500 kV鵝城換流站站用直流系統(tǒng)蓄電池問題分析及處理

歐陽帆，李輝，吳晉波，劉宇，陳宏

(國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長沙410007)

1 直流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概況

鵝城換流站站用直流系統(tǒng)共6套，分別位于#1繼電器保護室、#2繼電器保護室、極公共負荷室、極Ⅰ蓄電池室、極Ⅱ蓄電池室以及-48 V通信電源室。其中#1繼電器保護室、#2繼電器保護室直流系統(tǒng)為交流場保護控制設(shè)備供電，極公共負荷室、極Ⅰ蓄電池室、極Ⅱ蓄電池室為直流場和閥廳控制保護設(shè)備供電，-48 V通信電源室專為站內(nèi)通信設(shè)備供電。各直流系統(tǒng)相互獨立。110 V直流系統(tǒng)均采用3充2蓄結(jié)構(gòu)，-48 V通信電源室直流系統(tǒng)采用2充2蓄雙重化結(jié)構(gòu)，見圖1。

各站用直流系統(tǒng)蓄電池配置情況見表1。每個直流系統(tǒng)均包括組1、組2蓄電池組。110 V直流系統(tǒng)均選用進口產(chǎn)品2 V閥控密封式鉛酸蓄電池;-48 V通信電源室直流系統(tǒng)選用國產(chǎn)2 V閥控密封式鉛酸蓄電池。除#1繼電器保護室直流系統(tǒng)的2組蓄電池組在2011年底已整組更換外，其余各直流系統(tǒng)蓄電池仍為2003年投入使用，已運行10年。

圖1 站用直流系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)圖

2 發(fā)現(xiàn)的問題

1)-48 V通信電源室直流系統(tǒng)蓄電池內(nèi)阻檢查不合格，部分蓄電池極柱硫化結(jié)晶嚴重。-48 V通信電源室直流系統(tǒng)有2組蓄電池，2003年建站時投入使用至今，已運行10年。在本次檢修中，主要發(fā)現(xiàn)2個問題:一是不少蓄電池極柱產(chǎn)生大量結(jié)晶，表明存在酸液泄漏腐蝕現(xiàn)象;二是部分蓄電池內(nèi)阻偏大，使用內(nèi)阻測試儀檢查，發(fā)現(xiàn)有7只蓄電池內(nèi)阻超過800 μΩ (一般情況下，蓄電池正常內(nèi)阻經(jīng)驗值不大于600 μΩ)，其中組2中#3蓄電池內(nèi)阻為3 052 μΩ，老化嚴重 (見表2)。

由于老化嚴重，為避免損傷蓄電池組，檢修人員未再對上述2組蓄電池組做80%核對性放電實驗，并建議整組更換。

站內(nèi)報告存檔表明，2011年技術(shù)監(jiān)督檢查時已發(fā)現(xiàn)多只蓄電池極柱上出現(xiàn)裂痕，并建議“在2012年檢修時進行更換”。據(jù)站內(nèi)運維人員介紹，-48 V通信電源室直流系統(tǒng)蓄電池組更換已列入了2013年技改計劃，目前尚未更換。

為保障-48 V通信電源室直流系統(tǒng)有效運行，檢修人員目前采取臨時措施，清除蓄電池極柱結(jié)晶體，涂抹凡士林;并拆除組1中#18蓄電池和組2中#3蓄電池，在各充電裝置的監(jiān)控模塊中對浮充和均充電壓上限值在規(guī)定范圍內(nèi)做降壓處理。

2)#1繼電器保護室直流系統(tǒng)組1、組2蓄電池組80%核對性放電實驗不合格。#1繼電器保護室直流系統(tǒng)蓄電池組1、組2，于2011年12月更換，投入運行時間不足2年。本次檢修在對其進行80%放電實驗時發(fā)現(xiàn)，組1中#28蓄電池在7 h 32 m時到達1.8 V下限值，組2中#54蓄電池在7 h 45 m時到達1.8 V下限值，多次重復(fù)實驗結(jié)果一致，實驗結(jié)論為不合格。但整組均充電壓一致性較好，ΔU≤90 mV。

2012年技術(shù)監(jiān)督報告顯示當時組1蓄電池組更換后放置了4個月，未及時按廠家說明書要求進行循環(huán)充放電，測得蓄電池組容量約為80%。因此個別蓄電池電壓落后的原因主要與此有關(guān)。

為使#1繼電器保護室直流系統(tǒng)有效運行，現(xiàn)采取臨時措施，用備用蓄電池更換組2中#54蓄電池，原組2中#54蓄電池移至組1中#52位置，退出性能最差的組1中#28蓄電池。

3)極公共負荷室直流系統(tǒng)組2蓄電池組80%核對性放電實驗不合格。極公共負荷室直流系統(tǒng)蓄電池組2從2003年建站時投入使用，至今已運行10年。在本次檢修的80%放電實驗時發(fā)現(xiàn)，#10蓄電池在7 h 56 min時到達1.8 V下限值，整組放電后電壓一致性較差，ΔU=161 mV，低于1.88 V的蓄電池有25只，占46%。實驗結(jié)論為不合格。

此外，極公共負荷室直流系統(tǒng)蓄電池組1雖然80%核對性放電實驗結(jié)論合格，但運行時間達10年，整組放電后電壓一致性較差，低于1.88 V的蓄電池有5只，建議加強監(jiān)視。

4)鵝城換流站站用直流系統(tǒng)接線方式與國網(wǎng)湖南省電力公司發(fā)布的《變電站直流系統(tǒng)典型設(shè)計》的要求存在差異。鵝城換流站現(xiàn)運行的站用直流系統(tǒng)蓄電池組和充電裝置都直接掛在直流母線上，無法靈活退出。充電裝置不能對蓄電池直接進行充放電實驗，必須等到停電檢修才能進行實驗，不利于蓄電池日常維護和檢查。

3 建議

換流站對站用電的要求很高，站用直流電源運行可靠性在直流換流站中的重要性凸顯，應(yīng)給予更高的關(guān)注度。針對發(fā)現(xiàn)的上述問題，在未采取措施前，運行人員應(yīng)加強巡視，密切關(guān)注蓄電池狀態(tài)。

建議:

1)-48 V通信電源室直流系統(tǒng)蓄電池組1、組2老化嚴重，屬重大缺陷。建議盡快更換整組蓄電池，并嚴格按照要求按時進行容量試驗。

2)#1繼電器保護室直流系統(tǒng)的2組蓄電池組整體性能較穩(wěn)定，容量不合格的主要原因是個別蓄電池電壓落后。建議先對不合格蓄電池進行活化處理，當活化效果不好時則應(yīng)更換。

3)極公共負荷室直流系統(tǒng)蓄電池組2容量不合格的主要原因是個別蓄電池電壓落后，但蓄電池組已運行超過10年，整體性能已退化。建議在2014年的大修技改中更換整組蓄電池。

4)鵝城換流站站用直流系統(tǒng)接線雖與典型設(shè)計有差異，考慮到國網(wǎng)湖南省電力公司接手維護前已運行多年，不建議進行大的技改，但可以在蓄電池組與充電裝置之間增加專門的帶熔絲開關(guān)的回路，便于在蓄電池組發(fā)現(xiàn)異常時可靈活退出，開展檢修維護工作。

4 小結(jié)

鵝城換流站站用直流系統(tǒng)與常規(guī)變電站區(qū)別不大，但所供應(yīng)的負荷更為重要。在處理蓄電池功能退化的問題上，應(yīng)采取謹慎認真態(tài)度，按照直流系統(tǒng)維護規(guī)程執(zhí)行檢修維護工作。

〔1〕湖南省電力公司.湖南省電力公司變電站直流系統(tǒng)新建和改造工程典型設(shè)計 (試行稿)〔S〕.

〔2〕DL/T 724-2000電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運行與維護技術(shù)規(guī)程〔S〕.北京:中國電力出版社，2000.