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案例丨直流系統(tǒng)蓄電池組在線監(jiān)測與遠程核容現場試驗
發(fā)布時間:2021/03/31武漢市豪邁電力自動化技術有限責任公司

?直流系統(tǒng)作為變電站的重要組成部分,為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供保障。 蓄電池組是直流系統(tǒng)中提供能源的主要設備,一旦出現異常,可能導致保護設備、控制系統(tǒng)、通信設備等重要裝置失電,造成嚴重后果,因此需要定期對蓄電池組進行性能檢測。 傳統(tǒng)的蓄電池檢測方式需要工作人員在現場進行,在蓄電池充放電時對蓄電池的電壓、溫度、內阻等重要參數持續(xù)記錄,非常耗時耗力。

△ MDC-2000變電站蓄電池綜合監(jiān)測及遠程自動維護系統(tǒng)

MDC-2000 變電站蓄電池綜合監(jiān)測及遠程自動維護系統(tǒng)為變電站蓄電池組提供一套帶有多狀態(tài)監(jiān)控和遠程在線自動充放電的多功能模塊化綜合監(jiān)測管理系統(tǒng)。 按照技術規(guī)范中離線式充放電方案技術進行實施,即模擬人工充放電的流程,將母線并聯后再將蓄電池完全脫離母線進行放電核容和充電,完全替代人工維護模式,實現遠程在線核容性放電維護。  

主要模塊單元:
 

逆變裝置 在充電機均充前降低其電壓輸出,由在線放電裝置對整組電池進行帶負荷放電。 放電時由蓄電池監(jiān)控單元自動記錄整組及單節(jié)電池充放電曲線,并計算充放電容量。 定期均充并進行蓄電池組核容放電,避免區(qū)間內電池容量下降。 采用可控逆變回饋式放電技術,將電池能量回饋到交流側。

交直流監(jiān)控單元 實時監(jiān)控站內交流電壓、蓄電池組端電壓及電流,分析各項數據,將數據發(fā)送至主機。

遠程核容在線監(jiān)測主機 與各監(jiān)測模塊通信集中數據,通過配套顯示器實現本地實時數據顯示,并具有歷史數據存檔分析、曲線數據存檔、故障報警、落后電池分析、錄波數據顯示、故障分析顯示等本地化功能。 通過指令控制逆變裝置進行帶負荷放電,并在放電過程中記錄充放電曲線與遠方主站通信,將數據上傳至遠方主機,實現遠程監(jiān)視和遠程核容控制,并實現多站集中在線監(jiān)測、可視化運維管理。 具有本地和遠方報警輸出,配置RS485接口、網口、開關量報警接口輸出。

隔離裝置 利用二極管正向導通反向不導通原理,防止電流反向。

蓄電池單體監(jiān)測模塊和蓄電池監(jiān)控單元 實時監(jiān)測電池內阻、電壓、溫度。 多節(jié)蓄電池監(jiān)測模塊通過通訊線接入蓄電池監(jiān)控單元,用于監(jiān)測每節(jié)電池數據,分析內阻趨勢,曲線比對,找出落后電池,對異常狀態(tài)告警等。

主要軟件功能:

 

 

△ 單組蓄電池遠程核容主界面

 

△ 在主站監(jiān)控無人值守變電站

 

△ 蓄電池遠程核容放電、充電過程曲線

通過MDC-2000 變電站蓄電池綜合監(jiān)測及遠程自動維護系統(tǒng)遠程核容及在線監(jiān)測,在主站遠程操作蓄電池充放電試驗,查看蓄電池的各項實時數據和歷史數據。 交直流監(jiān)測單元、蓄電池監(jiān)控單元和蓄電池單體模塊將采集到的數據反饋給監(jiān)控主機,通過顯示器顯示蓄電池組端電流、組端電壓、母線電壓及交流饋線屏的交流電壓、單體蓄電池極端參數。

△ 蓄電池實時數據表格

實時數據表格可顯示所有蓄電池數據,根據實時數據或歷史數據繪制曲線圖或棒狀圖。 確認單節(jié)蓄電池數據無異常,即可設置充放電參數,如超出電池電壓上下限范圍,則無法成功放電。

△ 應用現場

現場試驗:
 

項目地點 國網某電力公司無人值守變電站

電池基本信息

電池類型 2V,標稱容量: 200AH,數量: 104節(jié)

測試方法 MDC-2000 變電站蓄電池綜合監(jiān)測及遠程自動維護系統(tǒng)后臺遠 程下發(fā)放電指令,控制站端遠程核容設備將電池組暫時脫離原供電系統(tǒng)并接至容量測試模塊,通過恒流放電的方法實現電池供電能力測試。

各項放電參數設定:

放電電流設定值: 20A

放出容量設定值: 200AH

端電壓截止值: 187.0V

單體電池電壓截止值: 1.8V

放電時長設定值: 10小時

放電測試結果:

放電時長

5.5小時

放電結束原因

單體電壓達到預設截止電壓

結束時刻電壓

203.1V

放出容量

109.2AH

最高單體電壓

1.92V

最高單體節(jié)數

第49節(jié)

最低單體電壓

1.781V

最低單體節(jié)數

第73節(jié)

單體平均值

1.953V

1)放電5.5小時,由于73號單體電池電壓降至1.8V以下,放電自動終止。 放出容量109.2AH,占電池標稱容量的54.6%。

2)整組電池中73號電池為落后電池,影響了整組電池的性能。

3)除73號單體電池外,其他電池放電結束時刻電壓均在1.85V以上,仍具備一定放電能力。

4)整個過程遠程操作完成,無需到現場。 放電過程數據全程記錄,通過放電測試可及時準確發(fā)現整組電池中的落后電池,掌控電池真實容量,有效指導維護人員消除故障隱患。

5)放電全過程整個繼保室室內溫度保持在26℃左右,由此帶來的溫度影響可忽略不計。

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