張春光

摘要：在變電站中，蓄電池組是非常重要的組成部分，其是保證事故停電時(shí)供電的重要保障。而在其運(yùn)行維護(hù)過程中，須要一種檢測變電站蓄電池組是否可靠連接直流系統(tǒng)的方法。蓄電池組是直流電源系統(tǒng)的核心部件，為電力系統(tǒng)中二次系統(tǒng)負(fù)載提供安全、穩(wěn)定、可靠的電力保障，確保了保護(hù)設(shè)備、通信設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備的正常運(yùn)行，因此蓄電池組的維護(hù)也一直是直流電源系統(tǒng)維護(hù)工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文首先分析了當(dāng)前變電站蓄電池組管理面臨的新問題，其次探討了解決對策，以供參考。

關(guān)鍵詞：蓄電池組;使用壽命;更換周期

引言

蓄電池組是變電站直流系統(tǒng)的備用電源，在變電站內(nèi)發(fā)生交流電失電的情況下迅速反供直流母線，向站內(nèi)重要設(shè)備提供電能，確保繼電保護(hù)裝置可靠動(dòng)作、斷路器可靠開斷，達(dá)到切除故障的目的?！秶译娋W(wǎng)有限公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施（2018年修訂版）》（以下簡稱“國網(wǎng)十八項(xiàng)反措”）要求，站用直流電源系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，禁止蓄電池組脫離直流母線。雖然蓄電池組脫離直流母線是小概率事件，但一旦發(fā)生就將是災(zāi)難性事故，造成極其重大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。

1當(dāng)前變電站蓄電池組管理面臨的新問題

1.1蓄電池的特性決定了其無法應(yīng)用其他備品備件的庫存方式

一般當(dāng)變電站中設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可以利用庫存設(shè)備實(shí)現(xiàn)快速更換。但是蓄電池組中有個(gè)別蓄電池?fù)p壞卻不能隨意更換，需要同廠家、同型號(hào)、同批次的蓄電池，且內(nèi)阻相同才能更換，否則新舊蓄電池搭配在一起使用，將會(huì)加快整組蓄電池的損壞速度。因此，當(dāng)蓄電池組中某只蓄電池?fù)p壞，不能用其他蓄電池簡單替換，只能拆除處理;而當(dāng)一組蓄電池組中損壞的蓄電池達(dá)到一定數(shù)量，使該蓄電池組電壓不能滿足直流系統(tǒng)的要求時(shí)，必須整組進(jìn)行更換。另外，由于蓄電池存在自放電現(xiàn)象，任何蓄電池在不充電的情況下，放置一段時(shí)間后其容量會(huì)自然下降，若時(shí)間足夠長，蓄電池將因容量消失殆盡而損壞。所以必須配套直流充電裝置對蓄電池進(jìn)行長期的充電保養(yǎng)。

1.2東郊變GZDW111A直流系統(tǒng)電壓異常告警

2000年11月，東郊變直流屏告警，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，電壓異常告警，合閘母線電壓達(dá)到280V左右，此時(shí)工作的兩塊模塊的輸出電壓也異常升高到280V左右，監(jiān)控單元的故障燈報(bào)警，封閉式蓄電池內(nèi)能夠聽見“絲絲”的過充電氣泡聲。立即停用充電模塊，用蓄電池帶所內(nèi)直流負(fù)荷，停用監(jiān)控模塊，此時(shí)，直流母線電壓恢復(fù)正常。首先采取以下措施，斷開充電屏的交流電源，使充電設(shè)備斷電。過幾分鐘后，給上交流電，投入監(jiān)控模塊和充電模塊，故障依舊。初步判斷是由于監(jiān)控模塊內(nèi)部故障引起的電壓異常。此時(shí)，停用故障的監(jiān)控、充電模塊，將系統(tǒng)內(nèi)備用模塊投入運(yùn)行。備用模塊直接接在直流控制母線上，給控制母線供電，帶常規(guī)所內(nèi)直流負(fù)荷，開關(guān)合閘電流由蓄電池供給。之后經(jīng)生產(chǎn)廠家來人檢查發(fā)現(xiàn)，故障出現(xiàn)在監(jiān)控模塊內(nèi)，有一個(gè)監(jiān)控芯片損壞，造成輸出模塊電壓異常升高，更換芯片后故障消除。這里要說明，此套設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，遇到故障處理不了時(shí)，應(yīng)及時(shí)投入備用模塊帶出直流負(fù)荷，保證蓄電池不能過放電。還應(yīng)聯(lián)系廠家盡快來人處理。

2解決對策

2.1從管理層面加強(qiáng)變電站蓄電池組運(yùn)維的管控

1）加強(qiáng)直流檢修維護(hù)專業(yè)人員與運(yùn)維部相關(guān)人員的合作，協(xié)同將各變電站蓄電池組每年的核對性充放電情況進(jìn)行匯總和分析，對使用年限達(dá)6年以上或已經(jīng)出現(xiàn)個(gè)別故障蓄電池的蓄電池組進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測，對可能接近壽命周期的蓄電池組提前做出預(yù)案。2）直流檢修維護(hù)專業(yè)人員建立蓄電池組壽命周期變化趨勢的數(shù)據(jù)庫，繪制不同廠家、不同型號(hào)、不同容量、不同標(biāo)稱電壓等級蓄電池的壽命變化曲線，研究不同蓄電池壽命周期的經(jīng)驗(yàn)值。這項(xiàng)工作雖然有一定的滯后性，但收集的數(shù)據(jù)能為日后的檢修維護(hù)工作提供參考。3）加強(qiáng)與公司技術(shù)部門分管專責(zé)的聯(lián)系，及時(shí)反饋直流系統(tǒng)蓄電池運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)問題，且應(yīng)建立一個(gè)由公司技術(shù)部門分管專責(zé)、一線直流檢修專業(yè)人員和檢修、運(yùn)維部門技術(shù)專責(zé)參與的，旨在總結(jié)當(dāng)年各站蓄電池組的運(yùn)行情況及發(fā)現(xiàn)問題的討論分析會(huì)，為公司直流系統(tǒng)蓄電池組下一年度更換計(jì)劃提供正確合理的依據(jù)。同時(shí)，確保需要更換的蓄電池組能及時(shí)更換。

2.2檢測蓄電池組連接直流母線常用方法分析

根據(jù)Q/CSG1203003-2013《中國南方電網(wǎng)公司變電站直流電源系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》5.2.6規(guī)定“在進(jìn)行切換操作時(shí)，蓄電池組不得脫離直流母線，在切換過程中允許兩組蓄電池短時(shí)并列運(yùn)行”。因此，在現(xiàn)場運(yùn)行維護(hù)管理中如何保證變電站蓄電池組可靠連接直流電源系統(tǒng)很關(guān)鍵。在以往，巡視人員只是通過查看直流系統(tǒng)表計(jì)或者觀察集中監(jiān)控顯示判斷蓄電池是否接入直流母線，蓄電池電流表有數(shù)值可認(rèn)為有電流通過蓄電池組，就理解蓄電池組已接入直流母線。蓄電池組電流浮充狀態(tài)電流很小，巡視維護(hù)時(shí)可以通過改變蓄電池浮充狀態(tài)觀察蓄電池組電壓電流，是否跟隨充電機(jī)電壓變化判斷其是否可靠連接直流母線，但表計(jì)精度會(huì)影響巡視人判斷。還可以通過查看蓄電池輸出開關(guān)狀態(tài)顯示判斷，但是蓄電池輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)分合是經(jīng)過附加行程開關(guān)信號(hào)狀態(tài)判斷，行程開關(guān)故障將會(huì)造成誤判主開關(guān)真實(shí)位置。

2.3蓄電池組離線監(jiān)測

蓄電池組離線監(jiān)測模塊采用蓄電池組充電機(jī)電壓比較法，實(shí)時(shí)監(jiān)測任意情況下蓄電池組與直流母線的連接狀態(tài)，一旦出現(xiàn)蓄電池組脫離直流母線的情況就能及時(shí)且可靠報(bào)警，通知運(yùn)維及檢修人員。當(dāng)蓄電池組錯(cuò)誤脫離直流母線時(shí)，蓄電池組自動(dòng)控制投入模塊能可靠動(dòng)作，將蓄電池組迅速、安全、正確地自動(dòng)投入直流系統(tǒng);當(dāng)蓄電池組正確脫離直流母線時(shí)，蓄電池組自動(dòng)控制投入模塊能可靠地不動(dòng)作。

2.4免維護(hù)蓄電池和高頻充電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)

免維護(hù)鉛酸蓄電池為連續(xù)浮充電應(yīng)用設(shè)計(jì)的，也可用于循環(huán)充放電使用。充電方法必須采用限流—恒壓方法進(jìn)行。蓄電池在恒壓充電時(shí)電流逐漸減少，并最終趨于穩(wěn)定，如果降至0.01C10以下，并保持3—5小時(shí)基本不變時(shí)這表明電池已基本充飽，可以轉(zhuǎn)浮充運(yùn)行。充電機(jī)均可以根據(jù)事先設(shè)定好的運(yùn)行參數(shù)，自動(dòng)完成蓄電池的恒流充電、恒壓充電和浮充電過程。充電設(shè)備的參數(shù)，根據(jù)所配蓄電池的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整正確，一定要保證浮充電壓、均充電壓在合格范圍內(nèi)，保證蓄電池正常浮充電運(yùn)行，不至于造成過充、過放電。參數(shù)設(shè)定好后，如無特殊需要，不要隨意更改。蓄電池可以在-20C—+50℃內(nèi)使用。有效的工作溫度5—35℃，如果要獲得最佳的使用壽命應(yīng)在15—25℃環(huán)境下使用。蓄電池在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和安裝過程中若時(shí)間很長會(huì)失去一定容量。如果不需校核容量，當(dāng)電池開路端電壓≥2.13V時(shí)可以直接投入浮充運(yùn)行，但開路端電壓<2.13V時(shí)應(yīng)先進(jìn)行均衡充電，然后投入浮充運(yùn)行。

結(jié)語

綜上所述，本文研發(fā)的變電站直流系統(tǒng)蓄電池組自動(dòng)投入裝置基于電壓比較法監(jiān)測的原理，能監(jiān)測蓄電池組脫離直流母線，確保蓄電池組在錯(cuò)誤脫離直流母線時(shí)能及時(shí)投入，避免交流故障導(dǎo)致直流系統(tǒng)失電的重大風(fēng)險(xiǎn)，消除了安全隱患，滿足了變電站自動(dòng)化設(shè)備、通信設(shè)備不掉電的考核指標(biāo)與保護(hù)裝置設(shè)備可靠率的要求。

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