关于电力直流控制电源的问题及优化策略探究

关于电力直流控制电源的问题及优化策略探究

张之骐

（江苏省电力公司检修分公司特高压交直流运检中心江苏常州213000）

摘要：近年来，电力直流控制电源的优化策略得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对电力直流控制电源相关内容做了概述，分析了目前电力直流控制电源存在的问题，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面提出了直流控制电源缺陷的优化策略，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：电力直流控制电源；问题；优化；策略

1前言

作为电力直流控制电源应用中的一项重要方面，对其应用优化的探讨占据着及关键的地位。该项课题的研究，将会更好地提升对电力直流控制电源处在问题的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化其在实践工作中的最终整体效果。

2概述

在电力系统中，直流控制电源一般是由直流屏、充电装置及蓄电池组等设备组成。在发电厂和变电站中，直流控制电源已经得到了广泛的应用，在正常和事故情况下，都必须使直流控制电源正常运转，来保证提供可靠稳定的供电。在电力事故情况下，直流控制电源是“最后一道保安电源”，可以使保护和自动化装置正常运作得到保证。

电力直流控制电源作为电厂与变电站的重要设施，其运行的效率及运行的质量极大的影响生产的效益。特别是在提倡节能环保的今天，如何利用新技术、新工艺以及新方法来提高、改善传统的直流电源运行状况是当今面临的主要问题。

就目前来说，在电力系统当中，使用最多的直流控制电源是GZDW型的直流控制电源，该电源具有很多优点，能够有效提高电网直流电源系统的自动化程度。但它也有很多不足，例如充电方式不合理、没有保护回路、缺少预防应对能力等。这些问题会严重影响整个电力系统的安全、稳定运行。面对这些问题，我们可以通过使用科学的充电方式、设置备用通路、增加蓄电池的活化功能、安装报警装置、加强对电源的维护等一系列措施，及时检修、维护电力直流控制电源，保证电力系统的安全、稳定运行。

3目前电力直流控制电源存在的问题分析

目前主流的直流控制电源基本以GZDW型号的直流控制电源为原型，这种型号为我国的电网直流电源系统的自动化的提升作出了贡献，但是也逐渐的暴露了自身的一些不足，下面结合其原理图对其主要缺陷进行分析。如下图1，其中星号表示在没有设置硅降压装置控制母线与动力母线的合并。

3.1缺少对蓄电池恶性事故的预防能力

在国家电网的调查中发现，蓄电池发生故障、充电装置故障占据很大的比例，同时蓄电池的爆炸事故也很难有效的控制。此外充电装置缺乏单体蓄电池温度检测以及自放电电流检测也会使得蓄电池因发热而引发起火。

3.2充电方式不合理

由于充电方式的不合理，致使蓄电池组内各单体蓄电池充电不均衡，从而造成了造成蓄电池过早失效。从下图1可见，整流模块是通过浮充方式将蓄电池串联后进行充电的，因此通过每一个蓄电池的电流均相等。但是由于每一个电池的装卸运输、制造工艺、检测手段等诸多的因素的存在，致使整批电池的性能出现离散型。具体体现在每块电池的内阻、端电压以及放电电流都会有一定程度的差异，甚至每一只蓄电池的原始容量也不可能做到完全的一样。这样就会导致在使用串联的方式充电中发生容量较小的电池经常的处于过充，而容量较大的电池处于欠充状态。当阀控式铅酸蓄电池发生过充时，会导致电池的极板、隔板等发生电解氧化，从而加速了电池板栅的腐蚀以及活性物质的松动。长期的过充会导致蓄电池的漏气、鼓包以及失效；当阀控式铅酸蓄电池发生欠充时，也会造成电池的内阻增加、容量降低以及寿命缩短的不良后果。

3.3照搬概念

实际的设计中出现过将适用于开口铅酸蓄电池的均衡充电概念一味的照搬到阀控式密封铅酸蓄电池，而这一举措却加速了部分阀控密封铅酸蓄电池的失水老化。我国的电池的发展经历了从开口式铅酸电池、半开口防酸式铅蓄电池以及阀控式密封铅蓄电池。在阀控式铅蓄电池刚刚起步不久，由于对新电池的结构原理了解的不深入，将开口式铅酸电池的充电程序照搬过来使用，同样也将适用于开口式铅酸电池的均衡充电概念照搬到了阀控式密封铅酸电池。

3.4蓄电池组缺乏保护回路

由于蓄电池组没有相应的保护回路，其结果导致最重要的部分往往成为最薄弱的环节。蓄电池组在电源系统中作为最为重要的组成部分，同时也是保护自动化装置以及动作的最后一道防线。但是实际的情况却发现，整流模块N+1冗余备份，而蓄电池作为单回路，处于孤立无援的状态。因此蓄电池组的容量完全的依赖于容量最小的哪一个电池。只要有一个电池的容量为零或者是接近于零，那么整个的蓄电池组就没有容量了，这也就解释了为神门会出现200Ah的电池正能工作几分钟的奇怪现象。

3.5整流模块与蓄电池组监控不均衡

作为目前较为先进的电力直流控制电源，已经具备“电池巡检”功能，虽然只是端体蓄电池的端电压巡检；而现今95%以上的正在使用的电力直流控制电源没有此功能。

3.6蓄电池的维护无法操作

蓄电池的使用中虽然有工作人员对与蓄电池的放电进行容量检测，其结果是只有少数的蓄电池较为落后。但是通过各种方法以及仪器对其进行容量回复都以失败告终，如果更换新电池有会引起其它电池的加速损坏，因此通常是在运行一段时间后进行整组的更换。

4直流控制电源缺陷的优化策略探讨

4.1改变充电方式

利用传统的充电方式直接将单体蓄电池置于蓄电池组内进行充电会严重损坏每个蓄电池单体使用寿命，因此对其充电时应当采用单独对蓄电池单体进行充电的方法来完成，这样不仅不会出现过充和欠充的现象，而且充电时间能够有效的控制，更好的保证蓄电池组的使用寿命。

4.2改变维护方法

传统的小型蓄电池维护方法是对整体蓄电池组进行更换，而大型蓄电池由于受到技术以及现在市场需求等方面的影响，价格往往居高不下，如果进行更换的话会对企业生产成本产生比较大的提高，为了保证蓄电池的工作效率，减少不必要的损伤，可行的措施是利用数字化技术，设计充电管理模块来对蓄电池进行充电维护管理，这样就能实现对不同使用时间的蓄电池使用的效果，选择数字化管理模块显示蓄电池电量比较接近的蓄电池进行组合即可。

4.3设计备用电路

在传统的直流控制电源内，一般蓄电池组内的蓄电池单体都是通过串联的形式进行连接的，一旦有其中的一个环节出现问题将会影响整个蓄电池组的使用，这样的情况将严重影响电力系统的整体运行稳定性保证，因此可以在电路内设计一个备用电路，即使有部分环节出现故障可以将这一位置隔离使用，消除其对整体蓄电池组的影响，从而实现了对于整体电力系统的稳定性保证。

4.4保证蓄电池监控工作

蓄电池作为应急电源，是保证通信站能够24X7全天候正常工作的后备电源。因此，蓄电池的选取要以耐用、稳定为主要参数。系统传统的蓄电池监控方法是通过对蓄电池组两端的电压监控来分析蓄电池组的情况，但是取得效果并不明显。如果将对整体蓄电池组的监控转变为对每个蓄电池的监控，那么监控效果将会相比之前取得很大的提升，对蓄电池中出现的问题能够及时的发现并处理，降低蓄电池组故障的发生率。

5结束语

综上所述，加强对电力直流控制电源问题及优化的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的电力直流控制电源应用过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献：

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[2]张建领.电力直流控制电源的缺陷及改进[J].科技传播.2017（01）：115-116.

[3]张富刚.电力直流控制电源的缺陷分析及改进实践[J].电力自动化设备.2016（09）：88-89.