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摘要:蓄电池作为变电站直流电源系统的重要组成部分,承担站内继电保护装置、断路器等设备的直流供电,这就凸显出蓄电池运维工作的重要性。蓄电池内组测试是衡量蓄电池运行状态的重要指标,但受限于测试仪器及测试方法,蓄电池内阻测试的真实可靠性相对较低。本文针对该类问题进行研究,最终提出了以弹压式结构为主体的测试工具,极大的提升了蓄电池内阻测试的可靠性。
关键词:内阻测试;蓄电池;弹压机构;直流供电
1.引言
蓄电池作为变电站直流电源系统的重要组成部分,承担站内继电保护装置、断路器等设备的直流供电,一旦出现异常,将严重影响站内设备的可靠稳定运行,同时给整个电网的安全稳定运行带来极大的隐患。
蓄电池内阻值是衡量蓄电池运行状态的重要指标,其测试实验是变电站运维的常规实验项目。蓄电池内阻测试仪为高精度测试装置,因此其对测试的环境、测试条件的依赖性较大,在测试过程中往往由于测试仪与蓄电池接线柱测试接触面积不一致等原因造成测试数据偏差较大,需多次测量比对数据,该过程耗时耗力,作业质效低,且数据的可信度值得怀疑。因此对蓄电池内阻测试方法的研究极为重要。
2.蓄电池内阻测试意义
蓄电池的内阻值随蓄电池容量的降低而升高,当蓄电池不断的老化,容量在不断的降低时,蓄电池的内阻会不断加大。通过对比整组蓄电池的内阻值或跟踪单体电池的内阻变化程度,可以找出整组中落后的电池,通过跟踪单体电池的内阻变化程度,可以了解蓄电池的老化程度,达到维护蓄电池的目的。
对于VRLA蓄电池来说,如果内部电阻比基准值(平均值)增加20%以上,蓄电池性能则会下降到一个级低的水平。这个值也是IEEE STD建议立即采取纠正措施(放电试验或更换)的标准。
3.1 蓄电池内阻测试方法的研究
目前常用的蓄电池内阻测试仪多采用普通线夹夹接蓄电池正负极接线螺丝,但在测试过程中由于线夹的夹接深度、接线螺丝存在锈蚀、规格不一致等客观原因导致线夹与接线螺丝的接触位置、接触面积不一致造成蓄电池内阻测试数据偏差较大,而数据的准确性对于判断蓄电池的老化程度具有决定性的意义。
3.1.1 常规测试工具测试方法分析
通过对750千伏某变电站采用常规普通线夹对站内2组208节蓄电池测试的情况来看,第一组蓄电池25号、55号、93号、第二组蓄电池73号、107号蓄电池的测试数据均比基准值(平均值)增加20%以上,经过5次复测后发现数据均在合格范围内,测试数据入表1所示。
表1 蓄电池内阻测试数据表
项目 | 测试数据(mΩ) | |||||||||
第一组 | 第二组 | |||||||||
25号 | 55号 | 93号 | 73号 | 107号 | ||||||
测试值 | 基准比值 | 测试值 | 基准比值 | 测试值 | 基准比值 | 测试值 | 基准比值 | 测试值 | 基准比值 | |
第一次 | 0.32535 | 135.00% | 0.38078 | 158.00% | 0.48923 | 203.00% | 0.4224 | 176.00% | 0.3 | 125.00% |
第二次 | 0.30848 | 128.00% | 0.41693 | 173.00% | 0.25305 | 105.00% | 0.3144 | 131.00% | 0.4032 | 168.00% |
第三次 | 0.24823 | 103.00% | 0.30848 | 128.00% | / | / | 0.2928 | 122.00% | 0.2496 | 104.00% |
第四次 | / | / | 0.24341 | 101.00% | / | / | 0.4392 | 183.00% | / | / |
第五次 | / | / | / | / | / | / | 0.2448 | 102.00% | / | / |
基准值 | 0.241 | 0.24 |
3.1.2 常规测试工具测试效果分析
从表1中的测试数据可以看出上述5节蓄电池最终的测试数据都满足低于基准值的120%的合格值,但第二组73号蓄电池测试5次后才测出真实值,按照测试规范的要求,上述蓄电池均可认定为数据合格,满足测试要求。
整个测试过程测试人员采用线夹夹接至蓄电池的不同位置、用线夹摩擦接线柱的方式反复测试,虽然测试数据合格,但整个过程历时过长,每一次复测的耗时均在首测的5倍以上,且在测试过程中还存在人员触电、蓄电池短路的风险,给安全生产带来了不小的隐患,同时也严重影响作业质效。
3.2 新型测试工具测试方法分析
通过对常规测试工具测试方法及测试效果的分析可以看出,导致反复测试的主要原因为测试时测试线夹与接线柱接触面不一致。为解决这一问题,开展新型测试工具的研究使用非常有必要。
3.2.1 新型测试工具的结构介绍
新型测试工具不使用原线夹结构,采用弹压式套筒结构,如图1所示。该测试工具主题分为内套筒与外套筒组成,内套筒采用纯铜制材质一体成型,并于测试线连接,外套筒采用透明塑料一体成型,两者之间通过弹簧连接,并使用导轨结构固定内套筒的运动方向。测试时测试人员按压测试手柄,使内套筒顶部与外套筒压紧,同时内套筒与接线柱紧密连接,内套筒下部的边缘与蓄电池连接排紧密接触。采用该测试工具在测试时有两个与蓄电池接线柱的可靠接触面,分别为内套筒顶部与接线柱顶部的连接点、内套筒底部与蓄电池连接排的连接点。
图1新型测试工具弹压式套筒结构示意图
3.2.2 新型测试工具测试方法分析
通过对使用常规测试工具的测试的同一变电站的同样两组208节蓄电池进行测试,发现仅第一组32号蓄电池进行了2次测试,其余207节蓄电池仅1次就满足了测试数据要求。测试数据如表2所示。
表2 蓄电池内阻测试数据表
项目 | 第一组32号蓄电池测试数据(mΩ) | |
测试值 | 基准比值 | |
第一次 | 0.29161 | 121.00% |
第二次 | 0.24095 | 99.98% |
基准值 | 0.241 |
3.2.3 新型测试工具测试效果分析
从表2中的测试数据可以看出208节蓄电池测试中只有第一组32号蓄电池进行了复测,且在复测过程中未采取任何特殊措施。实验结论充分证明了该测试工具在测试数据的准确性方面有了极大的提升,同时也在很大程度上提升了作业质效。
4.结论
蓄电池内阻新型测试工具的使用,极大的提升了测试数据的准确性,也在很大程度上提升了作业质效,减轻了作业人员安全生产的压力。测试数据准确率的提升,为判断蓄电池的运行状态提供了可靠的理论依据,同时也为电网的安全稳定运行提供了强有力的保障。
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