變電站直流系統(tǒng)是十分重要的電源系統(tǒng)，是一個(gè)獨(dú)立的電源，為電力系統(tǒng)的控制回路、信號(hào)回路、繼電保護(hù)、自動(dòng)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(duì)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(chǎng)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(wú)法均衡充電，不能準(zhǔn)確在線監(jiān)測(cè)，個(gè)別落后電池?zé)o法活化――種種問(wèn)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(gè)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(cuò)誤。閥控電池的出現(xiàn)，是為了避免開(kāi)口式電池?fù)]發(fā)的酸氣對(duì)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(guò)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(wú)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(guò)充電或欠充電，過(guò)充電的蓄電池容量會(huì)迅速下降，欠充電的蓄電池會(huì)長(zhǎng)期充電不足，內(nèi)阻升高。

傳統(tǒng)的蓄電池組也會(huì)采用定時(shí)均充方式，目的是對(duì)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(guò)充了。

三、蓄電池組無(wú)法均衡充電的問(wèn)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(guò)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(wèn)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(guò)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(wú)法對(duì)落后的電池在線活化，只能做到蓄電池定期的容量核對(duì)。

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(duì)蓄電池的性能評(píng)估一般采用整組電池核對(duì)性充放電和蓄電池單體電壓巡檢，不可否認(rèn)核對(duì)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(cè)試工作既復(fù)雜又費(fèi)錢(qián)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(guò)測(cè)量蓄電池內(nèi)阻來(lái)確定蓄電池的狀態(tài)被證明是非?？煽康姆椒ǎ虼诵铍姵貎?nèi)阻測(cè)試已成為核對(duì)性放電測(cè)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(duì)蓄電池進(jìn)行準(zhǔn)確快速地檢測(cè)及維護(hù)也日益迫切。國(guó)內(nèi)外大量實(shí)踐證明，電壓與容量無(wú)必然相關(guān)性，電壓只是反映電池的表面參數(shù)。國(guó)際電工IEEE-1188-1996為蓄電池維護(hù)制訂了“定期測(cè)試蓄電池內(nèi)阻預(yù)測(cè)蓄電池壽命”的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)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(jiàn)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(wú)法通過(guò)容量測(cè)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(duì)直流系統(tǒng)充電機(jī)存在弊病的有益補(bǔ)充，解決了長(zhǎng)期以來(lái)的直流系統(tǒng)蓄電池單體之間的不均衡充電問(wèn)題。

蓄電池在線均衡裝置等同于為每一節(jié)電池提供一臺(tái)充電機(jī)，通過(guò)先進(jìn)的微機(jī)控制技術(shù)和電力技術(shù)，自動(dòng)對(duì)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(guò)、欠充電，并對(duì)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(cè)試儀等產(chǎn)品。對(duì)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(dòng)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(cè)量單元、電池活化單元等組成。

(1)監(jiān)控單元：對(duì)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(guò)對(duì)各電池的均衡控制，達(dá)到使電池組均衡目的。

(3)電池測(cè)量單元：對(duì)電池組各節(jié)電池的端電壓、內(nèi)阻、容量進(jìn)行測(cè)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(guò)充或欠充而導(dǎo)致蓄電池組快速老化，可自動(dòng)對(duì)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(zhǎng)電池組使用壽命。

(二)在線活化功能

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

(三)在線檢測(cè)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(cè)試功能;蓄電池容量在線測(cè)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(cè)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(lái)的利益

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

(二)測(cè)試效率高，通過(guò)LAN口，對(duì)分布在各個(gè)不同基站蓄電池進(jìn)行統(tǒng)一集中地監(jiān)測(cè)，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(zhǎng)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(guó)家對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求，具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益及價(jià)值。

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