變電站直流系統蓄電池組放電回路的研究與優化

蓋士炎

【摘 要】隨著我國經濟的蓬勃發展，為更好的服務企業和社會，打造堅強電網是電力企業的首要任務。直流系統是變電站的“心臟”，變電站蓄電池組核對性放電的穩定性對保證變電站安全穩定運行起著至關重要的作用。本文對蓄電池組放電回路優化，提高蓄電池組核對性放電時變電站直流系統穩定性進行探討研究。

【關鍵詞】直流系統穩定;核對性放電;蓄電池組

前言

蓄電池是直流系統中不可缺少的設備，這種電源廣泛應用于變電站中。正常運行時直流系統中的蓄電池組處于浮充電備用狀態，直流負荷由整流裝置供電。當交流電失電時，直流負荷由蓄電池組供電。如：為事故照明、逆變電源、斷路器跳合閘、控制、信號、自動裝置、保護裝置、通信設備及監控裝置等負荷提供電力。

1兩種放電模式的比較

目前，66千伏及以下電壓等級變電站一般只配置一套整流裝置及一組蓄電池，變電站直流系統的正常工作方式是由整流裝置給直流負荷供電，蓄電池組處于浮充電備用狀態。為了活化蓄電池、檢驗單體電池健康狀況，保證蓄電池的使用壽命和電能輸出質量，按維護周期要對蓄電池進行核對性充放電。在對蓄電池核對性放電時，考慮蓄電池組供電的相對穩定性，一般將整流裝置停用，蓄電池組單一給直流母線供電，這種供電方式降低了對直流系統供電的可靠性。放電過程中，一旦蓄電池故障，直流系統將失去電源，當線路出現短路故障時，由于保護裝置和開關分閘回路失去直流電源，不能動作切除故障，從而發生越級跳閘，擴大事故，變電站直流失電時所帶的直流負荷也相應斷電，嚴重影響電網的安全穩定運行。

對直流系統蓄電池組核對性放電回路進行優化后，不必停用整流裝置，保持原有整流裝置和蓄電池組互為備用的工作狀態。直流系統仍由整流裝置供電，蓄電池組一邊放電、一邊處于備用狀態。這樣，一旦整流裝置由于交流系統故障停止輸出時，可由蓄電池組為直流系統供電。另外，蓄電池出現故障時，可仍由整流裝置為直流系統供電。實現了整流裝置和蓄電池組互為備用，為直流系統不間斷供電的運行方式。有效提高了進行蓄電池組核對性放電時變電站直流系統供電的可靠性。

2放電回路的優化設計與功能分析

2.1研制防整流輸出竄入蓄電池放電裝置的功能

蓄電池組正極與直流母線正極間串聯一只二極管，裝置利用二極管的單向導通特性，整流裝置保持正常為直流母線供電狀態，對蓄電池回路截止輸出;而蓄電池組的正極對直流母線處于回路導通備用狀態。從而實現直流系統整流輸出和蓄電池組互為備用為直流負荷不間斷供電的工作狀態，既不影響蓄電池放電，又不影響整流裝置正常工作。雙套電源，一主一備供電，確保直流系統安全供電

2.2研制交流失電自動停用放電裝置和失電告警的功能

蓄電池組放電啟動回路串聯接入交流接觸器的常開觸點JC1、JC2，交流接觸器的線圈接入站用交流母線電源，交流母線故障失電時交流接觸器失磁，其常開觸點JC1、JC2，斷開，終止放電。交流斷電時，最大限度的保證了蓄電池組的備用容量，為直流系統提供可靠電源。

交流斷電時交流接觸器的常閉觸點接通，可用于發“交流電源故障”和“放電儀停止工作”信號，提醒運維人員及時處理。

2.3研制單體電池電壓降到終止放電值自動停止放電功能

利用單體電池巡檢儀器功能，單體電池電壓達到1.8V時自動啟動終止放電裝置，當單體電池容量不足時，確保了蓄電池組留有足夠的備用容量，為直流負荷安全穩定供電提供有力支撐。為更好是監視變電站蓄電池組核對性放電時直流母線及蓄電池組電壓可在優化回路的裝置上加裝兩塊直流電壓表，一塊接在裝置的直流母線端，另一塊接在裝置的蓄電池組端，便于工作現場實時監測兩者電壓的變化，判斷蓄電池組工作是否正常。

3蓄電池組放電回路優化后的操作與實施

確保操作的安全性，在裝置兩端連接帶絕緣外套的夾鉗，進行蓄電池組核對性放電時將絕緣夾鉗兩端分別連接在直流母線與蓄電池組間正極熔斷器的上下接線柱上，進行變電站蓄電池組核對性放電時斷開直流母線與蓄電池組間正極熔斷器，形成直流母線通過優化后的裝置進行連接。直流負荷由整流裝置供電，蓄電池組處于核對性放電和備用供電狀態，整流輸出通過優化裝置與蓄電池組有效隔離。

4結論

該成果獲得國家實用新型專利一項。應用后，其實踐效果顯著，攻克了蓄電池組在進行核對性放電時，直流系統由蓄電池組單一供電，供電不可靠的難題。蓄電池充放電可靠率有了顯著改觀。可靠率由50%提高為99.9%，站內直流消失率降為0.1%。保證了進行蓄電池組核對性放電時對直流系統供電的可靠性，防止因直流失電造成開關及保護拒動致使大面積停電事故現象發生。由于變電站蓄電池組核對性放電時整流裝置與蓄電池組保持原有的一主一備為直流系統安全供電狀態，運維人員不必不間斷斷監視放電狀態，可從事變電站其他的運維工作。提高了工作效率，減輕運維人員的勞動強度。切實解決了現場實際問題。該技術成果在電力系統蓄電池組核對性放電領域繼續研究推廣，前景非常可觀。

（作者單位：國網盤錦供電公司）