC/DC变换电路具有两个作用:一方面进行恒流放电控制;另一方面将蓄电池电压升高,使之满足PWM整流逆变电路正常工作所需的电压条件


点击次数:  更新时间:2016-05-11 16:00:20  【打印此页】  【关闭

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