近年来,江苏无锡地区配电自动化覆盖率大幅提高,目前无锡电网配电自动化终端规模已超2.5万台。在高温、潮湿等环境下,这些自动化终端的后备电源易出现鼓包、漏液等问题。以往,无锡供电公司对后备电源的状态缺乏有效的监测手段,难以满足配网设备智能化、精细化运维的需求。
2024年2月,无锡供电公司联合国网江苏省电力有限公司双创中心、江苏思极科技服务有限公司组建联合攻关团队,启动新型后备电源研发工作。
针对配电自动化终端类型多样、传统后备电源运行状态不可视等情况,攻关团队在研发初期明确了攻关目标:一是实现后备电源关键状态的实时监测与异常远程告警,提升后备电源的运行稳定性和使用寿命,二是提升后备电源更换效率。
电池在运行过程中容易发热,而传统的后备电源散热效率低,长时间使用可能会出现电芯鼓胀、短路等现象。研发团队在试验过程中发现,部分样机在连续放电条件下温度升高明显,无法满足长期稳定运行要求。
为了提升后备电源的热管理性能,研发团队成员采用了灌胶封装工艺,用导热密封胶体包覆电芯,不仅可以增强后备电源的散热效果,还可隔绝外部水汽和杂质,降低腐蚀和短路风险,提升后备电源的使用寿命。研发团队成员将传统的4只串联铅酸电池替换为单只集成电池,并采用“热插拔”设计,使更换操作更加便捷,大幅缩短后备电源电池的更换时间。
为了实现远程可视化监测,研发团队成员定制开发了电源管理芯片。在后备电源的电芯发生故障或电池电量低于15%时,芯片会自动告警,并将数据同步上传至配电自动化主站。在研究如何提升电源性能的过程中,研发团队发现传统的锂电池如果长期未使用,锂电池的管理系统会触发保护机制,自动锁死锂电池,导致锂电池无法正常工作。为解决这一问题,研发团队成员提出通过新增充电回路来解除保护锁定的方法。经过多次试验,他们最终采用外部电源辅助激活的方式,实现锂电池的零电压启动,确保长期未使用的锂电池也能恢复正常运行。
经过一年的联合攻关,研发团队结合各类型配电馈线终端、配电站房直流屏等典型配电设备的特点,研发出了一款环境适应性强的配电智能后备电源。经测试,该成果在C3等级(零下40摄氏度~70摄氏度)环境条件下能稳定运行,具备高安全性、长寿命、智能化、易更换的特点。
今年2月,配电智能后备电源上架国网电商平台,至今销售额已突破千万元。使用配电智能后备电源后,单站点后备电源更换作业时间压缩至原来的67%,运维效率显著提升。
原标题:可在高温潮湿环境稳定运行 配电自动化终端后备电源更耐用