CN104752792A - 一种采用恒温调温装置的变配电站蓄电池柜 - Google Patents

Abstract

一种采用恒温调温装置的变配电站蓄电池柜，属变配电站的直流电源领域。其在柜体前开门或后开门上部外侧设置一柜机空调装置，柜机空调装置的进、排气口贯穿前或后开门门体朝向蓄电池柜柜体的内部设置；在前或后开门下部外侧设置一电加热气雾化装置，柜机空调装置的冷凝水排出管与电加热气雾化装置连接；在柜体的顶部设置一换气风扇，在换气扇的进风端设置一翻版式电动换气阀；换气扇的进风端经过翻版式电动换气阀与蓄电池柜柜体的内部相连通。其可保持蓄电池柜的恒温和通风，还可解决恒温式蓄电池柜在运行中所产生的冷凝水无法排除的问题，可大大延长蓄电池的运行使用寿命，同时还能保证蓄电池的容量，有助于确保电网运行的安全、可靠。

Description

一种采用恒温调温装置的变配电站蓄电池柜

技术领域

本发明属于变配电站的直流电源领域，尤其涉及一种用于变配电站直流系统的蓄电池柜。

背景技术

为变电站或开关站(以下统一简称为变配电站)的操作和控制系统提供电源的直流系统，是变配电站的心脏，而维持心脏的不断跳动的动力便是蓄电池，一旦蓄电池发生故障，直接影响到电网的安全运行。

一座变配电站一旦投入运行后，站内的直流系统就同时开始工作了。目前常用的阀控式蓄电池，虽然省去了专门的维护工作，但它对温度要求非常高。特别当高温环境情况下，阀控式蓄电池的容量就难以充足，且直流系统对蓄电池容量是无法进行监控的。因此，创造一个良好的、适应蓄电池长周期正常运行的环境，是很有必要的。

从近些年来对变配电站内的蓄电池进行活化试验的过程中发现，目前变配电站所使用的蓄电池寿命和容量均欠理想。

从随机抽样的八座变配电站进行50％核对性放电的结果来看(表1)，电池在自然条件下运行了五六年后，蓄电池的运行寿命和电池容量很难达到市电力公司所规定的技术原则。

表1：某供电公司变配电站蓄电池核对性充放电结果

经调研和查阅相关资料和文献显示，蓄电池与温度有密切关系：

1、蓄电池容量与温度的关系：

目前市供电公司变配电站内常用的蓄电池均为阀控式蓄电池，它的常用标准是：当运行时环境温度为25摄氏度时，其容量为100％，当环境温度在25摄氏度以上时，温度每升高10摄氏度时，蓄电池容量就会减少50％，这就意味着温度越高，其容量就越小。

2、蓄电池寿命与温度的关系：

资料表明，环境温度对蓄电池寿命影响非常大，当温度升高时，蓄电池的极板腐蚀将加剧，同时消耗更多的水，从而使蓄电池的寿命缩短。蓄电池出厂所标示的试验寿命是在环境温度为25摄氏度时标定的，当蓄电池长期运行温度高于标定温度6‐10摄氏度时，其使用寿命会减少一半。

综上所述，阀控式蓄电池寿命和容量都与温度有着密切的关系，因此将运行环境温度控制在25度左右为蓄电池的最佳运行工况。在国家电网公司的《直流电源系统运行规范》中，对蓄电池运行温度亦有明确的规定：蓄电池室的温度宜保持在5‐30摄氏度，最高不应超过35摄氏度，并应通风良好。

现有的变配电站环境温度调节装置通常采用大型空调机组装置，其只能保证变配电站的室内温度大致保持在规定的温度范围内，无法精确地控制各个控制柜内的温度，加上现有的蓄电池柜均采用带有前、后柜门的密封式结构(基于安全和防尘的需要)，蓄电池柜内空间与外部空间(此处的外部空间是指变配电站的室内空间)之间没有直接的热交换通道，无法将位于柜内的蓄电池在运行过程中所产生的热量充分、迅速地传递至柜外，给蓄电池运行环境温度的精确控制带来困难。

如何对现有蓄电池柜的柜内运行环境温度进行精确的控制，解决高温季节环境温度对蓄电池的寿命和容量的影响，是保证蓄电池使用寿命的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用恒温调温装置的变配电站蓄电池柜，其在不影响现有蓄电池柜原有基本结构的基础上，在蓄电池柜的门上设置专门的机柜空调，在蓄电池恒温柜内部加装阻燃型保温材料层，在顶部加装微型风扇和翻版式电动换气阀，来保持蓄电池柜的恒温和通风，以确保蓄电池的运行环境温度不高于30摄氏度；同时还采用电加热气雾化装置，来解决恒温式蓄电池柜在运行中所产生的冷凝水无法排出的问题，其可大大延长蓄电池的运行使用寿命，同时保证柜内的空气湿度不会过高；在延长使用寿命的同时，还能保证蓄电池的容量，有助于确保电网运行的安全、可靠。

本发明的技术方案是：提供一种采用恒温调温装置的变配电站蓄电池柜，包括蓄电池柜的柜体，所述的柜体为带有前开门的单开门结构或同时带有前、后开门的双开门结构，其特征是：

在所述前开门或后开门的上部外侧，设置一个柜机空调装置，用于对所述蓄电池柜的柜内空间进行降温；所述柜机空调装置的进、排气口，贯穿所述前开门或后开门的门体，朝向所述蓄电池柜的柜体内部设置。

在所述前开门或后开门的下部外侧，设置一个电加热气雾化装置，用于将所述柜机空调装置运行期间所产生的冷凝水进行雾化蒸发；所述柜机空调装置的冷凝水排出管，与所述的电加热气雾化装置连接。

在所述柜体的顶部，设置一个换气风扇，用于定时将所述蓄电池柜柜内的空气排出柜体。

所述换气扇的进风端朝向柜体内部设置，所述换气扇的出风端朝向柜体外部设置；

在所述换气扇的进风端，设置有一个翻版式电动换气阀，用于控制所述换气扇的进风量或排风量；

所述换气扇的进风端，经过所述的翻版式电动换气阀，与所述蓄电池柜柜体的内部相连通。

具体的，所述的柜机空调装置是机柜型小型空调制冷装置。

进一步的，其所述的电加热气雾化装置至少包括一个集水箱，在所述的集水箱中设置有电发热元件；所述的电发热元件与控制电源对应连接，所述的集水箱与所述柜机空调装置的冷凝水排出管对应连接。

其所述的电发热元件为PCT电发热元件。

其所述的控制电源为常规的220V交流电源。

进一步的，所述前开门的门体上，在与所述柜机空调装置的排气口对应的部位，设置一个轴流风机；所述轴流风机的出风端，朝向所述蓄电池柜柜体的内部设置；所述轴流风机的进风端，与所述柜机空调装置的排气口对应设置。

进一步的，在所述蓄电池柜的柜体、前后开门、后开门的门体上，分别设置有阻燃型保温材料层。

与现有技术比较，本发明的优点是：

1.本技术方案，在原有蓄电池柜的基础上，不影响蓄电池柜的基本结构，通过在柜门上设置机柜型小型空调制冷装置，将其改造成带恒温装置的蓄电池恒温柜，改造后的产品能与目前变配电站内常用的蓄电池柜互换通用；

2.采用本技术方案，可以容易地对现有处于运行状态中的蓄电池柜进行改造，改造后的蓄电池柜能达到新试制蓄电池恒温柜同样功能，这样可以大大降低成本，更利于该技术的推广应用；

3.采用电加热式冷凝水雾化装置，能解决蓄电池恒温柜在运行中所产生的冷凝水无法排出的问题。

附图说明

图1是本发明恒温式蓄电池柜的结构示意图；

图2是本发明恒温式蓄电池柜的前视结构示意图；

图3是本发明恒温式蓄电池柜的后视结构示意图。

图中1为柜体，2-1为前开门，2-2为后开门，3为柜机空调装置，3-1为进气口，3-2为排气口，4为电加热气雾化装置，5为冷凝水排出管，6为换气风扇，7为翻版式电动换气阀，8为柜门阻燃型保温材料层，9为柜体阻燃型保温材料层，10为轴流风机，11为蓄电池。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

图1至图3中，本发明的技术方案提供了一种采用恒温调温装置的变配电站蓄电池柜，包括蓄电池柜的柜体1，所述的柜体为带有前开门的单开门结构或同时带有前、后开门的双开门结构(图中以双开门的结构为例)，其发明点在于：

所述前开门2-1或后开门2-2的上部外侧(图中以前开门为例)，设置一个柜机空调装置3，所述柜机空调装置的进气口3-1和排气口3-2，贯穿所述前开门或后开门的门体，朝向所述蓄电池柜的柜体内部设置。

在所述前开门或后开门2-2的下部外侧面上(图中以后开门为例)，设置一个电加热气雾化装置4，所述柜机空调装置的冷凝水排出管5，与所述的电加热气雾化装置连接。

在所述柜体的顶部，设置一个换气风扇6，所述换气扇的进风端朝向柜体内部设置，所述换气扇的出风端朝向柜体外部设置。

所述的换气扇用于定时将柜内蓄电池运行时释放出来的氢气排出柜外。

在所述换气扇的进风端，设置有一个翻版式电动换气阀7；所述换气扇的进风端，经过所述的翻版式电动换气阀，与所述蓄电池柜柜体的内部相连通。

所述的翻版式电动换气阀，用于控制所述换气扇的进风量或排风量

具体的，所述的柜机空调装置是机柜型小型空调制冷装置。

其电加热气雾化装置包括一个集水箱，在集水箱中设置有电发热元件；电发热元件与控制电源对应连接，集水箱与柜机空调装置的冷凝水排出管对应连接。

其电发热元件为PCT电发热元件

其控制电源为常规的220V交流电源。

其所述前开门的门体上，在与所述柜机空调装置的排气口对应的部位，设置一个轴流风机10；所述轴流风机的出风端，朝向所述蓄电池柜柜体的内部设置。

在所述蓄电池柜的柜体以及所述的前、后门门体上，分别设置有柜门阻燃型保温材料层8和柜体阻燃型保温材料层9。

本技术方案的主要用途是解决高温季节环境温度对蓄电池的寿命和容量的影响，其可以使蓄电池的运行环境温度不高于30摄氏度，这样可以大大延长蓄电池运行使用寿命，在延长使用寿命同时还能保证蓄电池的容量，确保电网运行安全可靠。

本技术方案中的柜机空调装置可选用BQC050-A2E410型机柜空调。该机柜型空调尺寸较小，约550×350×130mm，重量约15kg，因此它完全可以方便地安装在蓄电池柜的前、后开门上。

本技术方案在蓄电池恒温柜的顶部加装微型风扇，以保持蓄电池柜的恒温和通风，同时保证湿度不会过高。

机柜空调运行时会有冷凝水流出。为了解决冷凝水的问题，本技术方案把冷凝水经排水管汇流送进集水箱，在集水箱内经过发热元件加热，使冷凝水化为水蒸汽，再经过对流排气口，排到大气中，内部的发热器件属于自调节发热器件(PTC元件)，其可根据发热器表面的温度来调节自身的电阻(该发热器功率为220V,154W)。这样，蓄电池恒温柜的冷凝水排水问题就可以顺利解决了。

本技术方案还适用于对现场的蓄电池柜进行现场改造，其具体做法如下：

1、测量蓄电池柜的前、后柜门尺寸，先将前门玻璃做好，前门做成真空双层玻璃，玻璃四周做好保温层。

2、后门加厚后把空调和冷凝水集水箱安装好。周边做好保温层，做好的门到现场安装很方便。

3、在不停电的情况下，移出蓄电池柜内的蓄电池，在蓄电池柜两个侧面和底部加贴保温层，所采用的保温材料均为阻燃型材料。顶部安装微流风扇，做好后安装上前后柜门，移入蓄电池，接通电源，整个改造就完成了。

只要做好准备工作，四、五个人一天就能完成一个变配电站的改造工作，这样做能降低的成本约三分之一，且极具推广价值。

本发明的试制成功并应用，填补了电力行业该方面的空白。对在运行中的蓄电池柜进行改造亦是一种新的突破，其性价比较高，待该技术能推广应用到所有变配电站后，它能在保证蓄电池容量的同时，有效地延长蓄电池的工作寿命，有助于确保变配电站的安全、稳定运行。

本发明可广泛用于各类变配电站蓄电池柜的设计和制造领域。

Claims (7)

1.一种采用恒温调温装置的变配电站蓄电池柜，包括蓄电池柜的柜体，所述的柜体为带有前开门的单开门结构或同时带有前、后开门的双开门结构，其特征是：

在所述前开门或后开门的上部外侧，设置一个柜机空调装置，用于对所述蓄电池柜的柜内空间进行降温；

所述柜机空调装置的进、排气口，贯穿所述前开门或后开门的门体，朝向所述蓄电池柜的柜体内部设置；

在所述前开门或后开门的下部外侧，设置一个电加热气雾化装置，用于将所述柜机空调装置运行期间所产生的冷凝水进行雾化蒸发；

所述柜机空调装置的冷凝水排出管，与所述的电加热气雾化装置连接；

在所述柜体的顶部，设置一个换气风扇，用于定时将所述蓄电池柜柜内的空气排出柜体；

所述换气扇的进风端朝向柜体内部设置，所述换气扇的出风端朝向柜体外部设置；

在所述换气扇的进风端，设置有一个翻版式电动换气阀，用于控制所述换气扇的进风量或排风量；

所述换气扇的进风端，经过所述的翻版式电动换气阀，与所述蓄电池柜柜体的内部相连通。

2.按照权利要求1所述的采用恒温调温装置的变配电站蓄电池柜，其特征是所述的柜机空调装置是机柜型小型空调制冷装置。

3.按照权利要求1所述的采用恒温调温装置的变配电站蓄电池柜，其特征是所述的电加热气雾化装置至少包括一个集水箱，在所述的集水箱中设置有电发热元件；所述的电发热元件与控制电源对应连接，所述的集水箱与所述柜机空调装置的冷凝水排出管对应连接。

4.按照权利要求3所述的采用恒温调温装置的变配电站蓄电池柜，其特征是所述的电发热元件为PCT电发热元件。

5.按照权利要求3所述的采用恒温调温装置的变配电站蓄电池柜，其特征是所述的控制电源为常规的220V交流电源。

6.按照权利要求1所述的采用恒温调温装置的变配电站蓄电池柜，其特征是所述前开门的门体上，在与所述柜机空调装置的排气口对应的部位，设置一个轴流风机；所述轴流风机的出风端，朝向所述蓄电池柜柜体的内部设置；所述轴流风机的进风端，与所述柜机空调装置的排气口对应设置。

7.按照权利要求1所述的采用恒温调温装置的变配电站蓄电池柜，其特征是在所述蓄电池柜的柜体、前后开门、后开门的门体上，分别设置有阻燃型保温材料层。