浅析提高直流操作电源系统可靠性的主要方法.pdfVIP

工业技术 I■ ChinaseienceandTechnologyReview 浅析提高直流操作电源系统可靠性的主要方法 黄玉波 (龙煤鹤岗分公司调查研究室 黑龙江 鹤岗 154100) [摘 要】超级电容(双电层电容器EDLC)是一种新型储能元件，其与蓄电池相比具有一定的互补性 利用超级电容(或与蓄电池一起)构成直流操作电源系统 中的储能部件 ，可以解决蓄电池直流操作电源系统中存在的问题，提高电源系统的可靠性和可维性。本文提出了超级电容在直流操作电源系统中的多种应用方案。 [关键词]直流操作 电源 超级 电容 可靠性 中图分类号 ：N945．17 文献标识码：B 文章编号：1009～914X(2013)23—0036—02 1蓄电池直流操作电源系统存在的问题 面上形成了双 电层中聚集的电容量。其多孔化电极是使用多孔性的活性碳有极 在变电所的直流操作电源系统中目前多采用蓄电池 蓄电池直流操作 电 大的表面积在电解液中吸附着电荷 ，因而将具有极大的电容量并可以存储很大 源系统是用蓄电池来储能 ，交流 电正常且整流器完好时，蓄 电池用于向冲击 的静电能量，超级电容器的这一特性是介于传统的电容器与电池之间。超级 电 负荷提供补充电流；当交流停 电或整流器故障时，蓄电池用于向经常负荷、事 容与铅酸蓄电池特性 比较如表1所示。 故负荷及冲击负荷供 电。以蓄电池为储能元件的直流操作 电源 已被广泛使 由于超级电容与铅酸蓄 电池相比，具有环保、寿命长、对环境要求低、可提 用，存在的问题是蓄电池生产厂商为推销密封铅酸蓄电池，都加上了 “免维 供大 电流充放等特点，在直流操作电源事故负荷较小或要求不高的中小变电站 护”字样 ，由于 “免维护 这一词给使用者带来认识上的误区，加上现场蓄电池 中，完全可以用来代替铅酸蓄电池，提高电源系统可靠性，减少系统维护麻烦 。 维护的不方便，导致使用者放松了蓄电池的 日常维护管理，如：密封铅酸蓄电 3超级电客在直流操作电源系统中的应用 池没有按规定要求进行活化试验，环境温度变化较大，充电电流过大等等 由 超级电容与蓄电池相比具有维护简单，设备环保 ，成本低 ，可放电次数多， 于蓄电池管理不善，久而久之，极板活性物质大量脱落，容量大大下降，甚至 环境条件要求低等优点，其缺点是容量密度有待进一步提高，要实现与蓄电池 满足不了断路器合闸的要求，目前12V系列铅酸蓄 电池平均寿命只有三至四 相同储能容量，会使超级 电容的体积和成本大大增加。取长补短，根据直流操作 年左右 在2010年9)1份鹤 岗诚基水电热力有限责任公司立井变电所就发生 电源的应用对象的不同，合理选择和使用超级电容，可以解决 目前使用铅酸蓄 了一次由于极板活性物质大量脱落，容量降低不能进行断路器合闸的事故。 电池直流操作电源存在的问题 。 过大等等。由于蓄电池管理不善，目前国产 12V系列铅酸蓄电池平均寿命只 3．1 351(v以下，对可靠性要求不高的小型变(配)电所 有三至四年左右 。有些用户甚至陷入了蓄 电池频繁故障，且一时无法彻底解 如工矿企业的车间配电室，建筑大楼配电室等。由于直流负荷较小，对供电 决的困境 。 可靠性要求不是很高，这时可以直接用超级 电容代替铅酸蓄电池 。如冲击负荷 2超级电容与蓄电池的特性比较 电流小于整流器输出的电流，可采用一只(1F／300V)超级电容代替蓄电池，直流 超级电容器包括双电层 电容器(EDLC)和电化学电容器两大类。EDLC超 操作电源原理电路如图l所示。 级电容器是一种高能量密度的无源储能元件，其多孔化电极采用活性炭粉