CN116742777A - 高温堆蓄电池在线调整系统及调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种高温堆蓄电池在线调整系统及调整方法，属于电气技术领域。其中，调整系统包括：串联设置的多个工作蓄电池组与多个备用蓄电池组；其中，每个工作蓄电池组上连接有第一切换开关，每个备用蓄电池组上连接有第二切换开关；在工作蓄电池组出现故障时，第一切换开关将出现故障的工作蓄电池组由“电池投入位置”切换至“电池退出位置”，第二切换开关将备用蓄电池组由“电池退出位置”切换至“电池投入位置”。基于本发明的调整系统可大大缩短蓄电池故障处理过程中的停电时间，增加系统的可靠性。

Description

高温堆蓄电池在线调整系统及调整方法

技术领域

本发明属于电气技术领域，具体涉及一种高温堆蓄电池在线调整系统及调整方法。

背景技术

蓄电池是目前应用最广的电能储存设备，可以在一定程度上存储部分电能，用于外部电源失去的情况，对应急情况下的故障处理和恢复后的紧急启动起着至关重要的作用，因此在电厂中得到了大量的应用。

蓄电池根据电压等级决定连接电池数量，相互之间通过电缆直接串联(如图1所示)，正常情况下通过充电器向蓄电池充电和下游负荷供电，事故情况下通过蓄电池向下游负荷供电。

高温堆蓄电池多采用富液式，内部填充电解液，每节电池重量在300kg左右，为防止地震等自然灾害损坏电池，需要将电池置于支架中固定，更增加了搬运的不便。另外蓄电池房间内氢气浓度较高，原则上不得使用电动机械设备，因此搬运、维护等工作全部手动完成。搬运前需要搭设启动设备，并且人力操作，导致更换不便、时间长，且更换期间电池不能运行，一旦失去外部电源而电池无法投入将造成全厂停电、反应堆停堆等一系列严重事故。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种高温堆蓄电池在线调整系统及调整方法。

本发明的一方面，提供一种高温堆蓄电池在线调整系统，包括：串联设置的多个工作蓄电池组与多个备用蓄电池组；其中，

每个所述工作蓄电池组上连接有第一切换开关，每个所述备用蓄电池组上连接有第二切换开关；

在所述工作蓄电池组出现故障时，所述第一切换开关将出现故障的工作蓄电池组由“电池投入位置”切换至“电池退出位置”，所述第二切换开关将备用蓄电池组由“电池退出位置”切换至“电池投入位置”。

可选地，每个所述工作蓄电池组与每个所述备用蓄电池组均包括至少一个蓄电池。

可选地，每个所述工作蓄电池组与每个所述备用蓄电池组均包括多个串联设置的蓄电池。

可选地，所述第一切换开关与所述第二切换开关具有公共端、常开端以及常闭端；

其中，所述公共端与前一个蓄电池的负极电连接，

在需要将工作蓄电池组或备用蓄电池组切换至“电池投入位置”时，所述常开端与对应蓄电池组中第一个蓄电池的正极电连接；

在需要将工作蓄电池组或备用蓄电池组切换至“电池退出位置”时，所述常闭端与对应蓄电池组中最后一个蓄电池的负极电连接。

可选地，所述第一切换开关与所述第二切换开关还具有隔离端，所述隔离端位于所述常开端与所述常闭端之间，用于切断电流回路。

可选地，所述工作蓄电池组、所述备用蓄电池组与所述第一切换开关、所述第二切换开关分别设置在不同的空间内。

可选地，所述工作蓄电池组的数量大于所述备用蓄电池组的数量。

本发明的另一方面，提出一种如前文记载的所述高温堆蓄电池在线调整系统的调整方法，所述调整方法包括：

在工作蓄电池组出现故障时，断开进线断路器，利用第一切换开关将该工作蓄电池组由“电池投入位置”切换至“电池退出位置”；

选择与出现故障工作蓄电池组相同数量的备用蓄电池组，利用第二切换开关将备用蓄电池组由“电池退出位置”切换至“电池投入位置”。

可选地，所述调整方法还包括：

检测工作蓄电池组的电压，并在工作蓄电池组的电压满足要求时，闭合进线断路器，以使工作蓄电池组继续运行。

可选地，所述调整方法还包括：

对出现故障的工作蓄电池组更换，以将其作为备用蓄电池组。

本发明提出一种高温堆蓄电池在线调整系统及调整方法，调整系统包括：串联设置的多个工作蓄电池组与多个备用蓄电池组；其中，每个工作蓄电池组上连接有第一切换开关，每个备用蓄电池组上连接有第二切换开关；在工作蓄电池组出现故障时，第一切换开关将出现故障的工作蓄电池组由“电池投入位置”切换至“电池退出位置”，第二切换开关将备用蓄电池组由“电池退出位置”切换至“电池投入位置”。基于本发明的调整系统可大大缩短蓄电池故障处理过程中的停电时间，增加系统的可靠性。

附图说明

图1为目前蓄电池连接方式的示意图；

图2为本发明一实施例的高温堆蓄电池在线调整系统的结构示意图；

图3为本发明另一实施例的切换开关与蓄电池连接方式的示意图；

图4为本发明另一实施例的高温堆蓄电池在线调整系统的结构示意图；

图5为本发明另一实施例的高温堆蓄电池在线调整系统的调整方法的流程框图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

需要说明的是，如图1所示，目前多个蓄电池相互之间通过电缆直接串联，正常情况下通过充电器向蓄电池充电和下游负荷供电，事故情况下通过蓄电池向下游负荷供电。针对该多个蓄电池串联方式，在其中的一个或多个蓄电池发生故障时，需要断开进线断路器，人工对出现故障的蓄电池进行维修、更换，更换过程耗时较长，并且无法对每个蓄电池进行单独控制。

如图2至图4所示，本发明的一方面，提出一种高温堆蓄电池在线调整系统，包括：串联设置的多个工作蓄电池组与多个备用蓄电池组；其中，每个工作蓄电池组上连接有第一切换开关，每个备用蓄电池组上连接有第二切换开关；在工作蓄电池组出现故障时，第一切换开关将出现故障的工作蓄电池组由“电池投入位置”切换至“电池退出位置”，第二切换开关将备用蓄电池组由“电池退出位置”切换至“电池投入位置”。

在本实施方式中，通过增加备用蓄电池组与切换开关，当工作蓄电池组出现故障后，将其切换至电池退出位置，并将备用蓄电池组接入，缩短蓄电池更换时间，以使系统正常运行，防止直流系统电压降低，进一步防止反应堆停堆等事故，可实现对单独蓄电池的控制，并且还可避免人为操作不当的问题。

需要说明的是，对于工作蓄电池组与备用蓄电池组的具体数量不作具体限定，可根据实际需求进行设置。在实际应用中，一般来说，处于运行状态的工作蓄电池组不会同时全部出现故障，其中的一个或几个出现电压降低等故障，需要对其进行更换维修，因此，为了降低成本，一般多个备用蓄电池组的数量远低于工作蓄电池组的数量，例如，在工作蓄电池组为20-30个时，备用蓄电池组设置2、3个即可，也就是说，设置多个串联连接的蓄电池组，并在每个蓄电池组上对应连接切换开关，将其中的多个蓄电池组作为工作蓄电池组，与其连接的切换开关作为第一切换开关，另外的多个蓄电池组作为备用蓄电池组，与其连接的切换开关作为第二切换开关。

示例性地，如图2至图4所示，调整系统包括有多个蓄电池组110，每个蓄电池组110上均连接有一个切换开关120，其中，多个蓄电池组110包括多个处于投入状态的工作蓄电池组与多个处于备用状态的备用蓄电池组，对于工作蓄电池组与备用蓄电池组的数量不作具体限定，其中，每个工作蓄电池组上连接的切换开关作为第一切换开关，每个备用蓄电池组上连接的切换开关作为第二切换开关。

进一步地，在其中一个或几个工作蓄电池组出现故障时，将备用蓄电池组接入，此时，该备用蓄电池组作为工作蓄电池组，以替换出现故障的工作蓄电池组，并对替换下来存在故障的蓄电池进行维修，维修好之后再将其作为备用蓄电池组。也就是说，备用蓄电池组不是固定的，可以根据需要任意设置，仅是将处于“电池退出位置”的蓄电池组作为备用蓄电池组。

进一步需要说明的是，对于工作蓄电池组与备用蓄电池组的串接顺序不作具体限定，可以将工作蓄电池组设置在电缆的正极端，也可以将其设置在负极端等。

示例性地，如图2至图4所示，多个工作蓄电池组与多个备用蓄电池组串接在电缆上，电缆的正极端与直流母线130的正母线连接，电缆的负极端与直流母线130的负母线连接，并且，在电缆的负极端位置处设置有进线断路器140，以在工作蓄电池组出现故障时，断开进线断路器140。

仍需要说明的是，对于工作蓄电池组与备用蓄电池组中包括的蓄电池数量不作具体限定，例如，在一些实施例中，每个工作蓄电池组或备用蓄电池组包括有一个蓄电池，也就是说，每个蓄电池为一组，每组设置一个切换开关。当然，在另一些实施例中，每个工作蓄电池组或备用蓄电池组还可以包括多个串联设置的蓄电池，多个蓄电池共同由一个切换开关控制，以节约成本。

具体地，在一些实施例中，如图2所示，每个工作蓄电池组与每个备用蓄电池组均包括一个蓄电池，也就是说，一个切换开关控制一个蓄电池。

如图2和图3所示，在每个工作蓄电池组与每个备用蓄电池组均包括一个蓄电池时，其切换开关与蓄电池的连接方式如下：切换开关均具有公共端、常开端以及常闭端；其中，电缆的正极与第一个切换开关的公共端连接，对于其他位置的切换开关来说，其公共端与前一个蓄电池的负极电连接，另外，在需要将工作蓄电池组或备用蓄电池组切换至“电池投入位置”时，切换开关的常开端与对应蓄电池的正极连接，以将对应的蓄电池组接入；在需要将工作蓄电池组或备用蓄电池组切换至“电池退出位置”时，切换开关的常闭端与对应蓄电池的负极连接，以将对应的蓄电池组断开。

应当理解的是，若蓄电池数量较多时，如果每节蓄电池都安装一个切换开关，则资金投入较大，因此，可以将N个蓄电池为一组，以组为单位，每组设置一个切换开关，同时设置几个蓄电池组作为备用。

具体地，在另一些优选实施例中，如图4所示，每个工作蓄电池组与每个备用蓄电池组均包括多个串联设置的蓄电池，也就是说，每个蓄电池组中的多个蓄电池均由一个切换开关控制。

如图4所示，在每个工作蓄电池组与每个备用蓄电池组均包括多个蓄电池时，每个蓄电池组中的多个蓄电池之间串联连接，即前一个蓄电池的负极与后一个蓄电池的正极电连接，在需要将工作蓄电池组或备用蓄电池组切换至“电池投入位置”时，切换开关的常开端与该蓄电池组中的第一个蓄电池的正极连接，以将对应的蓄电池组接入；在需要将工作蓄电池组或备用蓄电池组切换至“电池退出位置”时，切换开关的常闭端与该蓄电池组中最后一个蓄电池的负极连接，以将对应的蓄电池组断开。

仍需要说明的是，为保证所有蓄电池时刻处于可用状态，可对备用蓄电池组中的蓄电池定期充电，以使备用蓄电池组在整个电池组中轮换。

具体地，在对备用蓄电池组中的蓄电池充电时，可以将与该备用蓄电池组对应的切换开关切换至常用端，以对该备用蓄电池组内的蓄电池进行充电。

更进一步地，如图2至图4所示，切换开关120还具有隔离端，该隔离端位于所述常开端与常闭端之间，该隔离端不接线，用于切断电流回路，进一步避免了切换过程中火花的产生。

更进一步地，由于富液式蓄电池运行期间会产生氢气，为了防止开关切换时产生火花进而发生爆炸，在本实施方式中，将工作蓄电池组、备用蓄电池组与第一切换开关、第二切换开关分别设置在不同的空间内，也就是说，需要将蓄电池组与切换开关隔离开，例如，将蓄电池组设置在电池室内，将切换开关设置在其他室内。

如图5所示，本发明的另一方面，提出一种前文记载的高温堆蓄电池在线调整系统的调整方法S100，调整方法包括步骤S110～S120：

S110、在工作蓄电池组出现故障时，断开进线断路器，利用第一切换开关将该工作蓄电池组由“电池投入位置”切换至“电池退出位置”。

具体地，在工作蓄电池组出现故障时，需要先断开进线断路器，将需要更换下来的工作蓄电池组对应的第一切换开关置于“电池退出位置”，即常闭端，以使出现故障的工作蓄电池组断开。

S120、选择与出现故障工作蓄电池组相同数量的备用蓄电池组，利用第二切换开关将备用蓄电池组由“电池退出位置”切换至“电池投入位置”。

具体地，选择同样数量的备用蓄电池组，将其对应的第二切换开关置于“电池投入位置”，即常开端，以使备用蓄电池组处于运行状态，成为工作蓄电池组。

进一步地，对蓄电池组整体电压进行检测，在其电压满足要求时，闭合进线断路器，工作蓄电池组继续运行，恢复直流供电。

应当理解的是，还需要对更换下来的蓄电池进行维护，并将维护完成的蓄电池作为备用蓄电池组使用。

需要说明的是，当有工作蓄电池组故障时，备用蓄电池组投入后，剩下的备用容量不足时，需要及时补充。

本发明提出一种高温堆蓄电池在线调整系统及调整方法，具有以下有益效果：本发明通过增加备用蓄电池组，并在工作蓄电池组与备用蓄电池组上分别连接切换开关，在工作蓄电池组出现故障时，可基于切换开关对电池的投入与退出进行控制，并及时投入备用蓄电池组，以恢复直流供电，大大缩短了蓄电池故障处理过程中的停电时间，增加了系统的可靠性，目前已经应用于高温堆，效果良好。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高温堆蓄电池在线调整系统，其特征在于，包括：串联设置的多个工作蓄电池组与多个备用蓄电池组；其中，

每个所述工作蓄电池组上连接有第一切换开关，每个所述备用蓄电池组上连接有第二切换开关；

在所述工作蓄电池组出现故障时，所述第一切换开关将出现故障的工作蓄电池组由“电池投入位置”切换至“电池退出位置”，所述第二切换开关将备用蓄电池组由“电池退出位置”切换至“电池投入位置”。

2.根据权利要求1所述的高温堆蓄电池在线调整系统，其特征在于，每个所述工作蓄电池组与每个所述备用蓄电池组均包括至少一个蓄电池。

3.根据权利要求2所述的高温堆蓄电池在线调整系统，其特征在于，每个所述工作蓄电池组与每个所述备用蓄电池组均包括多个串联设置的蓄电池。

4.根据权利要求3所述的高温堆蓄电池在线调整系统，其特征在于，所述第一切换开关与所述第二切换开关具有公共端、常开端以及常闭端；

其中，所述公共端与前一个蓄电池的负极电连接，

在需要将工作蓄电池组或备用蓄电池组切换至“电池投入位置”时，所述常开端与对应蓄电池组中第一个蓄电池的正极电连接；

在需要将工作蓄电池组或备用蓄电池组切换至“电池退出位置”时，所述常闭端与对应蓄电池组中最后一个蓄电池的负极电连接。

5.根据权利要求4所述的高温堆蓄电池在线调整系统，其特征在于，所述第一切换开关与所述第二切换开关还具有隔离端，所述隔离端位于所述常开端与所述常闭端之间，用于切断电流回路。

6.根据权利要求1至5任一项所述的高温堆蓄电池在线调整系统，其特征在于，所述工作蓄电池组、所述备用蓄电池组与所述第一切换开关、所述第二切换开关分别设置在不同的空间内。

7.根据权利要求1至5任一项所述的高温堆蓄电池在线调整系统，其特征在于，所述工作蓄电池组的数量大于所述备用蓄电池组的数量。

8.一种如权利要求1至7任一项所述的高温堆蓄电池在线调整系统的调整方法，其特征在于，所述调整方法包括：

在工作蓄电池组出现故障时，断开进线断路器，利用第一切换开关将该工作蓄电池组由“电池投入位置”切换至“电池退出位置”；

选择与出现故障工作蓄电池组相同数量的备用蓄电池组，利用第二切换开关将备用蓄电池组由“电池退出位置”切换至“电池投入位置”。

9.根据权利要求8所述的调整方法，其特征在于，所述调整方法还包括：

检测工作蓄电池组的电压，并在工作蓄电池组的电压满足要求时，闭合进线断路器，以使工作蓄电池组继续运行。

10.根据权利要求8所述的调整方法，其特征在于，所述调整方法还包括：

对出现故障的工作蓄电池组更换，以将其作为备用蓄电池组。