變電站直流系統(tǒng)是十分重要的電源系統(tǒng)，是一個獨(dú)立的電源，為電力系統(tǒng)的控制回路、信號回路、繼電保護(hù)、自動裝置及事故照明等提供可靠穩(wěn)定的不間斷電源，還為斷路器的分、合閘提供操作電源。直流系統(tǒng)的可靠與否，對變電站的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，是保障變電站安全運(yùn)行的決定條件之一。

一、電力行業(yè)蓄電池組運(yùn)行情況

在發(fā)電廠、變電站、UPS系統(tǒng)等多種場合，重要設(shè)備與應(yīng)急使用都必須保證不間斷供電。蓄電池組是交流失電或其它事故時(shí)負(fù)荷唯一的能源供給，是保證不間斷供電的關(guān)鍵設(shè)備。但由于蓄電池特性和目前維護(hù)技術(shù)的局限，蓄電池組無法均衡充電，不能準(zhǔn)確在線監(jiān)測，個別落后電池?zé)o法活化――種種問題給蓄電池組運(yùn)行構(gòu)成了重大的安全隱患。

二、現(xiàn)蓄電池組運(yùn)行中存在的一些技術(shù)缺陷

目前，閥控密封鉛酸蓄電池在各個發(fā)電廠、變電站得到廣泛應(yīng)用。有很多人稱之為“免維護(hù)電池”。其實(shí)，這完全是一種理解的錯誤。閥控電池的出現(xiàn)，是為了避免開口式電池?fù)]發(fā)的酸氣對設(shè)備、人造成的傷害，同時(shí)也為了安裝、運(yùn)輸方便。“免維護(hù)”，只是不再人工加液而已。實(shí)際上，閥控密封鉛酸蓄電池存在著很多安全隱患：如由于匯流排和板柵遭到腐蝕，造成金屬路徑變窄而使電池內(nèi)阻增加;由于安裝時(shí)電池放置水平度不夠，使得極柱受力變形而導(dǎo)致爬酸;由于浮充電壓過高，加速正極板柵腐蝕速率和電池內(nèi)氣體的排放，導(dǎo)致干涸;由于環(huán)境溫度高，使得電池內(nèi)部溫度升高，導(dǎo)致浮充電流增加，浮充電流增加加速電池內(nèi)部溫升，形成惡性循環(huán)，引起熱失控等等。所有這些，均嚴(yán)重影響到蓄電池的安全運(yùn)行。

我們通常采用：一組串聯(lián)的蓄電池組并接在充電機(jī)上，充電機(jī)供給蓄電池組一定的浮充電流。正是這種運(yùn)行方式無法保證蓄電池的均衡充電。由于蓄電池組的端電壓變化(變高或變低)，而導(dǎo)致其它的蓄電池處于過充電或欠充電，過充電的蓄電池容量會迅速下降，欠充電的蓄電池會長期充電不足，內(nèi)阻升高。

傳統(tǒng)的蓄電池組也會采用定時(shí)均充方式，目的是對蓄電池中的性能落后的蓄電池進(jìn)行補(bǔ)償性充電，恢復(fù)它的容量，殊不知這種充電方式往往把蓄電池組中好的蓄電池過充了。

三、蓄電池組無法均衡充電的問題一直是電源運(yùn)行的隱患

(一)常常因?yàn)樾铍姵亟M中某節(jié)電池過充或欠充，壽命大大降低。設(shè)計(jì)壽命為十年的蓄電池組，有的使用兩三年就發(fā)現(xiàn)容量不足，內(nèi)阻增大等問題而報(bào)廢。

(二)一組串聯(lián)的蓄電池整組性能取決于狀態(tài)最壞的那塊電池。若某節(jié)電池端電壓過低，容量減少，內(nèi)阻增大，蓄電池組就處于危險(xiǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，不作處理電源隨時(shí)可能癱瘓，引發(fā)事故。

(三)無法對落后的電池在線活化，只能做到蓄電池定期的容量核對。

四、蓄電池組在線均衡裝置使用的必要性

當(dāng)前電源用戶對蓄電池的性能評估一般采用整組電池核對性充放電和蓄電池單體電壓巡檢，不可否認(rèn)核對性放電是一種驗(yàn)證電池性能最可靠的方法，但是進(jìn)行這種類型的測試工作既復(fù)雜又費(fèi)錢費(fèi)力。

當(dāng)前浮充狀態(tài)下的電壓并不能真正反映蓄電池內(nèi)在健康狀況，通過測量蓄電池內(nèi)阻來確定蓄電池的狀態(tài)被證明是非常可靠的方法，因此蓄電池內(nèi)阻測試已成為核對性放電測試的廉價(jià)補(bǔ)充或替代手段，是蓄電池維護(hù)中必備的，也是快捷有效的維護(hù)方法之一。

現(xiàn)在蓄電池的使用已經(jīng)非常普遍，對蓄電池進(jìn)行準(zhǔn)確快速地檢測及維護(hù)也日益迫切。國內(nèi)外大量實(shí)踐證明，電壓與容量無必然相關(guān)性，電壓只是反映電池的表面參數(shù)。國際電工IEEE-1188-1996為蓄電池維護(hù)制訂了“定期測試蓄電池內(nèi)阻預(yù)測蓄電池壽命”的標(biāo)準(zhǔn)。中國信息產(chǎn)業(yè)部郵電產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心也提出了蓄電池內(nèi)阻的相關(guān)規(guī)范(見YD/T799-2002)。蓄電池內(nèi)阻已被公認(rèn)是判斷蓄電池容量狀況的決定性參數(shù)。

內(nèi)阻與容量的相關(guān)性是：當(dāng)電池的內(nèi)阻大于初始值(基值)的25%時(shí)，電池將無法通過容量測試。當(dāng)電池的內(nèi)阻大于初始值的2倍時(shí)，電池的容量將在其額定容量的80%以下。

蓄電池在線均衡系統(tǒng)，是對直流系統(tǒng)充電機(jī)存在弊病的有益補(bǔ)充，解決了長期以來的直流系統(tǒng)蓄電池單體之間的不均衡充電問題。

蓄電池在線均衡裝置等同于為每一節(jié)電池提供一臺充電機(jī)，通過先進(jìn)的微機(jī)控制技術(shù)和電力技術(shù)，自動對蓄電池組中各單體電池在線均衡調(diào)節(jié)、控制，讓每節(jié)蓄電池端電壓、容量及內(nèi)阻處于均衡值，防止單體電池過、欠充電，并對性能較弱的電池進(jìn)行補(bǔ)充電及在線活化;可取代蓄電池巡檢儀和在線內(nèi)阻測試儀等產(chǎn)品。對降低投資成本、節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著重要的推動作用。

五、在線均衡系統(tǒng)的組成

該系統(tǒng)由監(jiān)控模塊、均衡調(diào)節(jié)單元、電池測量單元、電池活化單元等組成。

(1)監(jiān)控單元：對系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算分析，綜合管理及通訊。

(2)均衡調(diào)節(jié)單元：通過對各電池的均衡控制，達(dá)到使電池組均衡目的。

(3)電池測量單元：對電池組各節(jié)電池的端電壓、內(nèi)阻、容量進(jìn)行測量。

(4)電池活化單元：采用脈沖式活化方式，消除極板硫酸鹽結(jié)晶。

六、在線均衡系統(tǒng)的功能

(一)在線均衡功能

蓄電池組在線均衡系統(tǒng)能在線均衡每節(jié)電池，使它們工作在相同的電壓狀態(tài)，防止蓄電池過充或欠充而導(dǎo)致蓄電池組快速老化，可自動對單節(jié)電池進(jìn)行均衡調(diào)整，使各節(jié)電池的性能均衡一致，延長電池組使用壽命。

(二)在線活化功能

能對性能落后的單體電池進(jìn)行在線活化，防止蓄電池因長期浮充電導(dǎo)致硫酸鹽化，能延長蓄電池組的運(yùn)行使用壽命兩倍以上。

(三)在線檢測功能

蓄電池組在線均衡系統(tǒng)還具有蓄電池內(nèi)阻在線測試功能;蓄電池容量在線測試功能;蓄電池端電壓巡檢功能，可完全取代現(xiàn)有直流電源系統(tǒng)中的蓄電池容量檢測儀和電壓巡檢儀，為蓄電池組優(yōu)化運(yùn)行提供了全面而完善的解決方案，大大提高了蓄電池設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

七、蓄電池在線監(jiān)控系統(tǒng)給用戶帶來的利益

(一)可以隨時(shí)監(jiān)測蓄電池單體工作狀態(tài)，可以每天甚至每小時(shí)監(jiān)測上報(bào)蓄電池的工作狀態(tài)，測試頻繁密集，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池早期失效。

(二)測試效率高，通過LAN口，對分布在各個不同基站蓄電池進(jìn)行統(tǒng)一集中地監(jiān)測，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)隨機(jī)出現(xiàn)的蓄電池故障。

(三)提高蓄電池設(shè)備的可靠性，確保設(shè)備與電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

(四)延長電池的使用壽命兩倍以上，減少因電池而造成的環(huán)境污染，符合國家對節(jié)能環(huán)保的要求，具有良好的社會經(jīng)濟(jì)效益及價(jià)值。

(五)完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動在線監(jiān)測，不需要人工干涉，減少人力資本的投入。