关于变电站直流电源设备选用与维护探讨

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  摘 要:本文讲述了直流电源的工作原理,并且详细介绍了直流电源的相关性能指标,以及电源内部最重要的部件——蓄电池的相关参数,最后提出管理和维护电源设备的注意事项,为相关人员的选型和维护提供了一定的参考价值。
  关键词:直流电源设备;蓄电池;性能指标;维护
  随着我国经济和社会发展的不断进步,我国电力系统的安全可靠性给人们提出的要求也日益提高,成为有关部门不得不重视的现实。一个完整的电力系统中,优良的直流电源是系统得以稳定工作的前提条件,因此了解直流电源的设备情况,并做好管理和维护是极其有必要的。
  1 直流电源的工作原理
  随着现代社会创新理念的不断深入人心,我国的直流电源设备也在不断汲取新思想,不断出新,与之配套的相关检测设备和软件也在随之升级换代,使得变电站直流系统的稳定性获得了极大的提高,安全性也得到了很大保障。
  不同的直流设备的工作原理大致是一样的,分为交流输入部分、整流部分,控制部分,电池组部分,直流输出以及检测部分等几个必要的组成成分。其中整流技术方面,对于现在的直流电源,都是采用比较先进的高频整流方式,可以输出稳定性很高的,质量优良的直流电压。不但大大提高了直流电源的工作效率而且通过前级的EMC电路减少了对电网系统的干扰。整流的各个模块是通过并联连接,互相之间的工作并不直接影响,可组成N+1备份冗余系统,即使一个模块故障关机了,也不会影响其他模块的正常输出,提高了整个直流电源系统的稳定性。
  2 直流电源相关性能参数
  (1)纹波电压:输出的相应电压理论上不能超过0.1%。
  (2)设备产生的噪音:通常噪音的来源有可能是存在于各个环节的,噪音产生的原因也是多种多样的,但是根据实际经验,主要还是来自于交流充电环节。但是随着设备的不断更新换代,高新技术应越来越多的应用到充电环节上,例如,高频开关技术的应用就可以使得设备的噪音控制在了45dB,这个频率也为工作者提供了比较舒适的工作氛围。
  (3)输入电压的波动:输入的电压会有一个变动的范围,这是因为电网电压也在不断波动变化。如果电网电压变化太大,会使得蓄电池放电,影响了设备的正常工作,如果输入的电压波动太大,也会带来更大的生产成本,因此要控制输入电压保持在-5%到10%的范围内变化。
  (4)输出电压的波动:尽管输出的电压属于直流的电压,但同样会有一定范围的波动情况,如果波动太大,则可能会给其他设备的正常工作带来障碍,甚至还可能会损害设备,因此要保证电压波动的范围控制在正负百分之五左右。
  (5)环境温度:由于现在直流电源设备以及其中的元器件正不断趋于小型智能,由此必然会对它们的工作的环境要求比较苛刻,因此在进行设备选用的时候,要多注意下对于环境要求比较高的元器件,保证温度控制在-5摄氏度到40摄氏度之间。
  3 蓄电池相关性能指标
  蓄电池是直流电源设备中的一个重要部分,甚至可以算是一个核心部件,它能够延长设备的使用寿命,也可以减小管理维护的成本,因此它的选择要十分慎重。目前广泛使用的电池为阀控式密封铅酸蓄电池,简称铅酸蓄电池。下面主要介绍一下它的相关的性能指标,供相关单位选购时参考。
  (1)电池的额定容量和自放电率:选择的蓄电池的容量当然要衡量一下设备的所需来适当确定,根据国家相关部门规定的标准要求,一定放电条件下放出的最低电量被称为电池的额定容量。另外电池的自放电率,需要越低越好。
  (2)电池的内阻:它的数值并不是定值,而是在整个充电,放电的过程中不断的波动,但是欧姆内阻是符合欧姆定律,而极化内阻不符合,它与电流的关系并不是线性的;控制电池内阻保持在一定的范围内,有利于维持电压平衡,一般要求在1.15欧到1.2欧最为合适。
  (3)电池的能量:蓄电池的能量指的是它能放出的电能量,而比能量则是用电池单位质量比上单位体积,它是一个反应了电池质量以及厂家制造水平的综合性的性能指标。
  (4)电池的功率和比功率:它们都是电池至关重要的参数指标,分别指的是电池在单位时间和单位质量内给出的能量大小,因为电池要与相配套的用电设备配合使用,因此在选用的时候,要综合考虑各方面的因素,比如配套设备的功率,电池的质量,体积以及报价等等,最终确定电池应该选用的类型。
  (5)电池的使用寿命:在同等规定条件下,使用寿命就是指它能够使用的最长的时间期限。当电池损坏或者不能使用或者达不到正常工作的需求时,它的寿命就停止了。选择电池时,既要考虑使用寿命,也要考虑到价格成本等条件,建议选用寿命在 10a以上的,这种一般性能上比较可靠,使用起来有保证。
  综上所述,蓄电池还有很多相关的性能指标,这里只提到以上几类,这些对电池的正常工作,以及整个设备的工作效率都是至关重要的参数,选用时要多加注意。
  4 加强对直流电源设备的维护工作
  做好直流电源设备管理和维护方面的工作,对于保证设备使用的可靠性以及安全性起到很重要的作用,因此我们要做到以下一些方面:
  一、输入电压波动控制在一定范围;
  二、线路接头或者进线端要时常检查是否有松动情况,避免接触不良现象的发生;
  三、避雷器要定期巡视,稍有问题必须及时更换或维修。
  四、有些蓄电池对于环境的温度要求比较高,因此要注意做好通风散热工作。
  五、电源主机要定期清理灰尘,并且保持干燥,因为这些因素都会影响相关元器件的正常工作。
  5加强对铅酸蓄电池的维护工作
  要想直流电源系统的寿命得以延长最关键的还是维护好蓄电池,延长蓄电池的寿命。要做到这一点以下几个方面需要注意:
  一、蓄电池的理想环境温度为20℃~25℃,当环境温度过高时,务必使用通风或空调设备降低环境温度。
  二、勿在密闭的容器中对蓄电池进行充电。每节电池之间须保留3毫米以上的间隙保持空气流通。如在柜内使用,必须确保足够的通风,防止气体的过度积累。
  三、安装和处理蓄电池时必须小心搬放,不得扔摔、敲击蓄电池,切勿使蓄电池受到强烈的冲击,以免引起蓄电池短路,造成发热、破裂。
  四、安装和处理蓄电池的工具(如扳手、扭具扳手等工具)的手柄应包有绝缘层。切勿在蓄电池上放置任何金属工具和零件。
  五、蓄电池在工作时有可能产生微量氢气,禁止在蓄电池附近吸烟或制造火星。
  六、脏污的连接条或连接不牢可能引起蓄电池打火,所以要保持連接条连接处的清洁。连接螺丝要拧紧,单体蓄电池采用不锈钢或镀铅的螺栓、镀铅铜连接条和平垫圈串联连接。
  七、选用合适的充电方法是获得最长使用寿命的关键之一。根据不同厂家、型号的特点,充电参数也有所不同。在充电时,要依据产品的使用说明书进行整定。
  八、定期维护,每过一月要观察蓄电池的外观(外壳清洁,外壳形状,连接端子等)、系统充电电压、单体电池的浮充电压;每过半年还要增加性能与容量的测试。
  结语
  在实际的电源设备选型的时候,首先要进行广泛而又详细的市场调研,然后综合考虑电源和所需电池的相关的性能指标,并进行分析比较,最后根据实际中的需要,选择一款价格合理,又能满足实际需要的,使用寿命又长的性能比相对比较高的电池。另外,要做好电源和电池的管理和维护工作,不断提高管理维护的技术水平,保障电力系统的安全运行。
  参考文献
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