变电站充电装置与蓄电池管理及维护

变电站充电装置与蓄电池管理及维护

潘立群

(阳泉供电公司变电运维专业山西阳泉045000)

摘要：充电装置与蓄电池在变电站的直流系统中，负责向电气设备的控制、信号、保护、自动装置及合闸回路、事故照明提供可靠的电源，这些都是非常重要的负荷。可见其在变电站设备中有着极其重要的作用，可靠性也就显得极为重要了，只有对充电装置与蓄电池进行科学地管理、维护，才能提高、强化其运行的可靠性。

关键词：变电站；充电装置；蓄电池；管理及维护

1变电站充电装置与蓄电池管理及维护措施

充电装置的运行管理与维护，决定着装置工作状态的好坏。目前随着科学技术的飞速发展，电力系统内城网改造与技改工作的大量开展，变电站中的老式充电装置已大部分被淘汰，取而代之的是微机型相控充电装置与高频开关电源。由于其自动化程度较高，部分管理与维护人员难以充分掌握情况，误认为可以放松对设备的管理。其实不然，由于设备自动化程度较高，必然会大量使用电子元件、集成电路，而这些元器件都有一个通病，就是易受环境磁场与温度的干扰，受到干扰时，其性能就可能直线下降。而充电装置由于其自动化程度较高，各种控制回路又大量使用插件的形式，而这些元器件会产生磁场并发出热量。由于其密闭在插件箱内，不可避免地会造成互相干扰，热量散发不出去，产生温飘，直接影响设备的精度，造成信号的误报，显示的数据和实际不符。引起运行人员对实际情况的误判。再者由于设备受磁场的影响，运行时间一长还会造成大量的灰尘附着在模块内部及插件板上。造成元件参数的变化，甚至造成短路。再者，充电装置一般是与保护盘、远动盘、继电盘等安装在同一房间，这就可能会造成他们之间信号的互相干扰，影响设备的正常运行，容易引起信息误报。

由此看来，充电装置的运行管理与维护不能因设备自动化程度的提高而放松，只能根据设备的变化在运行管理与维护上改变过去的方法。针对现在设备的情况，每年在换季时，要对充电装置进行参数的调整与校核，对模块、插件每年进行一次彻底地除尘。在夏季控制室的空调一定要开启。对于全密封柜，要想办法进行散热处理，必要时加装和外界的通风装置。维护时要用精度较高数字万用表实际测量输出电压，并与充电装置本身所显示的输出电压比较，看其是否一致，这样才能及时发现问题并进行处理。

蓄电池在变电站中担负着断路器的合闸电源及事故情况下的事故照明与全站的直流负荷，其运行是否可靠，直接关系到全站的安全。

蓄电池在安装完毕后，运行状况的好坏主要是由日常维护所决定的。众所周知，变电站的直流负荷除合闸电源外，正常运行时都是由充电装置所提供的，而蓄电池会产生自放电的现象，因此充电装置还要对蓄电池进行浮充电，补充其自放电的损耗。在变电站实际运行当中，直流负荷不是一成不变的，它是变化的，而值班人员又不可能随时进行调整，长期这样运行，势必造成蓄电池发生过充、欠充电现象。因为蓄电池的自放电一般很小，通常只有几百毫安，甚至更小。蓄电池对于非常小的放电流，短期内不会出现很明显的变化，但是日久天长，等到它彻底表现出来时，蓄电池就很难补救过来了，尤其是现在大量使用的铅酸阀控式蓄电池，基本上就无可挽救了。

因此，我们平时要更加注重维护好蓄电池，除常规维护外，针对蓄电池的特性，一般宜采用稳压限流的方式进行浮充电，并且定期对蓄电池进行均充电，这样就会大大加强蓄电池运行的可靠性，延长其寿命。阀控式蓄电池还要非常注意温度对其的影响，要根据季节及环境温度的变化，及时调整浮充电压，以免造成过充电、欠充电。对于阀控式蓄电池一般掌握好浮充电压与温度，使其运行在最佳状态，就能保证蓄电池的可靠性并延长寿命。阀控式蓄电池运行最佳温度一般在15至25摄氏度之间。

2蓄电池组寿命的影响因素及防控措施

2.1单个电池电压落后

2.1.1采用落后电池电压均衡装置

在1组蓄电池组个别电池特性发生劣化、电压偏低需要更换时，在落后电池两端并接落后电池电压均衡装置，以达到提高电压的目的。本设备主要包括外部电源适配器、微控制器、数字式温度传感器以及十大电路(内部电源电路、显示电路、微控制器监控复位电路、模数转换电路、电压基准电路、负电压发生电路、电池电压分压电路、充电电流采样电路、模拟开关电路、脉宽调制电池充电电路)等组成，结构如图1所示。通过本设备减少了运维人员对蓄电池的更换工作，保证了落后蓄电池的正常工作，从而延长了蓄电池运行年限。

图1落后电池电压均衡装置结构

2.1.2利用大功率二极管直接更换

本措施是在不切断充电机及电池组供电情况下，对落后电池进行直接更换。利用二极管、导线、夹子及绝缘胶布制作即可，其原理是利用二极管的正向导通、反向截止的原理，用1只硅元件将被更换蓄电池两侧相邻的2节蓄电池反向相连，从而使硅元件与蓄电池组的充放电回路形成一个完整的回路，从而将被更换蓄电池完全断开，同时不影响剩余N－1个蓄电池组成的蓄电池组的容量充足且正常带电运行，如图2所示。

图2利用大功率二极管更换蓄电池原理

蓄电池的使用寿命与环境温度关系很大。阀控型蓄电池电解液的温度按不同厂家规定，应该在15～30℃。但在25℃时为最佳，蓄电池在温度

25℃下，其寿命与浮充电压的关系如图3所示。而蓄电池浮充电压均控制在2.25V左右，故电池的环境温度才是影响其寿命的关键因素之一。如110kV故驿站冬天蓄电池室温度过低，不能满足要求。建议蓄电池室应装设温控设备或采取其他采暖、降温措施，在通风良好的情况下，使温度尽量保持在25℃左右。

图3蓄电池寿命与浮充电压的关系

2.2未进行核对性试验和过放电现象

分析原因:一是蓄电池投运前施工工程混乱，可能未及时进行核对性试验，使后期接管的运维人员不能充分了解蓄电池容量真实情况。二是由于电池存放期不能超过6个月，一般电池存放3～6个月就应进行充电试验，而新建变电站建设周期较长，蓄电池厂家从发货到施工安装又需要一段时间，安装完成后已经超过6个月，一旦直流装置供电电源失电，蓄电池就要开始对负荷供电，加上之前本身自放电，蓄电池很快会达到极限电压，若不能对蓄电池及时进行充电，会造成蓄电池过放电，严重影响蓄电池组使用寿命，甚至导致蓄电池报废，例如110kV聪子峪、里信站均发生过此类情况。建议投运前必须进行试验，并有真实的试验报告，不能单纯以厂家给出的试验报告为准。另外，施工人员应加强对直流装置运行情况的巡视，发现异常及时上报、处理。

2.3蓄电池柜结构缺陷

110kV变电站蓄电池组均放置于主控室专用柜内。但部分蓄电池柜结构存在缺陷:一是部分所使用的蓄电池柜都没有合理的通风散热设计;二是缺少温度监测，柜内无温度计;三是柜体空间设计不合理，影响蓄电池摆放，不便于维护，不利于散热，造成电池使用寿命缩短。例如110kV欧亚园站蓄电池组柜内上、下层隔板间距离过小;城西站蓄电池现为卧式排列，正常应为立式等。建议蓄电池柜体结构要有良好的通风、散热设计，蓄电池摆放整齐且留有适当的间距，保证蓄电池间不小于15mm，与上层隔板间不小于150mm。建议日常运行巡视时，打开柜门通风、散热。同时加装温度传感装置，实现对蓄电池柜内温度实时监测。

结束语

可见，随着设备自动化程度的提高，阀控式蓄电池的普及，充电装置与蓄电池在管理、维护上与过去已经不同了，这就要求在管理与维护方面要更加科学、精细化，更加专业化。

参考文献：

［1］李潮勤.浅谈变电站高频开关电源直流监控系统［J］．东北电力技术，2006，27(4):25－27．

［2］国家电网公司运维检修部.国家电网公司十八项电网重大反事故措施(修订版)辅导教材［M］．北京:中国电力出版社，2012:56－57．