500kV升壓站110V直流系統(tǒng)蓄電池充放電風險分析及預控措施

關天云

摘? ?要：作為重要的儲能元件而言，變電站系統(tǒng)內的蓄電池部件具有重要作用。具體來講，直流蓄電池可以達到支持各類通信設備、系統(tǒng)保護設備與其他設備安全運行的重要作用，在此前提下確保達到穩(wěn)定、安全并且可靠的系統(tǒng)運行效果。由此可見，蓄電池的維護也一直是直流系統(tǒng)維護工作的重點和難點。

關鍵詞：直流系統(tǒng)蓄電池? 充放電風險? 預控措施

中圖分類號：TM91? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）05（a）-0044-02

在整個的直流系統(tǒng)中，蓄電池能否達到較好的穩(wěn)定性與可靠性，其直接關乎變電站的運行效益。然而實質上，很多技術人員目前仍然習慣于忽視蓄電池的性能，因而欠缺必要的系統(tǒng)維護手段。有的蓄電池長期未進行過容量檢測，一旦需要蓄電池供電，而被迫投入運行，往往因容量已比額定值大大下降，使蓄電池可供電時間過短，造成系統(tǒng)故障。因此，如何能及時地掌握電池的實際性能，采取什么方法解決好電池的維護、延長電池壽命的問題，是我們運維專業(yè)人員最關心的問題。我們就蓄電池的日常維護和蓄電池常見故障分析處理兩個方面進行交流。

1? 工程概述

升壓站直流系統(tǒng)采用DC 110V控制電源，采用單母分段接線方式，由母聯(lián)開關15ZK和25ZK連接，每段分別設置一組9×20A充電裝置和52×2V蓄電池組，充電裝置是深圳奧特迅電力設備股份有限公司的ATCII11020A型裝置，蓄電池采用ENERSYS公司的7OpzV490型閥控式密封鉛酸蓄電池。根據(jù)《電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規(guī)程》（DL/T 724-2000）6.3.3.c規(guī)定，鉛酸閥控蓄電池在投運6年以內應每2～3年進行一次核對性充放電試驗，超過6年的需要每年進行一次充放電試驗，我廠500kV升壓站110V直流系統(tǒng)蓄電池于2006年8月進行現(xiàn)場驗收充放電試驗，按照規(guī)程分別于2008年6月與2011年2月進行了核對性充放電試驗，今年需安排進行核對性充放電試驗，而后每年一次。

2? 試驗運行方式

直流系統(tǒng)圖見附件（圖過大，不在分析中插入）;

試驗前運行方式：

±KM1段由#1充電裝置和第一組蓄電池組供電。#1充電裝置交流電源由380V保安1A段供電，10BMA08H開關在合閘位置，#1充電柜交流電源開關1KK在合閘位置。#1充電裝置開關11ZK在合閘位置，第一組蓄電池開關13ZK在合閘位置，第一組蓄電池組充電開關12ZK在分閘位置，放電開關14ZK在分閘位置。

±KM2段由#2充電裝置和第二組蓄電池組供電。#2充電裝置交流電源由380V保安2A段供電，20BMA08H開關在合閘位置，#2充電柜交流電源開關2KK在合閘位置。#2充電裝置開關21ZK在合閘位置，第二組蓄電池開關23ZK在合閘位置，第二組蓄電池組充電開關22ZK在分閘位置，放電開關24ZK在分閘位置。

試驗時運行方式：

第一組蓄電池放電時，母聯(lián)開關15ZK、25ZK合閘，第一組蓄電池開關13ZK在分閘位置，第一組蓄電池組充電開關12ZK在分閘位置，放電開關14ZK在合閘位置。

第二組蓄電池放電時，母聯(lián)開關15ZK、25ZK合閘，第二組蓄電池開關23ZK在分閘位置，第二組蓄電池組充電開關22ZK在分閘位置，放電開關24ZK在合閘位置。

3? 放電試驗風險分析

進行單組蓄電池放電試驗時，兩條母線通過母聯(lián)開關連接，在單條母線發(fā)生接地異常時，會導致兩條母線上設備均受到影響。

3.1 風險應對措施

進行放電試驗前應由繼保人員與運行人員共同確認記錄兩條直流母線的運行電壓情況，正常應為+母線58V左右，-母-58V左右，母線絕緣監(jiān)測裝置無報警。

我廠升壓站重要保護裝置（除斷路器失靈保護）均采用雙重配置，雙套保護分別掛在兩條直流母線上，在放電試驗時若發(fā)生母線接地異常應首先，保證單條母線上所掛設備能夠正常運行。

在發(fā)生接地報警時，應進行操作如下。

（1）立即中斷蓄電池放電試驗，斷開放電開關14ZK（第二組對應24ZK）。

（2）恢復試驗蓄電池與相應母線連接，即恢復第一組蓄電池開關13ZK（第二組對應23ZK）在合閘位置，第一組蓄電池組充電開關12ZK（第二組對應22ZK）在分閘位置。

（3）斷開母聯(lián)開關15ZK、25ZK。

以上順序不可打亂。

在斷開兩條母線連接后繼保人員確定發(fā)生異常的母線位置，盡快處理異常;

因第一、二、三串斷路器保護為單套配置;但控制母線電源可由兩段直流母線分別提供，示意圖（以第二串斷路器保護為例）如下。

所以在發(fā)生直流接地異常時應盡快將斷路器失靈保護倒換到正常母線上運行，防止由于直流系統(tǒng)故障導致保護裝置誤動或者拒動，具體分析和操作如下。

第一串斷路器保護直流母線對應I母開關為11DK、12DK、13DK（5013斷路器失靈保護屏）與II母開關14DK、15DK、16DK（5011斷路器失靈保護屏）互為備用;

第二串斷路器保護對應I母開關為21DK、22DK、23DK（5023斷路器失靈保護屏）與II母24DK、25DK、26DK（5021斷路器失靈保護屏）互為備用;

第三串斷路器保護對應I母開關為1DK與II母開關2DK（5031斷路器保護屏）互為備用;I母開關3DK與II母開關4DK（5032斷路器失靈保護屏）互為備用;I母開關5DK與II母開關6DK（5033斷路器失靈保護屏）互為備用;

正常運行時為第一串11DK、15DK、16DK在合位，第二串21DK、23DK、25DK在合位，第三串1DK、3DK、5DK在合位，發(fā)生異常時應將各個母線逐一倒換至正常母線運行。倒換時注意應先合后斷，例如圖中KM母線倒換時應先同時合上23DK、26DK，而后再斷開之前異常母線所對應開關。

注意！轉換開關操作時必須由繼保人員監(jiān)護運行人員操作，若轉換負荷時相應的異常也由原來的異常母線轉換到原來的正常母線，則可確定異常位置在此負荷下端。倒換完成后繼保人員應盡快查找直流接地點，消除接地異常。

3.2 蓄電池的連接條與電池極柱未能進行有效的連接

具體在連接蓄電池時，某些技術人員并未能做到妥善處理黃油或者凡士林的殘留物，進而導致極柱部位的蓄電池存在不良的接觸性。因此關于連接電池極柱以及連接條的特殊部位來講，如果呈現(xiàn)較大的接觸電阻，那么很易造成較高的浮充電壓。在多數(shù)情況下，某些蓄電池如果達到較高的電壓，則會明顯造成另一些蓄電池降低原有的電壓。此外，如果長期混用低電壓與高電壓的兩類不同蓄電池，那么可能表現(xiàn)為過度充電的情形產生。在情況嚴重時，電壓差還會超出既有的標準。

因此為了避免以上情形的出現(xiàn)，那么關鍵在于清除涂抹黃油或凡士林等物質，并且對于連接條也要進行擰緊處理。對于不良的電池故障在進行消除的過程中，應當確保格外重視蓄電池的充電環(huán)節(jié)與放電環(huán)節(jié)，避免蓄電池超出最大的電壓差標準。

3.3 蓄電池存在質量隱患

在某些情況下，對于批次、型號以及容量完全相同的蓄電池來講，如果無法確保達到同樣的氣體復合性以及電池內阻，則很可能放大蓄電池固有的型號差異，甚至導致超標的電壓差產生。

因此為了避免蓄電池出現(xiàn)以上的隱患或者故障，那么需要格外注意優(yōu)化設置現(xiàn)有的通信電源，并且做到有效控制浮充電壓。在各個月份的時間段內，技術人員應當確保及時查看蓄電池，針對蓄電池目前的放電情況與充電情況都要做到全面了解。此外，關于溫度補償系數(shù)也要進行科學調整，進而有效避免過度放電與過度充電的現(xiàn)象產生。為了達到蓄電池運行壽命延長的效果，則關鍵在于控制過度進行充放電的現(xiàn)象。

4? 結語

從蓄電池內部化學反應的原理分析，由于充電不足而引發(fā)的逆硫酸鹽化現(xiàn)象普遍存在于各類的蓄電池中。充電不足主要原因是開關電源容量不足和充電電壓太低，而充電電壓低的原因有設置不正確、開關電源電壓表顯示偏高及其他因素導致。因此，要經常檢查開關電源容量是否能滿足蓄電池充電，經常用可信的表測量浮充電壓。

參考文獻

[1] 蘇海軍，尹德強.變電站蓄電池運行常見故障原因分析及措施[J].中國新技術新產品，2017（23）.

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