变电站直流系统蓄电池组运行及维护分析杨明利

变电站直流系统蓄电池组运行及维护分析杨明利

姚婷杨明利裴建波秦力

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摘要：蓄电池是直流系统中主要的设备，广泛应用于变电站中。正常时蓄电池组处于浮充电备用的状态，当交流电失电时，蓄电池就迅速向事故负荷提供能量。直流电源系统蓄电池组的性能、可靠性对变电站的整体运作有着直接的影响。

关键词：直流系统蓄电池；运行；维护

变电站的直流电源在供电系统当中有着重要作用。直流电源系统蓄电池组的主要的作用：分合闸的操作以及控制、保护变电站的通信设备、变电站的自动装置操作机械以及为调节设备的电源，还能够为事故提供照明电源。蓄电池直流系统的使用，可以保证电网稳定，运行安全。某些蓄电池直流系统由于生产厂家不同、生产工艺差异比较大，导致系统应用过程中时常出现问题，影响正常运转。对此，使用蓄电池直流系统的企业或者单位，有必要加强日常的维护，以此保证蓄电池直流系统始终处于良好的运行状态中。

1.镉镍蓄电池组的运行及维护

1.1镉镍蓄电池组的分类、运行以及监视

首先是分类上，镉镍蓄电池主要是有高倍率镉镍蓄电池和中倍率镉镍蓄电池。前者指电池瞬间放电时的电流是蓄电池额定容量的3～6倍；后者指电池瞬间放电时的电流是蓄电池额定容量的1～3倍。其次是在运行方面上，镉镍蓄电池组在正常状态下是保持浮充方式运行的，高倍率镉镍蓄电池均衡充电电压取（1.47～1.48）V×N较好，而浮充电压值则取（1.36～1.39）V×N较好；中倍率镉镍蓄电池均衡充电电压取（1.52～1.55）V×N较好，浮充电流值则取（2～5）mA×Ah较好。最后就是在监视上，镉镍蓄电池组是以监视浮充电流值和端电压值为主，而具体监视的指标因素则有电解液的比重、电压值、每只单体蓄电池的液面高度，以及连接器电阻、蓄电池的内阻，蓄电池的内部电解液的温度和运行环境温度等。

1.2镉镍蓄电池组的充电方式

充电方式较为常用的是对镉镍蓄电池采用I5恒流进行充电。通常需要5～7h使蓄电池的电压值稳定上升直到最高点而且能保持稳定的数值，这时蓄电池就充满了；快速充电方式主要是对镉镍蓄电池采用2.5I5恒流充电，这个过程一般要2h；浮充充电的方式分别是对蓄电池长期采用浮充电流值还有浮充电压值充电。值得注意的是以上均要求电池的电解液温度不能超过35℃。

1.3镉镍蓄电池组的放电方式

采用I5恒流的连续放电是蓄电池组正常的放电方式。蓄电池组端的电压在下降到1V×N时，电池组会停止放电；若放电时间大于5h时，则说明蓄电池组满足额定的电容量。而当事故放电的交流电源中断时，镉镍蓄电池组将提供蓄电池组二次负荷和事故照明得负荷用电。若蓄电池组供电时间比较长，加上端电压下降到1.1V×N时，就应自动或者手动切断供电，避免放电过量导致蓄电池组容量的大亏损，造成恢复的送电困难现象。

1.4镉镍蓄电池组的运行维护

镉镍蓄电池也有自身的特殊特点，如每一个镉镍蓄电池侧面均有电解液高度的上下刻线等等。同时蓄电池在浮充电中，液面的高度需要保持在中线上；当电池液面偏低时就应该注入纯蒸馏水，确保电池的液面一致，每三年要一次更换一次电解液。

2.阀控蓄电池组的运行维护

2.1蓄电池组的运行

应做好初充电，提高蓄电池的使用寿命。正常运行中，要用心监视蓄电池组端的每只电池电压值、电压值、浮充电流值和直流母线还有蓄电池组的对地电阻值与绝缘状况等等。假如只有一组蓄电池，既不能退出运行，进行全核对性放电又不行，就只能用I10电流恒流放出50%额定容量，在放电过程中，就得将蓄电池组端电压应大于等于2V×N；放电后即用I10电流进行恒流限压的充电→恒压的充电→浮充电，反复充放2—3次，直到恢复蓄电池组的容量，检查蓄电池组缺陷。如果有两组蓄电池，就先选其中的一组蓄电池，进行全核对性放电，然后以I10电流恒流放出，直到蓄电池端电压下降到1.8V×N，就停止放电，等1～2h以后，以I10电流进行恒流限压充电→恒压充电→浮充电的程序，这样反复充放2～3次，再恢复蓄电池组的容量，并检查蓄电池组的缺陷。若经过3次全核对性放电后，出现容量还在额定容量80%以下的，则可认为该组蓄电池已到使用年限，需要及时的更换。

2.2日常运行检查

健全运行检查记录的建立，一般就由值班人员随班来检查，内容主要检查的有：①环境温度；②充电电压、浮充电流；③合闸母线电压；④蓄电池端电压；⑤控制母线电压、电流；蓄电池定期检查由检修人员进行，每季度一次，主要内容有：①控制母线电压、电流；②合闸母线电压；③蓄电池开路电压；④充电电压、浮充电流；⑤电池外壳是否裂纹破碎现象；⑥蓄电池内阻。以上记录长期保存，方便日后对蓄电池运行的情况进行分析。

2.3故障处理

发现电池极柱上出现硫化现象要将其及时的清除，必要的时候可涂抹一些凡士林。放电时，个别电池出现电压低于最低电压的情况，及时对其进行解除放电，必要时须单独进行充电处理到容量恢复等。

2.4阀控蓄电池的运行维护检查人员半个月就得进行至少一次对蓄电池单体电压值检查，查看蓄电池内部的连接片是否有腐蚀和松动现象，还有查看安全阀和极柱周围是否有酸雾溢出等等情况。

2.5阀控蓄电池的故障及处理

因蓄电池充电的电流过大是阀控蓄电池壳体出现异常的相关因素。充电电压超过2.4V×N，会造成蓄电池的内部短路或温升超标、局部放电等等情况。在这种情况下，采取如下方法进行处理：降低充电电压和充电电流，防止安全阀体的堵死。此外，即便浮充电压很正常，一旦放电，蓄电池内部就会失水而干涸、电解物质会变质，而使电压很快下降至终止电压，此时要更换蓄电池。

3.具体事例

（1）某地的工作人员巡视某电站时，发现了二段母线的所有开关红绿灯不亮还有光示牌没有信号，其它的正常。经运行人员仔细检查后发现，是二段的直流电源小开关瞬时跳闸，推上开关后设备恢复正常等等。

（2）某地的工作人员巡视采用10kV的某农场的开关站时，发现了所有的10kV开关红绿灯都不亮了，而显示单体电池及全电池组电压值却是正常显示。技术人员经过对设备的仔细检查才发现，是输出电压的导线与蓄电池连接处发生了松脱，导致了直流母线得失电，经人员处理后才故障排除。

（3）某变电站断路器出现拒动的现象。对断路器多次试合闸后，发现充电单元中有一个高频整流充电模块烧毁。更换已烧毁的高频整流充电模块后，检修人员用万用表测量合闸时合闸母线电压，在操动机构上顶的瞬时测量结果几乎为零，接着又迅速恢复到240V。因此，可以确定直流系统存在问题。检修人员紧急更换了已损坏的单体蓄电池，确定直流电源系统再无其他故障后，对断路器进行试合闸，永磁机构正确动作，合闸成功。

4.总结

蓄电池作为能源后备十分重要作用。它的性能、质量对变电站是否能安全可靠地运行有着很大的影响，所以蓄电池的故障预测和维护具有重要的意义。技术人员能做的就是做好维护，发现问题，及时地解决问题。最后就是提一些个人的建议和期望。维护直流电源系统安全的运行，是变电站工作人员的基本职责，工作人员需要掌握直流电源系统各部分工作原理以及一些故障处理和维修的方法和手段，更好做好自己的本职工作，保证大家的安全供电。简而言之，变电站直流系统运行中的问题是变幻莫测的，这里也只是分析和探讨了一些常见的问题，希望大家互相探讨，能为我们身边的维护直流系统的安全有所启示。

参考文献：

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[2]沈洲，李先明.变电站免维护蓄电池的误区及解决措施[J].科技信息，2010（15）.

[3]张晋华.变电站蓄电池运行常见故障原因分析及处理措施[J].电子世界，2016（14）：103.