變電站直流系統蓄電池組的運行和維護策略

王中杰

（國網山西省電力公司運維檢修部，山西 太原 030000）

在直流系統中蓄電池是非常重要的部分，它在變電站系統中用途比較大。一般的蓄電池都處在備用浮充電狀態，在交流電出現失電情況時，蓄電池會給發生事故的符合線路提供能量。在變電站中，供電系統一般都是直流電源。直流電源系統對于蓄電池的作用比較大，在變電站設備進行通信、分合閘操作、設備電源調整、自動裝置操作中，可以實現電源事故照明。所以，蓄電池組在直流電源中可以保證變電站更好的運行。

1 鎘鎳蓄電池組維護和運行

1.1 鎘鎳蓄電池組充電方式

鎘鎳蓄電池的充電方式一般是恒流I5方式進行充電。蓄電池一般在5～7h電壓值逐漸上升到最高的點后，開始保持數值穩定，這時也表示蓄電池已經充滿了。采取鎘鎳蓄電池的恒流2.515充電才能達到快速的充電，而這個充電的過程需要2h。選擇浮充充電的方式包括蓄電池長期選擇浮充電流值以及電壓值浮充充電。另外，在鎘鎳蓄電池充電中，電解液的溫度需要控制在小于35℃。

1.2 鎘鎳蓄電池運行和分類

鎘鎳蓄電池可以分為：中倍率蓄電池、高倍率蓄電池。前者表示瞬間放電電池產生的電流是額定蓄電池容量的3～6倍；后者表示在瞬間電池放電的電流是額定蓄電池1～3倍容量。在實際運行中，正常狀態下的鎘鎳蓄電池組可以進行浮充方式操作，而選擇（1.47～1.48）V×N高倍率的電池進行均衡充電比較好，浮充電壓值一般選擇（1.36～1.39）V×N比較好；中倍率蓄電池合適電壓是（1.52～1.55）V×N范圍進行均衡充電比較好，電流浮充值一般選擇（2～5）mA×Ah比較合適。在監視過程中，一般是選擇對鎘鎳蓄電池電流浮充值和電壓端值進行監視，監視的主要指標包括：單位蓄電池頁面的高度、電壓值、運行溫度、電解液比重、內部電解液、蓄電池內阻、連接器電阻等。

有些變電站出現的蓄電池綜合失效問題，主要是將不同型號的蓄電池一同使用，造成蓄電池存在單體差異，這在實際維護中也是比較困難的。比如在較短的時間中變電站出現停電情況，多是因為蓄電池電壓急劇下降，造成電壓告警，同時也報廢了電池。在實際管理中，可以將整個變電站的電壓進行低壓側電源和高中壓側電源控制進行分離，避免出現低壓故障給整個直流電源系統造成影響。

1.3 鎘鎳蓄電池組放電方式

蓄電池連續放電一般都是選擇I5恒流，可以保證蓄電池正常的放電。如果蓄電池組位置的電壓逐漸下降到1V×N后，需要暫停電池組放電；如果放電時間超過5小時，需要考慮蓄電池組是否達到滿額的電容量狀態。在出現放電事故時，需要及時中斷交流電源，這時鎘鎳蓄電池組就會為事故蓄電池組提供二次負荷，同時給予照明負荷。如果蓄電池組已經進行了很長時間的供電，而且蓄電池的電壓也達到1.1V×N時，可以手動或是自動切斷供電，從而減少蓄電池組放電過大，產生電容量虧損情況，從而造成送電恢復困難。

1.4 鎘鎳蓄電池組維護對策

鎘鎳蓄電池本身就具有很大的特點，比如在每個側面鎘鎳蓄電池中，都有電解液上下高度刻線等。在給蓄電池浮充電中，需要保證液面高度到達中線以上。如果電池液面比較低就需要添加一些蒸餾水，這樣才能確保其和液面是相一致的，每3年進行電解液更換一次。

2 閥控蓄電池組維護和運行

2.1 蓄電池日常運行檢查

閥控蓄電池密封維護中，需要進行不同電解液液面高度、密度的檢測，同時也需要考慮蒸餾水和電解液添加問題，這些操作都需要根據廠家說明書、實際操作規程進行，這樣才能保證蓄電池的有效使用壽命。蓄電池檢查中，需要建立全面的檢查記錄，而負責檢查的一般都是值班人員，主要檢查內容包括：（1）合閘電壓母線。（2）溫度環境。（3）浮充電流和充電電壓。（4）蓄電池位置的電壓。

定期進行蓄電池檢查主要是由檢修人員負責，一般是按照季度進行檢查，檢查內容包括：（1）開路蓄電池電壓。（2）電池表面是否出現破碎裂紋情況。（3）母線電流和電壓的控制。（4）合閘母線的電壓。（5）蓄電池內阻。（6）浮充電流和充電電壓。（7）保證蓄電池柜嚴格的衛生檢查。（8）蓄電池部分的電壓。（9）蓄電池是否出現滲液情況。（10）蓄電池固定的螺絲是否出現松動等情況。這些檢查內容需要長期保存記錄，主要是為了以后進行蓄電池的維護。

2.2 閥控蓄電池的運行

對于蓄電池做好初充電準備，可以延長蓄電池使用的壽命。在蓄電池正常運行中，需要對蓄電池組部分的電壓值、電池電壓值、直流母線、浮充電流值等進行監視，還有就是蓄電池組的絕緣和對地電阻值等。如果系統中只有1組蓄電池組，既不能進行全核放電，也不能退出運行，那么就只有選擇恒流110電流額定50%容量，在實際放電中，可以保證蓄電池組位置的電壓小于2V×N；之后使用電流110進行放電，步驟：充電恒流限壓—充電恒壓—浮充電，反復2～3次進行充放，直到電池組恢復容量，再進行電池組問題檢查。如果是有2組蓄電池，可以選擇一組蓄電池，給全核進行放電，之后放出電流恒流110，到蓄電池電壓達到1.8V×N后，結束放電，等1～2h后，進行電流110恒流限壓充電——恒定壓充電——浮充電等操作，充放反復2～3次，等到蓄電池組容量完全恢復，再檢查蓄電池組存在的故障。如果全核放電出現3次，蓄電池組容量保持在小于80%的額定容量范圍中，可以說明蓄電池已經達到了使用年限，需要進行更換了。

2.3 閥控蓄電池維護對策

蓄電池檢查人員需要半個月進行單體蓄電池電壓最少檢查一次，對于蓄電池內部檢查的連接片，需要觀察是否出現松動或是腐蝕情況，還有就是查看極柱周圍和安全閥有無溢出酸霧等情況。每年最少進行一次二次直流熔絲、空開等普查，保證空開級差和熔絲的合理分配。定期進行蓄電池組放電核對實驗，一般都是每兩年進行一次，如果是運行超過6年的需要每一年進行放電核對實驗。

2.4 蓄電池故障處理

在檢查蓄電池極柱中，如果發現有硫化情況，要采取清理措施，或是涂抹凡士林。在放電情況下，如果個別蓄電池出現低于額定電壓的情況下，要放電接觸，之后單獨進行問題處理，同時將容量恢復。

如果蓄電池閥控殼體因為過大的電流出現異常情況，還有充電電壓大于2.4V×N，使蓄電池出現溫度超標或是內部電池出現短路、局部出現放電情況，采取的處理方法：首先要減少充電電流，降低充電電壓，避免出現安全閥體被堵塞情況。另外，如果浮充電壓保持正常，在放電的情況下，內部蓄電池因為電解物質出現變化、水分丟失嚴重而干涸情況，造成電壓顯著下降，或是電壓停止情況，要及時將蓄電池換掉。

3 實際案例分析

某變電站工作人員在進行巡視中，發現母線二段全部的紅綠燈開關都不亮了，而且光示牌不顯示相關信號，其他都是正常的。這時需要工作人員進行仔細檢查，工作人員發現直流二段電源開關出現瞬時跳閘情況，將開關控制推上之后線路開始恢復正常。

在某變電站中，工作人員對某農場10kV開關站進行巡視中，發現所有開關10kV紅綠燈都不亮了，而且所有的電池組和單體電池都是限制電壓值正常。在技術人員進行設備的檢查中，發現蓄電池和輸出電壓導線彼此之間的連接松動了，造成母線直流出現放電情況，從而引起這種情況。

蓄電池是變電站系統運行的重要后備能源，它的質量、性能對于變電站安全穩定的運行有著很大的影響，所以加強蓄電池使用狀態和運作狀態的檢測和維護，才能及時發現蓄電池產生的線路故障情況，從而及時做好預防。

另外，在蓄電池直流電源安全運轉中，工作人員需要加強安全維護，掌握直流電源每個系統部分的工作原理，根據故障采取相應的維護方法和手段，從而保證變電站安全穩定的供電。

4 結語

因為變電站直流系統比較復雜，運行過程中很容易出現各種故障問題，其中蓄電池質量造成的故障問題是比較多的，所以，工組人員在日常檢查中，也需要加強對蓄電池各項指標的檢查，保證蓄電池能夠處于正常的工作狀態下，同時及時更換超過使用期限的蓄電池。