关于工业自动控制系统专用蓄电池室设计的几点建议

关于工业自动控制系统专用蓄电池室设计的几点建议摘要:蓄电池室作为应急备用电源的主要形式,在现有许多行业的工业自动化控制系统以及事故照明系统中起着举足轻重的作用,同时由于新型蓄电池的不断涌现对蓄电池室的设计提出更严格的要求,本文依据出现的几例蓄电池室内的蓄电池事故分析得出蓄电池室设计的几条建议。

关键词:蓄电池室应急直流备用电源蓄电池室设计建议

随着科学技术的不断发展和进步,工业企业的自动化生产逐步得到发展和推进,工业企业各行业生产作业现场也逐渐被机械化、自动化控制所替代,如何确保自动化控制系统在大中型生产企业中的安全运行成为生产和管理人员面临的一个中心,尤其是如何确保应急备用电源在发生重特大事故时安全可靠投入运行成为自动化控制系统安全运行的一个关键。

1 蓄电池及现代自动化控制系统的后备应急电源

蓄电池是贮存化学能量于必要时放出电能的一种电气化学设备,是一种放电到一定程度后经过充电又能复原续用的电池。蓄电池主要类型有起动型蓄电池(主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动和照明)、固定型蓄电池、牵引型蓄电池、铁路用蓄电池、储能用蓄电池。同时现在有出现新型的专用汽车充电蓄电池。

蓄电池由于可以在出现紧急情况下提供较长时间的不间断电源,而不需要外部电网的支持,所以在工业控制系统内得到了大量的应用。尤其是出现控制系统外部电源失电情况下,后备电源的完好投运直接决定整个系统的安全停运和启动期间先期动力。

随着工业自动化控制技术水平的不断提高,许多行业的操作控制都已实现自动化操作和控制,大量的人员退出一线操作现场,带来了生产陈本的大幅降低和工作效率的不断提升。但是,一旦出现工业自动化系统所使用的外部交流电源暂时中断或者电网大面积失电的情况,没有足够的后备应急电源做支撑,可能会导致非常严重的后果,自动控制系统失灵,生产机械无法控制,后果不堪设想。

2 现有应急后备电源及蓄电池室运行分析

现有的工业控制系统采用的事故应急用的后备电源一般采取以下方式。

(1)双路电源供电,电源取自不同的变电站,这两个变电站之间没有任何直接联系,在事故时可以通过备用电源自动投入装置实现电源切换不不简短供电,但是存在切换设备出现问题容易导致切换不成功或者时间不够导致控制响应时间不够的事故。

(2)采用柴油发电机组作为应急备用电源,出现p(1)某供电局属于

南方某省重点工业区所在地,某年发生一核心500kv变电站全站失压,导致全站联系的所有220kv变电站全部失压,最终该地区的地区电网全部停电,造成非常严重的损失。该供电局仅用了1小时就将该电网全部启动并恢复供电,地区电力调度中心调度自动化系统和通信系统的直流电源正常投入运行,没有失电也没有造成备自投失灵和响应时间延误的事件。分析发现,该中心的应急后备电源采用的直流蓄电池组实际数量是现行国家设计规范规定的此类场所的两倍,如果国家现行按照设计规范的设计,此次事故影响范围和深度会更大,同时调度系统也不够应急用电,最终出现延误调度启动电网恢复的更加严重的后果。

(2)某电厂的监控及调度自动化系统使用的应急后备电源为直流蓄电池组,在某年该厂满负荷发电运行过程中出现蓄电池组有蓄电池组爆炸事故发生,导致该厂直流系统运行出现一级风险,更换蓄电池及线路共需要两周时间,在此期间,该厂严格限制发电机组的出力,造成相当大的损失。分析发现,该厂使用的蓄电池组是新型免维护铅酸蓄电池组,由于运行环境不符合厂家提供的说明书的要求,温度过高,排风不畅,没有定时测试电池的内阻,质量出现问题的情况下仍然没有发现,造成室内电池爆裂,液体外漏,腐蚀部分电池和安装支架和敷设的线路。处理现场打开蓄电池室门发现室内空气污浊,人员通风之后才进入处理。

(3)某省电力调度中心机房全部采用进口蓄电池,在编制应急处置

方案时发现:调度自动化系统和通信系统机房的蓄电池容量不能满足全电网停电处理事故最恶劣等级的要求,设计时蓄电池容量选择依据的设计标准容量不够,只能维持处理该电网网架主网部分网架的复电。通过检查发现在实际应急过程中无法确保现有设备的最恶劣条件下的该电网调度自动化系统安全运行。

(4)2005年5月1日,某省网通分公司一接入网机房发生火灾事故,烧毁蓄电池组及其附近的电缆、入户木门、空调等物品,造成该接入网实装机465户及数据20线的通信全部中断(用户主要为企业用户)。故障历时17小时35分。经现场勘查,引发火灾的直接原因是蓄电池故障。由于最初故障蓄电池产生高温,使其外壳ABS塑料烧熔,并导致该蓄电池内部氢气等气体溢出,高温同时烘烤相邻的蓄电池,使蓄电池外壳熔化,重复上述的过程,致使蓄电池组上部空间酸雾、烟雾和氢气大量增加,相继发生湿度过高报警、烟雾告警。代维人员开门后,外部空气进入,产生爆燃,致使机房木门、蓄电池外壳及附近的导线外皮等加速燃烧。经多方充分论证,最终认定该蓄电池产生故障的原因是:由于安装蓄电池端子和连接条时,连接不够牢固或日常维护保养作业中未及时处理接触不良端子等原因,导致连接条与极柱接触电阻变大;在蓄电池组充放电时,接触处温度急剧上升,长时间积累的热量导致端子和连接条发热,进而造成端子、连接条、壳体烧熔。

4 蓄电池室设计提出的几点建议

(1)建议针对蓄电池室内的蓄电池种类和数量,采取具体的防泄漏和防爆措施。

(2)建议在酸性蓄电池室内采取合适的防爆措施:照明灯具及其线路全部采用防爆器具,空调设备采用防爆空调,室内专设防爆排风风扇,防爆排风风扇的连接线路全部采用防爆链接,室内的应急照明采用防爆灯具。

(3)将照明开关、负荷开关、启动按钮、电气检测器件等非防爆电器全部布置在室外。

(4)蓄电池室内的运行温度应根据厂家要求的温度和运行现场的室外温度变化及时调节,确保室内温度变化在2℃左右。

(5)蓄电池运行中应加强个体的内阻检测。

(6)对于现行设计规范对蓄电池容量的设计应按照蓄电池在事故情况下具体要求进行核算,尤其是应根据应急直流电源的应急级别进行核算。对于放电小时数的选择结合具体环境予以调整,满足生产应急需要。

5 结语

从上述分析可以看出,现有设计规范设计只考虑正常启动环境下