关于蓄电池带温度显示一体化大电流短接件研究分析

关于蓄电池带温度显示一体化大电流短接件研究分析

伍建华,蒙绍弘

广西电网有限责任公司钦州供电局，广西钦州，535000

摘要：在直流电源系统中，蓄电池组是一个重要的后备电源，因为母线电压和操作容量的要求，蓄电池组均是由单节电池通过短接件串联而成（一般为19节或108节），所以短接件应具备接触电阻小、通过电流大、耐腐蚀等特点，但由于该件处于铅酸电池之间容易受到腐蚀，而且日久连接螺母扭力会发生变化以及安装电池架密集观察不便等因素，往往造成短接件接触不良，在电流通过时严重发热，不但减少了操作电流导致不能正常分合闸，更是一个着火隐患并易烧毁周围设备、电池等，加之短接件数量众多（一百多只）很难及时发现问题，所以提出蓄电池带温度显示一体化大电流短接件的研究应用，以期完美解决该问题，消除重大安全隐患，增加电力安全性，提高人工绩效。

关键词：蓄电池；带温度显示；一体化；大电流

前言

在现今的时代，社会环境正在发生着翻天覆地的变化，人类的生活方式也随之发生了变化。科技的进步给人们的日常生活带来了巨大的变化，不但方便了人们，同时也提高了其生活质量。越来越多的电子产品被应用到人们的生活中，蓄电池产品就是其中之一。它是一种具有一定保护和装置功能的产品，在我们的生活中是很常见的，它的应用也是非常普遍的。不管是运输业还是航天业，都离不开蓄电池。由于蓄电池在生活中起着举足轻重的角色，所以在平时的工作中，偶尔会出现一些莫名其妙的突然短路。铅酸蓄电池经常会发生短路常常是因为如果电池的充电电压达到2.4 V以上，就会导致电池的内部短路。在短路状态下，电压下降的幅度越大，持续时间越长，破坏整个系统稳定运行的可能性就越大。造成这种现象的原因有很多，但一旦出现问题，我们就必须尽快找专业人员进行维修，尽快解决已出现问题。

1蓄电池带温度显示一体化大电流短接件研发概述

1.1研究背景

直流蓄电池是电力系统中的一个关键部件，其功能是保证二次系统负载的安全、稳定和可靠，保证继电保护和通信设备的安全。蓄电池技术具有灵活、方便、传输设备少、传输损耗低等优点，是当前最常用的技术之一。由于它具有高容量、高能量密度、高充放电效率、低成本、清洁环保、长寿命等优点而被广泛地用于各种发电设备。所以，在其放电过程中，其稳定的性能以及能够为其输送的负荷所能达到的实际能力，对于保证装置的安全使用具有重要意义。

蓄电池组是变电所二次供电的关键部件，也是整个变电所的核心，在总投入中占据了相当大的比重。如果站用变系统出现了问题，那么，整个变电所的二次装置都是用蓄电池供电，并对其进行了严格的控制。同时，电池在充电和放电过程中不可避免地会发热，想要控制电池的发热，就需要引入电池管理系统，对电池进行监控和降温。通过电池管理系统可以有效地控制电池系统的功率输出等，同时也可以检测出许多关键参数。提高蓄电池的工作状态和提高电池的寿命是非常有必要的。因此，对铅酸蓄电池的运行状态进行准确的评估，提高其运行可靠性，对于保证变电站在紧急情况下的安全运行具有重要意义。当前，与通讯供电相匹配的蓄电池大都采用了新型 VRLA型。按变电所通讯装置的需要，其单个的单位电压为2 V，通常是在变电所，使用寿命长，可靠性高的2 V型，按安装需要而定。目前，蓄电池组作为备用电力，因其本身的工作特性（长时间浮充）和现有的充电技术不够成熟，导致其在实际操作中出现了很多问题。

1.2研究的主要内容

消除由于短接件受到铅酸电池腐蚀，或日久连接螺母扭力发生变化而导致短接件接触不良的重大隐患，保证正常分合闸操作，以及直流系统、继保设备的安全。应用系统实施现场检查，及时发现系统运行中出现的隐患，减少系统发生故障的概率，保证系统的稳定运行。改善安装电池架密集导致的观察不便等问题，整组电池非正常状态及时发现及时处理。及时发现和处理设备的异常、缺陷和隐患，有效克服设备定期检修的盲目性，提高设备的综合分析能力和精细化管理水平，使运行更加安全可靠。消除局部可能的严重发热点，避免着火事故的发生并烧毁周围设备、电池等。提高直流检测水平，避免短接件问题造成的系统报警，减少巡维时间，提高工作效率。短接件温度可间接的反映通过电流大小，直观的检查出电流、电压是否准确，回路是否正常。

1.3研究计划

确定项目的总体方案20日内完成，进行专利申报，设备的研发试制，设备试用。总体验收，交付使用，5日内完成。为确保项目圆满完成，共划分四个阶段，通过细分各阶段的预期目标，实施分阶段进度控制，严格执行各阶段的研究任务。

表1  研究计划时间表

2蓄电池带温度显示一体化大电流短接件技术要点

采用集成的小型芯片，体积小巧，与电池的连接部分连接在一起，采用固体热电偶温度传感器，不仅能精确地获取信息，还能满足原有的工艺需求。外观采用表面喷涂处理整体布局紧凑，占地面积小，安装方便，可根据实际需要定制不同功率、不同外形规格。产品外观方正，设计安装简单，安装表面也经过精密加工，可提高贴合性，不易产生震动。装置配有隔热层，热量损失少，节能环保，安全环保。

主机为MAX31856型高精密热电偶型 DSP。MAX31856可以对热电偶导的信号进行冷的末端补偿并进行数字化，使其单位为摄氏度。该传感器已在电力系统中得到了初步应用，可以迅速推广到其他需要测温的工业生产中，并能安全、高效地读取温度数据。具有0.0078125摄氏度的温度解析最小量，该传感器还能对极端温度进行高度精确的检测，并能在压力极限下工作，可以读出最高可达到+1800摄氏度和-210摄氏度（视热电偶式而定）。该设备的电压检测准确度达到了±0.15%，温度计的过压保护达到了±45 V，设备采用50 Hz、60Hz的电网频率滤波器，确保了供电稳定。

热电偶自动线性化校正，内部有冷侧补偿，减少了器件数目，同时还具有热电偶断路探测，确保了设备的持续稳定运行。该系统具有0~100℃的温控范围，精度达到-0.25℃，每次30秒的测温循环，确保数据的准确性和及时性。在设备运行过程中，需要使用人员不断地维护和更换优质配件，使设备性能稳定，达到现场使用要求。它能显著降低设备故障次数，提高设备的可靠性和稳定性，提高产品质量，保证设备的有效运行。该设备还可根据不同行业的不同需求，根据生产现场的不同要求，对外形和工作台进行匹配，实现自动化作业，完全可以满足不同行业用户的需求。

具有温度过高的故障检测和预警功能，具有直观的显示功能，能够快速的发现故障的发生， SPI兼容的界面可以进行切换和故障探测。通过对温度的连续监测，实现了对故障的早期报警，在发生故障时及时报警，指出故障点的位置，并为故障分析提供详尽的监测数据。在设备发生故障时，可以及时发现设备位置和故障原因，快速解决设备故障。内置3.3 V的高续航锂离子电池，无需外部供电，保护系统的绝缘性，使用一年多，更换容易。

结语

综上所述，通过研发蓄电池带温度显示一体化大电流短接件，完善直流系统电池维护的日常需求，增加消缺工作的手段，使用简单直观方便，及早发现蓄电池组的重大缺陷。有助于常规直流输电系统的故障恢复，提高交直流系统的暂态稳定性。显示明确易辩，一目了然，减少了现场人员的巡视时间和工作量，保证电力设备安全。蓄电池设备运行温度监测是对设备安全监控的最有效、最经济的手段，对设备的安全运行起着至关重要的作用。外观设计精巧合理，除了可以作为电池短接件的感温测量装置，还可以广泛应用于站内需要长期监护的箱、柜、开关、线管、导线等，功能实用，测量可靠。目前设计是独立式单元检测，可以很方便的扩展为总线式温度检测系统，实现多点、多面检测，以适应不同的现场需求。

参考文献

[1]杨正清,钟宇峰,丁冬,钱礼明,何小良,朱昕昱.串联浮充铅酸蓄电池组在线管理维护方法研究与系统设计[J].蓄电池,2020,57(06):251-256+262.

[2]管铭.串联蓄电池组在线状态检测与均衡控制装置开发[D].山东建筑大学,2019.

[3]韩军霞.串联铅酸蓄电池组脉冲充电电感均衡系统设计及研究[D].东北大学,2015.

[4]唐西胜.超级电容器储能应用于分布式发电系统的能量管理及稳定性研究[D].中国科学院研究生院（电工研究所）,2006.

作者简介：伍建华（1985-），男，广西全州人，大学本科，工程师，主要研究方向为变电检修、低压交直流电源及通信电源。

蒙绍弘（1992-），男，广西灵山人，大学本科，工程师，主要研究方向为变电检修、低压交直流电源、通信电源及电力工程管理。