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直流系统浮充电源损坏的原因分析及解决办法

发布时间：2011/3/20 阅读次数：1622 字体大小: 【小】【中】【大】

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郭伟华华电广西贵港发电有限公司

〖摘要〗本文介绍电力系统控制、动力直流蓄电池浮充电源经常损坏的原因和解决的办法，利用简单易行的方法来保证直流系统的供电可靠性。

〖关键词〗直流高频模块解决办法

　　我厂有2台660MW发电机组，每台机组220V直流系统采用单组1800AH蓄电池组作为动力电源，双套微机自动浮充装置，每套有10个输出能力为20A的高频整流充电模块并列运行。在实际使用过程中，经常发生高频整流充电模块烧损情况。尤其是在系统故障启动直流油泵的情况下，最多一次烧坏7块高频整流充电模块。曾经做过详细的实验，证实一般都是在启动瞬间烧损。也有是在正常无负荷运行时烧损的，分析为模块元器件质量问题。

一、烧损原因分析

　　为分析烧损原因，我们模拟实际进行实验。由于运行条件的限制，并没有启动事故状况下应该启动的全部负载，只手动启动运行电流最大的直流油泵进行实验。实测稳定输出后总输出430A，蓄电池输出电流190A，高频整流充电模块总输出240A，蓄电池系统电压降低到117V。启动中烧损高频整流充电模块两个，运行3分钟后又烧损一个。测试条件限制无法记录每个高频整流充电模块在启动时的准确输出电流和蓄电池的瞬时电压。在微机屏上检查每个还在继续运行的模块的输出电流，最大的与最小的相差6A。自动浮充装置有最大浮充电流限制，我们设定为180A。

　　根据以上分析得出以下结果：?最大浮充电流限制没起作用；?由于高频整流充电模块负荷特性不一致，在启动瞬间部分调节特性陡的高频整流充电模块输出电流超过额定输出电流1-2倍，导致该高频整流充电模块因过载烧损；然后继续烧损下一个负荷特性特性较陡的高频整流充电模块，直到剩下的都是负荷特性较平缓的高频整流充电模块；?元件质量有问题或者是元件参数选取余度小，造成3分钟后又烧损一个高频整流充电模块。

　　联系兄弟单位，除一个单位外，其余三家或多或少都发生过类似问题。看来这是一个共性问题。

二、解决办法

　　以发电厂220V动力直流系统为例。

?最大浮充电流限制不起作用问题，联系生产厂家负责解决；

?元件质量问题。厂家维修后的高频整流充电模块返回来后，要做好老化实验。有机会最好全部进行老化实验以严整高频整流充电模块的运行可靠性。利用第二组备用的自动浮充装置，拔出所有高频整流充电模块，只插入一个维修后的高频整流充电模块进行至少10小时老化实验。将该组自动浮充装置输出接引到假负载上，自动浮充装置最大浮充电流限制设定为20A，以20A电流持续工作至少10小时能保证运行正常方可投入使用，否则退回返修。假负载取10Ω/5kW，注意有专人监视防止发生火灾；

?查找直流自动浮充装置厂家资料，了解最大浮充电流限制是限制总的输出电流还是分别直接限制每个高频整流充电模块的输出电流。如果是直接限制每个高频整流充电模块的输出电流，那么以下步骤不必进行，只要做好高频整流充电模块老化实验就可以。如果是限制总的输出电流，则要对每一个高频整流充电模块进行改进，即加装均流限流电阻。此部分是本文的重点，下面着重介绍这一部分。

三、高频整流充电模块输出回路改进

　　原理是在每个高频整流充电模块的输出部分串联均流电阻。但计算方法有一定的区别。要根据蓄电池在事故状态下的实际数据进行计算，并在最恶劣的情况下保证事故负荷只由直流自动浮充装置提供额定范围内的部分，其余无论大小均由蓄电池来承担。

　　计算需要蓄电池在事故状态下带全部事故负荷的数据。利用热控事故启动回路启动事故负荷，记录启动瞬间的蓄电池最低电压Ud，这里假设为210V；设蓄电池正常工作电压为Ue，这里取220V；取每个高频整流充电模块的输出电流为Ie，这里取20A。计算如下：

　　R=（Ue-Ud）/Ie=（220-210）/20=0.5Ω

　　电阻R的功率要满足要求，即实际功率Ps>P=Ie*（Ue-Ud）=20*10=200W

　　取功率不小于200W、阻值为0.5Ω的无感电阻串联在高频整流充电模块输出后的回路上。安装位置要保证散热要求和安全要求。

　　注意电阻必须采用无感电阻，每个高频整流充电模块一个。在高频整流充电模块的输出电流中含有很大的高频成分，使用有感电阻会限制高频整流充电模块功能的发挥，甚至造成无输出的严重后果。如果没有无感电阻，可以用以下的方法自制：

　　用高频整流充电模块输出电流的大小选取适当直径的漆包电阻线，没有也可用漆包铜线代替，但体积会很大。再计算或量出需要的长度，剪取后对折备用。电阻线对折处最好用焊锡焊一下以避免因弯折处阻值增大过热。取一块3-5mm的绝缘板，根据安装位置和空间规划出安装固定孔、出线孔和绕线位置，把折好的电阻线以对折处为起点双线并绕，最后引出的电阻线的两个端头固定好即可。

　　将自制的无感电阻固定稳妥，出线串联在高频整流充电模块输出至电缆之间就完成了整个改进工作。

　　改进后对直流系统的运行没有任何影响，但会引起蓄电池核对性充放电的充电过程提前由充电状态改为浮充状态，延长充电过程0.5-2小时。如果希望恢复原来的充电特性可以在每个无感电阻两端并联一个开关或刀闸，正常运行时断开，核对性充电时投入。

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