基于220kV变电站蓄电池组的监测与维护方式

基于220kV变电站蓄电池组的监测与维护方式

周朝阳刘洪学

国网天津市电力公司检修公司天津300232

摘要：蓄电池组作为一种独立可靠的电源，在发电厂或变电站发生直流系统故障时仍能为一些重要的设备提供可靠电能，在电力系统中发挥着至关重要的作用。随着电力行业的发展和科学技术的进步，蓄电池的数量和种类越来越多，在变电站中发挥的作用也越来越显著，对其性能和运行状态的要求也更高。本文首先阐述了变电站蓄电池的工作运行原理，然后提出了蓄电池在正常运行过程中的常见问题，再次分析了蓄电池监测系统的应用，最后论述了蓄电池日常管理维护措施。

关键词：变电站；蓄电池；监测；维护方式

一、引言

220kV变电站在整个电力系统中十分普遍，其中的蓄电池组具有可靠性、环保性和便捷性的特点，可以在变电站中为各项设备提供稳定的直流电源，但是蓄电池在运行也会受到诸多因素的影响而出现故障，影响电力系统的正常运行。因此，深入分析蓄电池的工作原理，并加强对蓄电池的监测和维护是确保变电站正常运转的重要途径。

二、变电站蓄电池的工作原理

220kV变电站中的自动装置、测控装置以及应急照明装置等装置和其他设备都需要直流系统提供电源。蓄电池在直流系统中处于核心地位，为电路提供源源不断的直流电源。蓄电池正常运行的过程可分为两个部分，其一是充电，这是储能过程；其二是放电，这是供电过程。220kV变电站中使用的蓄电池长期处在浮充状态，所以使用起来更加方便。根据电力行业中的规定。变电站蓄电池具有如下特性：第一，蓄电池的内阻值的误差要控制在10%以内220kV蓄电池组的绝缘电阻值应该至少为10MΩ；第二，蓄电池正极板的厚度至少为3mm；第三，新投入运行的蓄电池需要进行三次充放电循环，只有检验标准合格之后才能正式运行；第四，蓄电池应该具备事故冲击放电能力，以便抵御电路故障的影响。

三、变电站蓄电池正常运行中的常见问题

变电站蓄电池正常运行中出现的问题主要体现在可能失效和已经失效两个方面，可能失效的情况主要体现在蓄电池外壳变形、电压和内阻值过大等；已经失效的情况主要体现在蓄电池无法输出容量、出现短路现象等。下文就蓄电池的几个常见问题进行分析。

1.外蓄电池外壳形变

变电站蓄电池在正常运行过程中可能会出现外壳变形变大的情况，造成蓄电池外壳形变的因素主要是运输和储存方式不当或者使用不当。在蓄电池正常使用过程中，如果蓄电池内部压强发生变化就会导致蓄电池外壳发生形变，比如，蓄电池内部温度过高、电压过高或者发生短路等都有可能导致蓄电池外壳发生变化。

2.蓄电池电压偏高

变电站蓄电池在正常运行时的浮充电压值在2.23-2.28V范围内，超过这个范围就说明蓄电池的电压异常，电压偏低的情况很少出现，偏高的情况则经常出现。导致蓄电池电压偏高的原因主要有：第一，蓄电池安装质量欠佳，螺丝松动，与连接条接触不紧密，导致二者接触不良从而提高蓄电池的内阻值；第二，蓄电池内存在过氧过电位的现象，也是导致蓄电池电压偏高的一个主要原因。

3.蓄电池干涸

电解液量直接影响到蓄电池的放电容量，当蓄电池电压终止时就会导致电解质变质从而造成蓄电池失效。导致蓄电池干涸的原因主要有以下几种：第一，蓄电池的浮冲电压过高导致电池内部温度升高，加快了电池中水分的蒸发速度；第二，蓄电池充电时电流过大也会提高内部温度导致电池因蒸发过快而干涸；第三，蓄电池所处的环境温度过高导致；第四，蓄电池针对阀控失灵没有针对性的保护措施而造成干涸。

4.蓄电池渗漏液

蓄电池渗漏液一旦流出，就有可能附着在蓄电池表面，封合正负接线柱和安全阀口，也容易被工作人员发现。导致蓄电池渗漏液出现的主要原因有，蓄电池所处环境温度过高；蓄电池充电电流过大；蓄电池内部发生短路。

四、蓄电池监测系统的应用

变电站直流系统在正常运行过程中，母线联络断路器处于断开的位置上，每段母线需要分别采取一组充电装置加一组蓄电池组的供电方式，每台的充电装置需要应用独立的微机监控装置进行监测。每段直流输出母线均在微机绝缘监测位置，并可以对输出回路的电压、电阻进行有效监测和控制。每个蓄电池组都配置了蓄电池巡检仪，微机监控装置可以对蓄电池电压、电流以及温度进行监测。220kV变电站一般配置两组蓄电池，每组蓄电池各由104只2V的单电池组成，其充电装置往往采用2+1模式，即两组蓄电池各有一个充电装置，并且共用一个备用充电装置。充电装置采用几个高频开关电源模块串联构成，模块参数的选择以电池容量为基础，在正常运行时为N＋1形式，任何一个模块出现问题都能保持装置稳定运行。

五、变电站蓄电池的日常维护管理分析

1.来源采购

蓄电池在变电站中的地位至关重要，而且它的使用期限又比较长，所以在采购时一定要先选择资质较高的供应商，不能因为价格便宜选择质量较差的不合格产品。因为蓄电池质量的高低直接决定了变电站的运行状态，如果蓄电池的质量没有达到标准，将会给变电站带来毁灭性的打击。

2.到货验收

蓄电池的验收主要分为两个部分，其一是外观检验，其二是性能测试。首先观察蓄电池的外观是否完好无损，各项参数是否与出厂检验报告一致；检查蓄电池的结构设计是否科学；用百分百放电试验对蓄电池容量进行测试，看其是否符合变电站对蓄电池容量的要求；利用电导测试法对电池组中的电导值进行测试，根据测试结果检验蓄电池内部特性是否均衡，要求整组电池的极差应该控制在10%以内，电导测试方法既方便又科学，可以对蓄电池的质量进行最大化保障。

3.安装准备工作

蓄电池的安装通常采用的是台架安装或屏柜安装方式，安装时要合理布局、统一规划，每两个蓄电池之间要控制合理的距离，以便保持良好的通风状态，而且还要为后期的维修养护留出足够的空间。在蓄电池安装过程中要避免与其他电器部件进行接触，否则就容易发生安全事故。蓄电池应该安装在没有阳光直射的地方，所处的环境为常温环境，温度过高过低都会影响蓄电池的性能。在安装完成后要仔细检查每个螺丝是否紧固，电路连接是否准确。

4.定期检验测试

因为很多220V变电站都是无人看守的，所以工作人员应该加强对蓄电池性能的检查，防止其在正常运行过程中经常出现故障，对变电站的运行造成较大的负面影响。电力部门要定期或不定期的对蓄电池的性能进行逐个检查，做好蓄电池的年检工作，并出具检测报告。在检测蓄电池单体浮充电压时如果发电异常情况应该及时进行调整。可以采取多样化的检验方法对蓄电池进行检验，比如周期性试验和带电检验等测试等。通过各种检测试验综合分析结果，判断蓄电池的实际运行情况，做好相关记录并上报给有关部门。及时维修或更新存在缺陷的蓄电池。未来电力部门应该不断优化蓄电池检测方法，利用远程监测设备对蓄电池的实际运行情况进行全面分析，确保蓄电池的安全稳定运行。

六、结束语

综上所述，国民经济各行业以及人们的日常生活完全离不开电能，所以必须要保证电力系统的安全稳定运行。蓄电池在变电站中充当着电源的角色，能够为保护、控制、事故照明等设备提供源源不断地电源供应，一旦蓄电池出现故障势必会影响变电站的正常运行，进而导致整个电力系统故障甚至瘫痪。因此，电力部门应该做好蓄电池运行状态的监测与日常维护工作。

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