蓄电池充放电安全控制系统的设计

2018-02-06龙徐

机电信息 2018年3期

龙徐

（广东电网有限责任公司阳江供电局，广东阳江529500）

0 引言

阀控式密封铅酸蓄电池体积小、容量大、安装简便，目前在变电站中普遍应用。根据蓄电池维护规程，需定期对蓄电池做核对性放电实验。一般情况下，这种蓄电池安全性很高，不过随着蓄电池运行年限的变长，个别蓄电池性能会下降，在核容充放电实验过程中，存在蓄电池爆炸的风险。如在某次蓄电池充放电工作中，通电几秒内蓄电池就冒黑烟，现场四个人同时使用灭火器才将火势控制住。对于这种危险的情况，如果没有预防技术措施，一旦恶化，后果不堪设想。

本文设计了一种蓄电池充放电安全控制系统，针对蓄电池在充放电过程中可能出现危险的问题，在发生紧急情况后自动断开充放电回路，实现对作业现场安全的保障。

1 蓄电池充放电安全控制系统的工作原理

蓄电池起火的特点有以下几点：第一，起火迅速突然；第二，着火时设备带电；第三，伴随高温、高热和浓烟。当蓄电池着火后，须迅速断掉电源，以防止事故进一步扩大。目前蓄电池充放电实验过程中对蓄电池着火的风险控制并没有专门的技术措施，而是靠人工断电，这样便存在三个问题：一是人员在突发情况下容易惊慌失措，可能忘记断电，在灭火过程中有发生触电的危险；二是人速度有限，不能立即断电；三是蓄电池爆炸时会产生高温高热，人员宜立即远离现场。蓄电池充放电安全控制系统需实现蓄电池起火后自动断电的功能，以确保人员和设备安全。本系统利用传感器检测蓄电池起火后的高温、浓烟、过流信号，当发现异常时自动断开充放电回路，实现预期目标。

2 蓄电池充放电安全控制系统的硬件结构

2.1 直流断路器

直流断路器的作用是串联在充放电回路中，一旦收到异常的开入量信号，则自动断开充放电回路。直流断路器选用塑料外壳式断路器，使用VJC消弧系统技术，具有体积小、分断高、飞弧短、全功能、抗振动的特点，适用于电压DC 440 V及以下的电路，作不频繁转换和电动机不频繁起动之用。同时，直流断路器具有过载、短路保护功能，能保护线路及电源设备不受损坏，配合分励脱扣器，就可实现外部信号开入后自动跳闸的功能，即将外部高温、浓烟、过流信号开入给分励脱扣器后，由直流断路器将蓄电池充放电回路断开。直流断路器如图1所示。

2.2 温度传感器

考虑到蓄电池体积较大，应采用更能够感应较大范围的红外传感器模块。本设计选用LHI778探头，其具有可靠性高、灵敏性强的特点，能够在超低电压模式下工作。温度传感器模块如图2所示。

图1 直流断路器

图2 温度传感器模块

温度传感器模块采用双源探头，当探头感应到红外光谱发生变化时，双源探头则会感应到差值，差值越大，传感器灵敏度越高。在蓄电池壳体温度由常温变为高温的过程中，其红外光谱会发生明显变化，因此可以由双源探头的红外传感器感应到。当传感器感应到蓄电池红外光谱发生变化后，则自动吸合继电器，该继电器引入外部信号电源，向直流断路器的分励脱扣器发出跳闸命令。因此，当蓄电池的温度发生突然变化时，该传感器会自动发出跳闸命令，使得直流断路器断开蓄电池充放电回路。