1、研究蓄电池组充放电的新方法 研究蓄电池组充放电的新方法 2007 年 QC 小组活动成果发布小组概况小组概况小组名称变电部继保三班“飞跃云海”Q C小组课题类型创 新 型团队精神团结一致、立足本职、保证质量成立日期2007年 5月 8日活动日期2007年 5月至 2008年 2月活动次数12次出 勤 率95注 册 号2007-017姓名年龄文化程度工作职务组内职务组内分工王建勇34 硕士硕士班长班长组长组长组织策划组织策划郑卫文30硕士硕士工程师工程师组员组员调查分析调查分析周光汉34本科本科工程师工程师组员组员调查分析调查分析郭明叙30本科本科副班长副班长组员组员调查分析调查分析吴宏晓27博
2、士博士工程师工程师组员组员具体实施具体实施张春萍27本科本科助工助工组员组员具体实施具体实施佘惠仪40本科本科技术员技术员组员组员资料整理资料整理张丽娜30本科本科技术员技术员组员组员具体实施具体实施向莅30硕士硕士技术员技术员组员组员资料整理资料整理鲁晓一25本科本科助工助工组员组员资料整理资料整理练思妤25本科本科助工助工组员组员具体实施具体实施我们的团队我们的团队前 言前 言蓄电池是重要的备用电源蓄电池是重要的备用电源监控系统通信系统保护装置 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程电力系统
3、用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程 必须定期对蓄电池组进行半容量的核对性试验必须定期对蓄电池组进行半容量的核对性试验 蓄电池组 蓄电池组RD1RD1RD2RD2充电设备充电设备 蓄电池组 蓄电池组RD1RD1RD2RD2放电设备放电设备半容量核对性试验半容量核对性试验课题选择课题选择电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程 运行了运行了 6 6 年以上的蓄电池应每年进行一次核对性充放电试验年以上的蓄电池应每年进行一次核对性充放电试验我班负责的变电站
4、中，有我班负责的变电站中，有 10 个站的蓄个站的蓄电池运行电池运行 6 年以上年以上 每年充放电工作：至少每年充放电工作：至少 10次次按惯例每次充放电工作耗时按惯例每次充放电工作耗时长且繁重费力长且繁重费力我们分解传统的工作我们分解传统的工作流程如下图流程如下图准准备备耗耗时时试试验验耗耗时时收收尾尾耗耗时时搬运备用电池、充电机、放电机装车搬运备用电池、充电机、放电机装车运送到站运送到站搬运备用电池、充放电设备到充电机旁搬运备用电池、充放电设备到充电机旁对备用电池安装连接线对备用电池安装连接线退出原电池组退出原电池组将备用电池接入直流系统将备用电池接入直流系统将原电池组接回直流系统将原电池
5、组接回直流系统对原电池组进行充电试验对原电池组进行充电试验退出备用电池组退出备用电池组搬运电池与充放电设备装车搬运电池与充放电设备装车拆除接线拆除接线运回仓库运回仓库对原电池组放电试验对原电池组放电试验蓄电池是否正常蓄电池是否正常是试验停止，密切监视充电机运试验停止，密切监视充电机运行同时着手更换蓄电池组行同时着手更换蓄电池组否蓄电池是否正常蓄电池是否正常是否试验日期试验日期变电变电站站准备耗时（小时）准备耗时（小时）试验耗时试验耗时（小时）（小时）收尾耗时收尾耗时（小时）（小时）工作总耗时工作总耗时（小时）（小时）2006.6.82006.6.8香洲香洲4.659.14.5818.3318.
6、332006.10.202006.10.20兰埔兰埔4.969.054.8718.8818.882006.11.272006.11.27广生广生5.079.54.9719.5419.542007.1.242007.1.24吉大吉大4.958.954.8518.7518.752007.2.112007.2.11白蕉白蕉4.898.54.7918.1818.182007.3.192007.3.19井岸井岸4.888.954.8518.6818.682007.4.142007.4.14榕益榕益4.8594.818.6518.652007.5.282007.5.28横山横山4.699.54.5518.
7、7418.74平均耗时平均耗时4.879.0684.7818.71818.718充放电试验耗时统计表充放电试验耗时统计表制表人：张志林 时间：2007 年 6 月 2 日表 1蓄电池组各环节耗时统计蓄电池组各环节耗时统计48.4%48.4%51.6%51.6%准备与收尾耗时试验耗时传统方法的准备工作和收尾工作占总时间的传统方法的准备工作和收尾工作占总时间的有效的试验时间仅占有效的试验时间仅占 寻找新方法，缩短工作耗时，提高工作效率寻找新方法，缩短工作耗时，提高工作效率势在必行！势在必行！研究蓄电池组充放电的新方法研究蓄电池组充放电的新方法上网查询，向蓄电池厂家进行技术咨询，上网查询，向蓄电池厂
8、家进行技术咨询，并到兄弟局了解情况并到兄弟局了解情况，未找到有效的新方，未找到有效的新方法法设定目标设定目标05101520现状目标充放电工作时间（小时）0606 年年 6 6 月月7 7 月月8 8 月月9 9 月月1010 月月1111 月月1212 月月1 1 月月责任人责任人1010202030301010202030301010202030301010202030301 10 020203030101020203030101020203030101020203030初步方案初步方案的提出的提出王建勇王建勇张智韶张智韶最佳方案最佳方案的确定的确定郭明叙郭明叙林冠新林冠新制定对策制定对策
9、周光汉周光汉佘惠仪佘惠仪实施对策实施对策张丽娜张丽娜效果检查效果检查张春萍张春萍刁小玲刁小玲巩固措施巩固措施张智韶张智韶总结总结练思妤练思妤活动计划活动计划要做到井井有条制表人：张志林 时间：2007 年 6 月 8 日表 2 方案方案三：蓄电池自动投入法方案一：双充双电结构改造法方案二：补充电源法初步方案的提出初步方案的提出方案一：双充双电结构改造法方案一：双充双电结构改造法方案一：双充双电结构改造法方案一：双充双电结构改造法 蓄电池组 蓄电池组直流荷负1ZK1ZKRD1RD1RD2RD2充电机充电机1充电机1充电机I段荷负段荷负2蓄电池组 2充电机2蓄电池组 2充电机切换开关切换开关切换开
10、关切换开关单充单电系统双充双电系统1蓄电池组1蓄电池组 方案论证项目：双电双充系统的供电可靠性 1充电模块 1蓄电池组1充电模块 1蓄电池组1阻电2阻电2蓄电池组 2充电模块2蓄电池组 2充电模块1ZK1ZK2ZK2ZK3ZK3ZK4ZK4ZKA2A2V1V1A1A1V2V2模拟试验模拟试验 试验数据 标称电压：36V运行方式电流表 1读数（A）电流表 2读数（A）电压表 1读数(V)电压表 2读数（V）电压 1/标称电压电压 1/标称电压规程要求 两个充电模块运行 两组蓄电池备用0.3540.3540.3580.35836.136.136.236.2100.2%100.2%100.5%100
11、.5%9090130130%两个充电模块退出 1 蓄电池组退出 2 蓄电池组运行0.3550.3550.3560.35635.835.835.735.799.4%99.4%99.1%99.1%两个充电模块退出 2 蓄电池组退出 1 蓄电池组运行0.3540.3540.3520.35235.435.435.535.598.3%98.3%98.6%98.6%试验期间没有停电现象试验期间没有停电现象 负荷电压满足规程要求负荷电压满足规程要求试验结果试验结果制表人：张志林 时间：2007 年 6 月 20 日表 3这样的系统充放电真轻松优点：运行方式灵活可靠，充放电工作实施简单 缺点：改造成本高昂，短
12、时期内实现困难方案二：补充电源法方案二：补充电源法方案二：补充电源法方案二：补充电源法 充电机充电机#1站用变#1站用变 蓄电池组 蓄电池组直流荷负1ZK1ZKRD1RD1RD2RD2从另一台站用变处从另一台站用变处为负荷再引一路补充的备用电源为负荷再引一路补充的备用电源整流设备整流设备#2站用变#2站用变 方案论证项目：补充电源的供电可靠性 蓄电池组 蓄电池组阻电1ZK1ZKRD1RD1RD2RD2V V电流表电流表电压表电压表A A充电模块充电模块补充电源运行补充电源运行 10 小时小时监视系统情况监视系统情况论证试验论证试验整流设备整流设备380V交流380V交流检修检修电源箱电源箱试验
13、结果试验结果 试验数据 标称电压：36V制表人：张志林 时间：2007 年 6 月 23 日表 4运行方式时刻电流表读数（A）电压表读数(V)电压/标称电压规程要求试验期间电流有无间隙充电模块运行、发电机备用9:15am0.350.3535.6635.6699.05%99.05%9090130130%无充电模块关闭、补充电源供电10 小时起10:15am0.340.3434.2334.2395.08%95.08%充电模块关闭、补充电源供电10 小时终20:15pm0.330.3334.1234.1294.78%94.78%两个电源交替供电无间隙两个电源交替供电无间隙负荷电压满足规程要求负荷电压
14、满足规程要求优点：供电可靠、接线简单 缺点：每个变电站的交流馈线裕度不同，可推广性不强 方案三：蓄电池自投法方案三：蓄电池自投法方案三：蓄电池自投法方案三：蓄电池自投法 剩下的容量能否作为短时的剩下的容量能否作为短时的备用电源呢？备用电源呢？我有一个想法我有一个想法直流荷负 蓄电池组 蓄电池组RD2RD2QSQS二极管二极管开关开关A AB BRD1RD1充电机充电机反反向向截截止止正正向向导导通通方案原理方案原理在线监测技术在线监测技术直流荷负 蓄电池组 蓄电池组RD2RD2RD1RD1充电机充电机不不用用额额外外增增加加充充电电设设备备半容量的蓄电池组的供电可靠性半容量的蓄电池组的供电可靠
15、性半容量的蓄电池组的供电可靠性半容量的蓄电池组的供电可靠性方案论证项目阻电 蓄电池组 蓄电池组RD2RD2V V电流表2电流表2电压表电压表A2A2RD1RD1QSQS电流表1电流表1A1A1充电模块充电模块1ZK1ZK蓄电池组投入蓄电池组投入 运行运行 5 小时小时 论证试验论证试验 试验数据 标称电压：36V运行方式时刻电流表 1 读数（A）电流表 2读数（A）电压表读数(V)电压/标称电压规程要求二极管投入有无间隙充电模块运行、蓄电池组充电备用8:058:050.10.10.3560.35636.536.5101.3%101.3%9090130130%无充电模块退出蓄电池组投入 5 小时
16、开始9:059:05 0.3470.3470.3460.34634.334.395.2%95.2%充电模块退出蓄电池组投入 5 小时结束14:0514:05 0.3450.3450.3450.34534.834.896.6%96.6%充电机重新运行蓄电池组充电备用14:1014:100.190.190.3540.35436.436.4101.1%101.1%充电机重新运行蓄电池组充电备用19:1019:100.180.180.3560.35636.336.3100.8%100.8%制表人：张丽娜 时间：2007 年 6 月 25 日试验结果试验结果负荷电压满足规程要求负荷电压满足规程要求无停电
17、现象无停电现象表 5特点：试验、备用两不耽误 还可以利用原系统的充电机作为充电设备，省时省力省资源。方案比选方案比选各种方案比选一览表序号项目方案一方案二方案三1可靠性充电机、蓄电池均双重化配置。供电可靠性强。两台站用变可靠备用供电可靠性强蓄电池组放电试验期间仍可作为充电机的备用，供电可靠性强2操作难易度系统改造复杂，容易造成直流停电。操作难度很大接线比较简单，操作难度较小。需要制作自投装置，使回路接入简单，操作难度小。3输出电气指标运行方式切换无失电现象，输出电压也满足规程要求。运行过程中无停电现象，输出电压满足规程要求。放电期间，蓄电池组自动投入无时间间隙。输出电压符合规程要求。4试验需携
18、带仪器充电设备、放电设备充电设备、放电设备、整流设备放电设备和制作的自投装置5适用度改造后，每个站均适用受原有交流系统设计影响，适用度不高不受原系统设计影响，适用度高6预计充放电耗时（小时）1212.511.57人力配置6 人4 人2 人8成本13 万元左右2 万元左右540 元左右9可推广性不适合推广不适合推广适合推广结论结论通过综合分析比较，方案三具有操作简单、成本低、需要人力少、可推广性强等特点，因此决定采用方案三为实施方案。选用选用蓄电池自投装置蓄电池自投装置单二极管方案单二极管方案双二极管方案双二极管方案方案细化方案细化二极管的寿命二极管的寿命开关型的二极管正常使用寿命开关型的二极管
19、正常使用寿命最短可达 最短可达 查阅查阅真空电子技术真空电子技术 使用次数双重保险双重保险试验时间：2007.7.05 试验地点：班组办公室 试验人员：王建勇、张志林 方案试验方法1、配置一个二极管接线类似右图，二极管换为一个。2、配置两个二极管接线如右图 设置：调节直流模块输出电压 30V，输出电流 0.3A，试验电阻为 100。VR直流模块模拟试验模拟试验试验测量电压值：试验测量电压值：方案一：方案一：29.43V方案二：方案二：29.67V双二极管的电压损耗双二极管的电压损耗更小更小选用选用制表人：张志林 时间：2007 年 7 月 5 日表 6二极管与开关的选型二极管与开关的选型变电站
20、直流最大冲击电流统计表变电站直流系统电压等级 U（V）开关合闸线圈电阻(两种规格)R（）合闸电流I=U/R（A）开关数量n（台）总冲击电流 In（A）全站总冲击电流（A）香洲站220V484.5829.1647.961131.942038.8柠溪站110V363.0626.1227.521021.072021.4吉大站220V782.8338.4951.091032.132042.6兰埔站220V1851.1933.5746.171032.132042.6黄杨站220V663.326.629.371062.071122.77白蕉站220V484.5829.1640.961042.121531.
21、8井岸站220V563.93415.72511121.961835.28广生站110V53.32.062347.3853.8234.23.2226.44榕益站220V2031.0822.1621.922111.041919.76横山站110V32.43.39413.5659.5550.12.192145.99方案分析计算特点结论空气开关（1）工作电压a）工作电压 1 蓄池电组电压 1 0 220V 工作电压 2 蓄池电组电压 2 0 110V 保熔器可靠截：取工作为证断断选电压 220Vb)工作电流电流工作流流最大冲流裕度流电电击电电，直流系的最大冲流经调查统计统击电值为22 60A(下表见)
22、，此取最大的处值60A；电流裕度取经验值 0.1 倍的最大冲流，即击电值为6A。故有：工作流电60 6 66A优点：体积小巧、美观；断电弧能力强结合平时工作经验选择 SIMENS 5SJ51 DC220V 70A 型空气开关选用选用序号分类正、反向特性正向压降反向恢复时间1点接触型二极管正向特性和反向特性都差0.7V 左右平均在 200 纳秒左右2整流用普通二极管正向特性和反向特性一般按构造材料可分为硅管、锗管，两者的压降分别为 0.7V、0.3V平均在 1000 纳秒左右3整流模块二极管正向特性和反向特性较好正向导通压降仅0.4V 左右极短，低于 10 纳秒选用选用制表人：张志林 时间：20
23、07 年 7 月 10 日表 8制表人：张志林 时间：2007 年 7 月 10 日表 7蓄电池自动投入法蓄电池自动投入法采用双二极管采用 SI M EN S 5SJ51 D C220V 70A 型空气开关采用整流模块二极管最佳细化方案最佳细化方案以此制定对策以此制定对策对策制定表序号对策目标措施地点实施时间负责人检查人1设计新型装置布局图元件布局合理，节省装置空间设计工具的电路结构办公室2007.7.20至 7 月 25王建勇吴洪晓郑卫文2购买SIMENS空气开关和整流模块二极管并试验购买的空气开关额定电流达到 70A；二极管极性、单向导电性和反向击穿特性与选择规格相符1.购买空气开关和整流
24、模块二极管2.对空气开关和整流模块二极管进行试验办公室电子市场2007.7.26至 7 月 30张丽娜张志林郭明叙3加工制作新型装置成品结构满足设计要求1.设计制作电路板2.焊接元件3.封装工具工具房2007.7.31至 8.10向莅佘惠仪林冠新4新方法模拟试验新方法电气指标满足规程要求1、搭建试验回路；2、利用新工具进行模拟试验；3、记录数据110kV 嘉华站2007.8.11至 8.25练思妤张春萍鲁晓一制定对策制定对策制表人：张志林 时间：2007 年 7 月 17 日表 9实施对策实施对策实施一：设计新型装置实施一：设计新型装置上端上端接线柱接线柱下端下端接线柱接线柱电路板电路板铜线鼻
25、铜线鼻二极管二极管开关开关完成时间：完成时间：2007 年年 7 月月 21 日日实施检查：电气元件布局合理、节省空间。实施检查：电气元件布局合理、节省空间。检查人：郑卫文检查人：郑卫文实施二：购买元件和试验实施二：购买元件和试验序号名称规格1西门子 MCB 空气开关70A/500V2整流模块二极管70A/1200V制表人：张志林 时间：2007 年 7 月 25 日表 10项目极性单向导电性反向击穿电压的检测整流模块二极管2个方法将万用表置于 R100 档或 R1k 档，两表笔分别接二极管的两个电极，测出一个结果后，对调表笔，再测出一个结果。两次测量的结果中，有一次测量出的阻值较大（为反向电
26、阻），另一次测量的阻值较小（为正向电阻），阻值较小的一次测量中，黑表笔接的是二极管的正极红表笔接的是二极管的负极。正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。正、反向电阻值相差越悬殊，说明二极管单向导电性越好试验用具兆欧表：一块、1000V 万用表：一块、500V 4 4 mm2导线：一捆结果正向电阻值（）反向电阻值（）测量电压（V）300、349 5000、5500 1200、1250结论所购的二极管极性正确、单向导电性良好，反向击穿电压与规格相符MV万用表兆欧表被测管项目空气开关额定电流空气开关1个方法接成试验回路，用试验仪器逐步提升电流，空气的跳闸电流就是额定电流仪器保伽玛试验仪：一台 电阻：5
27、0结果跳闸电流70.7A结论额定电流与规格相符试验仪器电阻空气开关完成时间：完成时间：2007 年年 7 月月 29 日日实施检查：所购买元件参数满足设计要求实施检查：所购买元件参数满足设计要求 检 查 人 ：郭明叙检 查 人 ：郭明叙实施三：加工制作新型装置实施三：加工制作新型装置23.5cm14cm接线连片接线连片保险上端保险上端接线柱接线柱保险下端保险下端接线柱接线柱6.5cm开关开关1.设计制作电路板 根据所购元件尺寸，设计新工具电路板布局草图，选用环氧树脂板作为电路板基座，根据购买元件的尺寸对树脂板进行裁切，定位钻孔。2.焊接元件按照电路板上的定位，将元件焊接到电路板上3.封装工具设
28、计并制作工具盒，将电路板固定于盒内，封装起来。14cm19.5cm24cm开关开关把手把手散热孔散热孔图9：工具封装图图9：工具封装图新型装置完成时间：完成时间：2007 年 年 8 月月 10 日日实施检查：新工具的结构简单，易于维护检修，焊接安装牢固可靠。实施检查：新工具的结构简单，易于维护检修，焊接安装牢固可靠。检查人：林冠新检查人：林冠新实施四：新方法模拟试验实施四：新方法模拟试验1ZK1ZK 蓄电池组 蓄电池组RD2RD2充电机充电机V V电流表2电流表2电压表电压表电流表1电流表1A2A2蓄蓄电电池池自自动动投投入入装装置置A1A1RD1RD1录波器录波器直流负荷直流负荷接入装置接
29、入装置充放电试验充放电试验录波测量录波测量最大冲击负荷时试验数据运行方式时刻蓄电池组的容量电流表 1读数（A）电流表 2 读数（A）电压表读数（V）输出电压/标称电压规程要求输出电压波形有无间隙充电机关闭、蓄电池组投入14:20pm14:20pm55%55%26.8526.8526.8426.84102.5102.593.18%90130无充电机启动、蓄电池退出14:25pm14:25pm55%55%3.123.1226.8726.87113.5113.5103.2%充电机关闭、蓄电池组投入14:40pm14:40pm53%53%26.7826.7826.7726.77102.1102.192
30、.8%充电机启动、蓄电池退出14:45pm14:45pm53%53%3.133.1326.826.8113.1113.1102.8%充电机关闭、蓄电池组投入15:20pm15:20pm50%50%26.6926.6926.626.610210292.7%运行方式时刻蓄电池组的容量电流表1 读数（A）电流表2 读数（A）电压表读数（V）输出电压/标称电压规程要求输出电压波形有无间隙充电机运行、蓄电池组充电备用8:308:30amam100100 0.10.18.668.66114.5114.5104.1%90130无充电机关闭、蓄电池组投入 5 小时起9:309:30amam9090-8.598
31、.598.578.57110.9110.9100.8%充电机关闭、蓄电池组投入 5 小时终14:314:30pm0pm5656-8.618.618.68.6102.8102.893.5%经常性负荷试验数据测量电压满足规程测量电压满足规程制表人：张志林 时间：2007 年 7 月 25 日表 11制表人：张志林 时间：2007 年 7 月 28 日表 12关闭充电机的一瞬间关闭充电机的一瞬间切换前后输出电压波形不变切换前后输出电压波形不变交替供电无间隙交替供电无间隙完成时间：完成时间：2006 年年 8 月月 20 日日实施检查：蓄电池组输出电压及电流值与理论值相同，实施检查：蓄电池组输出电压及
32、电流值与理论值相同，证明了新的方法不会造成直流系统失电证明了新的方法不会造成直流系统失电且输出电气指标在规程允许范围内，满足规程要求。且输出电气指标在规程允许范围内，满足规程要求。检查人：鲁晓一检查人：鲁晓一效果检查效果检查携带放电设备和蓄电池自投装置等到站携带放电设备和蓄电池自投装置等到站将自投装置接入直流系统，隔离蓄电池组将自投装置接入直流系统，隔离蓄电池组检查后结束工作检查后结束工作对原电池组放电试验对原电池组放电试验蓄电池是否正常蓄电池是否正常是试验停止，密切监视充电机运试验停止，密切监视充电机运行同时着手更换蓄电池组行同时着手更换蓄电池组否蓄电池是否正常蓄电池是否正常是否投回蓄电池组
33、，拆除装置利用投回蓄电池组，拆除装置利用系统充电机对蓄电池组充电系统充电机对蓄电池组充电充电机是否正常充电机是否正常试验停止，投回蓄电组，试验停止，投回蓄电组，并密切监视，汇报上级并密切监视，汇报上级否是准准备备 试试验验 收尾收尾 试验日期试验日期变电变电站站准备耗时（小准备耗时（小时）时）试验耗时（小试验耗时（小时）时）收尾耗时（小收尾耗时（小时）时）工作总耗时工作总耗时（小时）（小时）有无发生有无发生电流消失电流消失情况情况2007.9.82007.9.8柠溪0.59.010.479.919.91无2007.11.202007.11.20黄杨0.529.050.54210.1710.17无平均耗时0.519.030.50610.0410.042007 年年 9 月至月至 11 月充放电工作情况月充放电工作情况制表人：张志林 时间：2007 年 8 月 15 日表 12现在所需工作人员
