一体化电源的蓄电池

核心提示3.1 主要技术参数单体电池额定电压:2V。单体电池浮充电电压:2.23V~2.27V。单体电池均衡充电电压:2.30V~2.40V。单体电池放电终止电压:≥1.8V。3.2 主要性能要求环境温度在-10℃~+45℃条件下,蓄电池性能指标应

3.1 主要技术参数

单体电池额定电压:2V。

单体电池浮充电电压:2.23V~2.27V。

单体电池均衡充电电压:2.30V~2.40V。

单体电池放电终止电压:≥1.8V。

3.2 主要性能要求

环境温度在-10℃~+45℃条件下,蓄电池性能指标应满足正常使用要求。

蓄电池在环境温度20℃~25℃条件下,浮充运行寿命应不低于10年。

蓄电池组按规定的试验方法,10h率容量应在第一次充放电循环时不低于0.95C10,五次循环应达到1C10。

供方应提供蓄电池接线板及抗振型安装支架。

蓄电池间接线板、终端接头应选择导电性能优良的材料,并具有防腐蚀措施。蓄电池槽、盖、安全阀、极柱封口剂等材料应具有阻燃性。

蓄电池必须采用全密封防泄漏结构,外壳无异常变形、裂纹及污迹,上盖及端子无损伤,正常工作时无酸雾溢出。

蓄电池极性正确,正负极性及端子应有明显标志。极板厚度应与使用寿命相适应。

同一组蓄电池中任意两个电池的开路电压差,对于2V单体电池不应超过30mV。

蓄电池使用期间安全阀应能自动开启闭合,闭阀压力应在1kPa~10kPa范围内,开阀压力应在10kPa~49kPa范围内。

两个蓄电池之间连接条的压降,3I10时不超过8mV。

电池组间互连接线应绝缘,终端电池应提供外接铜芯电缆至直流柜的接线板。

蓄电池以30I10的电流放电1min,极柱不应熔断,其外观不得出现异常。

蓄电池封置90天后,其荷电保持能力不低于85%。

蓄电池的密封反应效率不低于95%。

蓄电池需具有较强的耐过充能力。以0.3I10电流连续充电16h后,外观应无明显变形及渗液。蓄电池自放电率每月不大于4%。

蓄电池在-30℃和65℃时封口剂应无裂纹和溢流。

制造厂提供的蓄电池内阻值,应与实际测试的蓄电池内阻值一致。

蓄电池组应考虑装设蓄电池管理单元的位置。

每节蓄电池应有编号。

4 48V通信电源模块

4.1 主要技术参数

额定输入电压:110V DC(110V直流电源系统)/220V DC(220V直流电源系统)。

额定输出电流:由专用部分确定。

额定输出电压:48V。

效率:≥85%。

稳压精度:≤0.6%。

动态电压瞬变范围:<±5%。

瞬变响应恢复时间:≤200ms。

温度系数:≤0.02%/℃。

浪涌电流:<150%。

纹波电压峰—峰值:不超过200mV。

设备的平均无故障时间(MTBF):≥30,000h。

4.2 主要性能要求

应具有监控功能,且不依赖总监控单元独立工作,应配备液晶汉显人机界面。正常工作时,应与总监控单元通信,接收和执行监控装置的指令。

应具有短路保护功能,短路排除后自动恢复输出。

应采用PWM调制制式,模块工作频率20kHz~300kHz。

应具有以下保护报警功能:过温保护、过电压保护、过电流保护、欠电压报警、过电压报警等。

48V应采用正极接地、负极加防雷模块方式,防雷等级不低于D级。

48V模块支持带电热插拔。

5 总监控单元

总监控单元是高频开关电源及其成套装置的监控、测量、信号和管理系统的核心部分。该单元能综合分析各种数据和信息,对整个系统实施控制和管理。每套充电装置必须配备一套总监控单元。

该单元应能适应直流电源系统各种运行方式,具备液晶汉显人机对话界面,应能与成套装置中各子系统通信,并可与站内监控系统通信,通信接口为RS485、RS232或以太网。

该单元应能显示充电装置输出电压、充电装置输出电流、母线电压、电池电压、电池电流、两路三相交流输入电压、各模块输出电压电流、各种报警信号、各种历史故障信息、单体电池电压、电池组温度等信息。

该单元应能对以下故障进行报警:交流输入过电压、欠电压、缺相,直流母线过电压、欠电压,电池电压欠电压,模块故障,电池单体过电压、欠电压等。该单元应有自身故障硬触点输出。

当系统在断电之后重新启动时,应按电池的放电容量或放电时间确定进行均充或浮充,均充结束后自动转入浮充状态,充电过程自动控制。

应有根据电池组温度对充电电压进行补偿的功能,补偿系数-3mV~-5mV/℃/只,基准补偿温度为25℃。

6 蓄电池管理单元

蓄电池管理单元应具备的主要功能:监测蓄电池单体电压,对蓄电池充、放电进行动态监测,并应具备对蓄电池组温度进行实时测量功能。本单元可独立设置,也可分别由总监控单元和检测模块来完成。蓄电池采样线要经过带熔丝端子连接到蓄电池管理单元。蓄电池电压采样精度应能精确到3位小数。

7 直流电源系统绝缘检测装置

直流电源系统绝缘检测装置应具备的主要功能:在线监测直流电源系统对地绝缘状况(包括直流母线和各个馈线回路绝缘状况),并自动检出故障回路,能监测母线正对地、母线负对地电压,能检测出每个支路的正对地电阻和负对地电阻。

绝缘检测装置不宜对直流电源系统注入交流信号。

绝缘检测装置应与成套装置中的总监控单元或变电站监控系统通信。

被测母线及支路正极、负极对地绝缘电阻报警值可由检测装置设置,报警值宜设置为7kW(110V系统)、25kW(220V系统),母线对地电压检测误差不大于±2%,支路电阻检测误差不大于±10%。

8 仪表

直流电源系统应配置数字式母线电压、蓄电池电压、充电装置电流、蓄电池电流等表计,电压表精度0.2级,电流表精度0.5级。分电柜应配置直流电压表。

9 事故照明切换屏

事故照明具有交直流切换功能,正常时输入电源为交流,事故时能瞬时自动切换到由直流系统供电。输出回路应选用具有AC、DC短路分断能力的断路器。

10 其他要求

10.1 屏体要求

屏内所安装的元器件应有型式试验报告和合格证,宜采用标准化元件和组件。装置结构模式由插件组成插箱或屏柜。插件、插箱的外形尺寸应符合GB 3047的规定。装置中的插件应牢固、可靠,可更换。屏体及包括所有安装在屏上的插件、插箱及单个组件应满足防震要求。插件、插箱应有明显的接地标志。所有元件应排列整齐,层次分明,便于运行、调试、维修和拆装,并留有足够的空间。对装置中带有调整定值的插件,调整机构应有良好的绝缘和锁紧设施。

屏体下方应设有接地铜排和端子。接地铜排的规格为25mm×4mm,接地端子为压接型。屏间铜排应方便互连,屏柜玻璃门框要有良好接地。

屏体防护等级IP30级,选用高强度钢组合结构,并充分考虑散热的要求。屏柜应有良好的防电磁干扰的屏蔽功能。屏体尺寸为2260mm×800mm×600mm(高×宽×深)。

屏体应有足够的支撑强度,应提供必要设施,以保证能够正确起吊、运输、存放和安装设备,且应提供地脚螺栓孔。

所有屏面应清洁,进行喷塑处理,以防止在运输、仓储和运行中的腐蚀和锈蚀。屏与屏的内外应清洁,应无灰尘、划痕及油污等。

对于必须按制造厂的规定才能运行更换的部件和插件,应有特殊的符号标出。

屏体正面应有模拟母线。

10.2 端子排布置

柜内设备的安排及端子排的布置,应保证各套装置的独立性,在一套装置检修时不影响其他任何一套装置的正常运行。

10.3 蓄电池支架

蓄电池支架要能足够承受蓄电池组重量,在基本地震烈度为7度及以上地区,蓄电池组应有抗震加固措施,并满足GB 50260中的有关规定。电池与支架之间要有绝缘垫。蓄电池之间间距左右为10mm~15mm,上下为100mm~150mm。蓄电池裸露导电部分间的距离不小于1000mm。

11 试验

直流电源系统中所用元件均应按对应的国家或行业标准进行型式试验、出厂试验和现场交接试验。现场交接试验可与用户协商进行。

直流电源系统的各主要部件应进行材料试验,以确认部件和材料是否有缺陷,并应检查部件的设计和结构是否满足本规范书要求。

直流电源系统应在工厂进行全面检查以确保设备功能的完好性、适应性和满足本规范书及相关标准、规范的要求。

电气基础知识试题

经营产品包括:智能高频通信开关电源、嵌入式电源、交直流一体化电源、边际网电源、不间断电源(UPS)、通信配电产品、通信防雷产品、机房新风换热系统、蓄电池智能检测仪、N+1冗余逆变器系统、应急电源(EPS)、模块电源、动力环境监控系统、高压变频器、电子空气净化机、电力直流电源等多系列近百种产品

一、传统站用电源分散设计存在的问题

1、站用电源难以实现系统管理 由不同供应商提供的交流系统与直流系统通信规约一般不兼容,难以实现网络化系统管理,自动化程度低。由于没有统一的监控设备对整个站用电源进行管理,不能实现系统数据共享,无法进行站用电源协调联动、状态检修等深层次开发应用。

2、可靠性受到影响 由于站用电源信息不能网络共享,针对故障或告警信息不具备进行综合分析的基础平台,不同专业的巡检人员分别管理各个电源子系统,难以进行系统分析判断、及时发现事故隐患。 对于涉及需站用电源各子系统协调才能解决的问题难以统一处理。如:防雷配置,避雷器参数选择,安装位置只有将整个站用电源交直流系统统一考虑才能解决;由于充电模块均流对于直流母线上纹波较敏感,需要对母线所接负荷,如逆变电源等反灌电流进行统一治理等。

3、经济性较差 由不同供应商分别设计各个子系统,资源不能综合考虑,造成配置重复,一次性投资显著增加。如:直流电源,UPS不间断电源、通讯电源分别配置独立的蓄电池,浪费用严重;交流系统配置电源自动切换设备,充电模块前又重复配置,既浪费又使设备之间难于协调运行。

4、长期维护不方便,增加成本

各个供应商由于利益差异使安装、服务协调困难,站用电源一旦出现故障需向多个厂家进行沟通协调,造成沟通困难与效率低下。

二、交直流一体化电源主要技术特征

站用交直流一体化电源系并不是对交流、直流电源系统的简单混装,其主要技术特征表现在:(1) 网络智能化设计:通过一体化监控器对站用交流电源、直流电源、逆变电源、通信电源进行统一监控,建立统一的信息共享平台,实现网络智能化。(2) 设计优化:A、取消充电模块前的交流自动切换回路;B、取消原直流系统对交流部分的数据采集(配电监控);C、统一进行波形优化处理,针对逆变电源反灌电流影响充电模块均流进行抑制等;D、统一进行防雷配置;(3) 对交流电源部份进行安全、智能化设计:A、进线采用ATS自动转化开关、实现电气与机械双闭锁;B、馈线采用固定插拔式安装、无打孔母线技术;C、集中进行监控,实现“四遥”功能等。

(4) 优化蓄电池配置:A、可取消UPS,使用逆变器直接挂于直流母线代替;B、取消通信蓄电池组及充电设备,使用DC/DC变换器直接挂于直流母线代替。

(5)系统联动:根据交流进线运行方式,自动调整直流运行,达到最佳方式运行。

(6)二次配电管理:对二次配电进行统一管理,如照明、风机、空调、水泵、门禁等站用非主控设备进行统一智能化管理。

(7) 建立专家智能管理系统:固定数据库+实时数据库+专家智能管理。(8)深层次开发:一体化信息共享平台,为站用电源的深层开发提供了可能,可根据客户的需求进行开发。

三、交直流一体化电源优势特点:

1、实现站用电源网络化、智能化,一体化程度更高 实现在一个平台上对整个电站电源的交与直流系统、逆变电源系统、通信进行监控,解决由不同供应商提供的各独立电源通信规约兼容等问题,提高系统网络化、智能化程度。A、各子系统智能设备通过通信网络接入一体化监控器,一体化监控器1个通信口、一种规约接入综自/调度系统;B、可以在一个位置实时查看各子系统的电量、开关状态、事件信息等,可修改系统参数、运行方式、遥控开关,实现站用电源“四遥”功能;C、统一的信息共享平台,可以提高站用电源综合自动化应用水平,进行站用电源协调联动、状态检修等深层次开发应用。 2、站用电源更加安全可靠 一次、二次设备均采用成熟可靠技术,其本身没有任何技术风险,通过一体设计可以有效避免站用电源的安全隐患。A、蓄电池一体化设计,避免了UPS蓄电池与通信电源蓄电池维护不精细、损坏不能及时发现的问题B、可以对站用电源故障进行综合分析,及时发潜在问题;C、可以实现对站用电源共性隐患进行统一处理,如:统一防雷配置、统一波形优化处理等。 3、提高站用电源管理水平 一体化电源便于集中管理全站电源系统,提供站用电源的整体管理水平。由一组维护人员同时管理、维护全站电源,便于统一调配人力资源;将通信电源、UPS等纳入变电的巡检范围,便于对信息的进行综合分析,及时发现事故隐患。 4、降低TCO 由一家厂家提供所有电源的设计、生产、安装、服务,一揽子解决所有站用电源问题,可以减少采购、协调、沟通成本,产品全寿命周期的成本降低达30%以上 四、具有良好的经济效益和社会效益 1、 经济性分析(1)减少重复配置,降低一次性投资:取消通信蓄电池和UPS蓄电池;取消充电模块前的交流自动切换回路;取消原直流系统对交流部分的数据采集(配电监控)等。(2)降低长期维护成本:由一组维护人员替换原来四组维护人员,可大大减少人力成本支出;可减少采购、协调管理等成本。 2、技术节能性分析(1)对馈线智能控制,可减少电能浪费 一体化电源实现了对每路馈线进行有条件控制,可对小室风机负荷设定根据温度自动启动,防止长转风机等不必要的电能浪费,同时也提高了设备使用寿命。目前,110KV及以下变电站基本实现了无人值班,结合遥视系统可不需人到现场就能实现设备巡视。而遥视系统需要照明系统配合完成,在人不需查看时,照明灯是可以不用开启的,因此防止长明灯等不必要的电能浪费就可节约电能。(2)使用有源逆变器将蓄电池放电电流回馈电网 以一般110KV变电站为例:配置2V,300AH阀控式铅酸蓄电池104只。在核对蓄电池组容量试验中,放电电流为1C~2C,如果取1.5C=450A,放电试验时间按1H计算。则放电电流回馈电网可节电450A*220V*1H=99KWH。更重要的是使用有源逆变器将蓄电池放电电流回馈电网避免了放电负载发热燃烧等危险。(3)采用高频式电源变换器达到节能效果 为了提高电能利用率,站用电源一体化系统扩大了一次电能经电量变换器优化功率因数后输出带载的比例,如:事故照明负荷经专用逆变输出,通信电源由DC/DC挂于直流母线实现,也可按用户要求提供大负荷电量变换器优化功率因数后输出带载,达到节能效果。 3、技术环保性分析 现行各类铅酸蓄电池产品,通常在使用期限内,逐渐就会出现充电困难、容量降低、自放电严重而导致失效报废。上述问题的产生原因最终可归结为,因为极板和电解液之间的反复充放电而产生的“不可逆的硫化”现象,当这种现象积累到一定程度,便会导致蓄电池的极板被硫化物覆盖,失去活性而无法使用。目前,对于废旧电池的处理一般采取固化填埋的方式。该方式虽然能够有效防止污染扩散,但是电池所含的铅、汞等材料依然是个环保隐患。此外,为固化填埋而建设的工业固体废物处置场,其建设费用不菲。 综上分析:对于铅酸蓄电池环保问题,减少其用量是最好的解决办法。取消通信与UPS蓄电池组对环保具有极其重要的贡献。

 
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