一种具有去硫修复功能的变电站蓄电池核容装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术设计了一种具有去硫修复功能的变电站蓄电池核容装置，其不仅可以实现蓄电池自动核容，并且利用核容试验的充放电过程实现个体去硫活化功能，令蓄电池单体处于最佳状态，解决硫化问题，确保蓄电池有效使用容量。

【技术实现步骤摘要】
一种具有去硫修复功能的变电站蓄电池核容装置
本技术涉及蓄电池的
，更具体地，涉及一种具有去硫修复功能的变电站蓄电池核容装置。
技术介绍
蓄电池组是变电站直流系统的重要组成部分，当变电站站用交流系统失压时，全站二次设备如继电保护、故障录波等将通过蓄电池组供电，因此蓄电池是直流系统的最后一道防线。目前变电站普遍采用阀控式铅酸蓄电池，蓄电池组中各电池单体的寿命、容量及运行性能一直是变电站重点关注对象，是变电站事故处理中的制约短板，在长久运行中存在以下问题：1、蓄电池单体在出厂时无法保证每个单体参数均一致，因此单体差异决定各蓄电池单体在串联运行过程中存在充放电不均衡、部分单体欠充电、部分单体长时间过放电等问题，将导致蓄电池极板上生成一种坚硬且导电不良的硫酸铅粗晶粒，增大蓄电池内阻，降低容量，这种现象就是蓄电池形成“硫化”。2、变电站站用蓄电池或通信用蓄电池均是将若干蓄电池单体串联成组，通过基于高频开关的直流充电机直接对整组蓄电池进行充放电控制，并通过蓄电池状态在线监测仪对每组蓄电池的端电压、温度等参数进行测量和监视，然而缺乏对蓄电池硫化的修复功能，蓄电池硫化问题一直得不到有效解决。3、蓄电池组作为重要的直流系统设备，所有电池单体长期处于浮充电状态，只有根据管理规定对蓄电池开展核容试验，核容试验往往侧重于测试检查蓄电池组容量，放电和充电过程对蓄电池去硫程度有限。4、蓄电池硫化现象将减少蓄电池正负极板上活性物质与电解液的接触面积，长期将不断增厚晶粒，蓄电池容量将大幅降低，现状中蓄电池因硫化问题而提前报废的案例愈加增多。
技术实现思路
供电企业现有的将整组蓄电池以整组控制的充放电运行方式下，蓄电池在浮充电时将无可避免地存在这种现象（供电企业的蓄电池99%以上的工作时间均处于浮充状态）：大部分单体处在浮充状态，而某个单体处在过充状态，某个单体处在欠充状态。而这种现象亦会无可避免地导致蓄电池组的电池容量降低，减少蓄电池使用寿命，甚至会导致核容试验不合格（实际容量<80%*额定容量时即判断为核容不合格，此时需要对蓄电池进行更换）。就蓄电池单体而言，这势必引起硫化现象。学术领域对硫化问题的研究较少，主要因为蓄电池硫化问题难以数学定量描述，因个体差异的问题，蓄电池的电阻特性本身存在差异，而在充放电的化学反应过程中内阻也时刻变化，硫化程度难以通过测量蓄电池内阻以精准确定。另一方面，硫化问题是个长期性的运维积累问题，与蓄电池过去使用情况有关，不确定性因素导致目前缺乏有效的、针对性的解决方法。现阶段蓄电池的去硫方法主要有以下几种：分别是水疗法、大电流充电法、化学法以及脉冲法。水疗法就是稀释蓄电池中电解液，以提高硫酸铅晶体在电解液中的溶解度。该方法对可加水式结构的蓄电池十分有效，然而变电站大多采用阀控免维护式的铅酸蓄电池，该方法不可行，不利于保持蓄电池免维护封闭的安全特性。大电流充电法就是对采用大电流充电让蓄电池处于微析气状态，利用析出气体冲刷极板表面的硫酸铅晶体，该方法析出气体容易把极板上的活性物质一起冲刷，因此只适用于轻微的硫化现象，同时大电流充电的控制要求高，一有不慎将导致蓄电池严重过充，不利于蓄电池稳定运行。化学法与水疗法原理相近，区别在于要替换原电解液，并采用特定的化学溶剂专门溶解硫化晶体，去硫效果明显，然而与水疗法一样过程复杂，不适用于目前变电站采用的蓄电池类型。脉冲法是目前市场上大多装置采用的去硫方法，通过瞬间高压产生的电脉冲对晶体进行放电击穿，以此电解硫化晶体。该方法操作简单，效果明显，然而脉冲一般为固定性脉冲，并没有根据蓄电池硫化程度而相应调整，控制失误同样容易导致析气问题。此外，目前市面装置仍然对整体蓄电池组进行脉冲充电，个体硫化解决效果仍然有限。另外，核容试验是对整体蓄电池组开展，因此对单体蓄电池去硫功能缺乏针对性，蓄电池硫化差异问题得不到真正解决，核容过程中充电过程依然导致个体蓄电池过充电或欠充电。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种具有去硫修复功能的变电站蓄电池核容装置，包括：采样及巡检模块、可控放电模块、去硫活化执行模块、控制决策模块、状态切换模块、人机交互模块；采样及巡检模块包括：电压测量仪、电流测量仪、温度传感仪，电流测量仪串接于电池正极输出端，电压测量仪并接电池两端，温度传感仪安装在蓄电池外壳，由此可遍历获得蓄电池组的供电状态，电池组端电压，各蓄电池单体端电压，电池充\放电电流，电池温度；可控放电模块根据控制决策模块的输出命令，调整放电模块各执行单体的放电电阻，对蓄电池组的蓄电池单体进行目标可控放电，并反馈执行结果到控制决策模块；可控放电模块由多个放电执行单体组成，每个放电执行单体通过接线连接到蓄电池对应编号的单体，与去硫活化执行模块的去硫充电执行单体共路输出；去硫活化执行模块根据控制决策模块的输出命令，灵活实现均充和脉冲充电两种方式，在脉冲充放电过程中调整脉冲幅值和宽度，对蓄电池组的目标蓄电池单体输出除硫脉冲，并反馈执行结果到控制决策模块；去硫活化执行模块由多个去硫充电执行单体组成，每个去硫充电执行单体通过接线连接到蓄电池对应编号的单体，与可控放电模块的执行单体共路输出；状态切换模块包括：可控式的直流断路器，安装在蓄电池组总体接线口，根据控制决策模块命令实现蓄电池组的状态切换，执行完毕后反馈信息到控制决策模块；决策控制模块接收采样及巡检模块、状态切换模块、人机交互模块、可控充放电模块和去硫活化执行模块的输入反馈，通过决策算法输出响应的控制命令到采样及巡检模块、状态切换模块、人机交互模块、可控充放电模块和去硫活化执行模块；人机交互模块通过人机交互模块实现用户对装置功能的参数设定和控制启动，接收决策控制模块输出的遥测信息，显示蓄电池状态量并实现异常告警功能。优选地，所述一种具有去硫修复功能的变电站蓄电池核容装置还包括：电源供应模块、通信接口、自检模块。优选地，所述人机交互模块还包括：屏幕、音响、按钮、灯光。与现有技术相比，有益效果是：1、实现差异去硫修复功能，解决蓄电池硫化程度不一的问题；2、计算去硫后的蓄电池容量，有效检测蓄电池真实储能能力。一种蓄电池核容方法，包括以下步骤：S1，开始，转入步骤S2；S2，检测蓄电池状态，转入步骤S3；S3，检查蓄电池组状态是否正常，正常状态转入步骤S4，不正常状态转入步骤S7；S4，确定是否进入修复核容状态，进入修复核容状态转入步骤S5，不进入修复核容状态转入步骤S9；S5，修复核容，得出核容结果，若异常转入步骤S7，不异常转入步骤S6；S6，蓄电池组状态切换控制，转入步骤S9；S7，告警输出，转入步骤S8；S8，检修处理，转入步骤S10；S9，确定是否退出装置，退出转入S10，不退出退回S2；S10，结束。其中，步骤S5的修复核容，得出核容结果包括以下步骤：步骤1：蓄电池整组恒流放电至终止条件1，根据放电终止电压形成目标电池组T1；步骤2：蓄电池整组恒流充电至终止条件2，根据电压上升速率形成目标电池组T2；步骤3：确定硫化目标电池单体组合T3，针对T3执行自循环调整的去硫活化充电；步骤4：蓄电池整组恒压充电至终止条件3；步骤5：执行步骤1，记录放电容量1；步骤6：执行步骤2和4，再执行步骤1，记录放电容量2；步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站蓄电池核容装置，包括：采样及巡检模块、可控放电模块、去硫活化执行模块、控制决策模块、状态切换模块、人机交互模块；采样及巡检模块包括：电压测量仪、电流测量仪、温度传感仪，电流测量仪串接于电池正极输出端，电压测量仪并接电池两端，温度传感仪安装在蓄电池外壳，由此可遍历获得蓄电池组的供电状态，电池组端电压，各蓄电池单体端电压，电池充/放电电流，电池温度；可控放电模块根据控制决策模块的输出命令，调整放电模块各执行单体的放电电阻，对蓄电池组的蓄电池单体进行目标可控放电，并反馈执行结果到控制决策模块；可控放电模块由多个放电执行单体组成，每个放电执行单体通过接线连接到蓄电池对应编号的单体，与去硫活化执行模块的去硫充电执行单体共路输出；去硫活化执行模块根据控制决策模块的输出命令，灵活实现均充和脉冲充电两种方式，在脉冲充放电过程中调整脉冲幅值和宽度，对蓄电池组的目标蓄电池单体输出除硫脉冲，并反馈执行结果到控制决策模块；去硫活化执行模块由多个去硫充电执行单体组成，每个去硫充电执行单体通过接线连接到蓄电池对应编号的单体，与可控放电模块的执行单体共路输出；状态切换模块包括：可控式的直流断路器，安装在蓄电池组总体接线口，根据控制决策模块命令实现蓄电池组的状态切换，执行完毕后反馈信息到控制决策模块；决策控制模块接收采样及巡检模块、状态切换模块、人机交互模块、可控充放电模块和去硫活化执行模块的输入反馈，通过决策算法输出响应的控制命令到采样及巡检模块、状态切换模块、人机交互模块、可控充放电模块和去硫活化执行模块；人机交互模块通过人机交互模块实现用户对装置功能的参数设定和控制启动，接收决策控制模块输出的遥测信息，显示蓄电池状态量并实现异常告警功能。...

【技术特征摘要】
1.一种变电站蓄电池核容装置，包括：采样及巡检模块、可控放电模块、去硫活化执行模块、控制决策模块、状态切换模块、人机交互模块；采样及巡检模块包括：电压测量仪、电流测量仪、温度传感仪，电流测量仪串接于电池正极输出端，电压测量仪并接电池两端，温度传感仪安装在蓄电池外壳，由此可遍历获得蓄电池组的供电状态，电池组端电压，各蓄电池单体端电压，电池充/放电电流，电池温度；可控放电模块根据控制决策模块的输出命令，调整放电模块各执行单体的放电电阻，对蓄电池组的蓄电池单体进行目标可控放电，并反馈执行结果到控制决策模块；可控放电模块由多个放电执行单体组成，每个放电执行单体通过接线连接到蓄电池对应编号的单体，与去硫活化执行模块的去硫充电执行单体共路输出；去硫活化执行模块根据控制决策模块的输出命令，灵活实现均充和脉冲充电两种方式，在脉冲充放电过程中调整脉冲幅值和宽度，对蓄电池组的目标蓄电池单体输出除硫脉冲，并反馈执行结果到控制决策模块；去硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斐，赖昱光，蔡素雄，黄志，黎舟洋，叶欢欢，郭佳才，李柯睿，王博，陈柏恒，晏结钰，张扬，王铁柱，黄泽荣，高士森，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司惠州供电局，
类型：新型
国别省市：广东,44