变电站直流系统蓄电池组的运行和维护策略林炜

变电站直流系统蓄电池组的运行和维护策略林炜

林炜

(广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞523000)

摘要：在直流系统中蓄电池是非常重要的部分,它在变电站系统中用途比较大。一般的蓄电池都处在备用浮充电状态,在交流电出现失电情况时,蓄电池会给发生事故的符合线路提供能量。在变电站中,供电系统一般都是直流电源。直流电源系统对于蓄电池的作用比较大,在变电站设备进行通信、分合闸操作、设备电源调整、自动装置操作中,可以实现电源事故照明。所以,蓄电池组在直流电源中可以保证变电站更好的运行。

关键词：变电站；直流系统；蓄电池组；运行维护

一、直流系统的组成及接线形式

变电站直流系统一般由蓄电池组、充电屏、馈线屏组成,包含的模块及装置有交流配电、充电模块、监控模块、绝缘监测仪、电池监测仪等。变电站使用的蓄电池组通常由104只标称电压为2V的铅酸蓄电池串联组成。蓄电池组浮充电时,充电机输出电压为234V,每节电池的浮充电压为2.25V,蓄电池组和直流母线端电压为234V;蓄电池组均充电时,充电机输出电压为244V,每节电池的均充电压为2.35V,蓄电池组和直流母线端电压为244V。交流充电模块将交流电转换成直流电,经直流母线为常用负荷提供电源,同时给蓄电池组充电。直流系统基本原理如图1所示。

为了可靠地提供交流电源,220kV及以上电压等级变电站应采用2组蓄电池组、3套充电装置,2段直流母线的方案,每组蓄电池和充电装置应分别接于直流母线,作为备用的第3台充电装置可在2段直流母线间切换。双套直流系统通过联络开关互为备用,在更换时比单套直流系统简单。110kV变电站通常只配置1组蓄电池组、1套充电装置、1段直流母线。由于110kV变电站采用单套直流系统,因此在更换直流系统时,为保证站内直流系统供电不中断,施工难度比220kV变电站大。

图1%%直流系统基本原理

二、变电站直流系统蓄电池组运维方法分析

（一）镉镍蓄电池组

（1）镉镍蓄电池运行和分类

镉镍蓄电池可以分为:中倍率蓄电池、高倍率蓄电池。前者表示瞬间放电电池产生的电流是额定蓄电池容量的3~6倍;后者表示在瞬间电池放电的电流是额定蓄电池1~3倍容量。在实际运行中,正常状态下的镉镍蓄电池组可以进行浮充方式操作,而选择(1.47~1.48)V×N高倍率的电池进行均衡充电比较好,浮充电压值一般选择(1.36~1.39)V×N比较好;中倍率蓄电池合适电压是(1.52~1.55)V×N范围进行均衡充电比较好,电流浮充值一般选择(2~5)mA×Ah比较合适。在监视过程中,一般是选择对镉镍蓄电池电流浮充值和电压端值进行监视,监视的主要指标包括:单位蓄电池页面的高度、电压值、运行温度、电解液比重、内部电解液、蓄电池内阻、连接器电阻等。

有些变电站出现的蓄电池综合失效问题,主要是将不同型号的蓄电池一同使用,造成蓄电池存在单体差异,这在实际维护中也是比较困难的。比如在较短的时间中变电站出现停电情况,多是因为蓄电池电压急剧下降,造成电压告警,同时也报废了电池。在实际管理中,可以将整个变电站的电压进行低压侧电源和高中压侧电源控制进行分离,避免出现低压故障给整个直流电源系统造成影响。

（2）运维策略

总结镉镍蓄电池组的运维策略,可知包括:工作人员需要对镉镍蓄电池组的分类、工作及充放电方式等内容进行了解和准确把握,然后可以在管理蓄电池组的运行情况时,从各个细节处作以有效地运行管理。如果在管理期间出现有电池液面高度不达标(过低)的情况时,要求工作人员对液面高度作以调整,可以准备一些纯净蒸馏水,置于电池液面中,以此确保电池液面高度能够达到预定的刻度标准,不会出现电池液面低情况下的电池组运行效果差的问题,并且需要工作人员对于蓄电池组的使用时间进行准确记录,如果电池组使用时间较长,需要每间隔三年的时间,来对电解液进行更换处理;若工作人员发现电池组存在电池容量下降问题,则需要采取电解液与电池更换方式来处理,以此确保经过系统维护的镉镍蓄电池组有着较好的应用效果,如果电池还具备修复的价值,要求工作人员可以先对旧有电池进行正常充电,时间约为5h,而后进行充电电流的减少与充电处理,然后可断电一段时间并作以放电处理后,便可以确保旧有电池的容量下降较多,电池经过维护之后能够继续工作,电池容量可以尽快恢复至既定的标准。

（二）阀控蓄电池组

（1）在日常运行管理方面

在该环节要求工作人员可以根据变电站直流系统工作时使用的电池组具体情况,明确进行阀控蓄电池组运行管理的具体内容,主要涉及蓄电池组端电压、电池外观受腐蚀情况、环境温度、电池渗液、电池组内阻、电池连接螺丝松动与否情况、蓄电池柜卫生等情况的管理,工作人员每天均要就以上内容,对阀控蓄电池组作以严格且系统的检查,并将检查结果与处理方法全部记录于蓄电池组运维管理记录表中,方便工作人员在之后进行蓄电池组运维时能够结合以往的电池组问题处理实际情况,进行相关问题的妥善处理。

（2）阀控蓄电池的运行

对于蓄电池做好初充电准备,可以延长蓄电池使用的寿命。在蓄电池正常运行中,需要对蓄电池组部分的电压值、电池电压值、直流母线、浮充电流值等进行监视,还有就是蓄电池组的绝缘和对地电阻值等。如果系统中只有1组蓄电池组,既不能进行全核放电,也不能退出运行,那么就只有选择恒流110电流额定50%容量,在实际放电中,可以保证蓄电池组位置的电压小于2V×N;之后使用电流110进行放电,步骤:充电恒流限压—充电恒压—浮充电,反复2~3次进行充放,直到电池组恢复容量,再进行电池组问题检查。如果是有2组蓄电池,可以选择一组蓄电池,给全核进行放电,之后放出电流恒流110,到蓄电池电压达到1.8V×N后,结束放电,等1~2h后,进行电流110恒流限压充电——恒定压充电——浮充电等操作,充放反复2~3次,等到蓄电池组容量完全恢复,再检查蓄电池组存在的故障。如果全核放电出现3次,蓄电池组容量保持在小于80%的额定容量范围中,可以说明蓄电池已经达到了使用年限,需要进行更换了。

（3）在维护管理方面

开展阀控蓄电池组的维护工作时,则需要工作人员结合此类蓄电池组以往应用期间多会出现问题的区域,进行隐患问题的再次检查,其中,极柱与安全阀的酸雾问题、蓄电池阀控壳体工作异常问题为重点检查内容,如果有问题则需要工作人员第一时间进行问题解决与故障排除处理,其中针对酸雾大量溢出问题,要求工作人员可以先对出现酸雾侵蚀的极柱、安全阀等部位进行清洁,待不存在腐蚀物后,可以使用凡士林进行涂抹处理,以此有效防止酸雾对于阀控蓄电池组的相关部件所致的不良影响发生;针对蓄电池阀控壳体问题,需要工作人员对于蓄电池组应用期间的充电电压、温度等情况进行检查,如果电压处理2.4V×N以上,蓄电池温度偏高及存在异常放电等情况时,则可以对蓄电池组的充电电流进行合理控制,待充电电压有着明显的下降表现后,再对安全阀的工作情况进行检测,要求安全阀在使用时不可出现内部的堵塞情况,如果待电压调节后蓄电池组阀控壳体仍然出现运行异常,则可以采用更换蓄电池的方式进行问题的有效解决。

三、结论

现阶段变电站直流系统工作期间,蓄电池组的使用率高,所以为了进一步提升相关类型蓄电池组的应用有效性,要求工作人员可结合蓄电池组的应用问题,依据相关运维策略在蓄电池组使用期间,作以应用情况的检查管理,确保蓄电池组中的各个蓄电池指标参数达标,未见任何工作异常情况,继而保证蓄电池组可以在良好的工作状态下,有效地为变电站直流系统进行电能供给处理。

参考文献：

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[2]王昊,马超,于秋生.变电站蓄电池在线检测维护技术研究[J].科技经济导刊,2018,26(25):94.

[3]肖丽雄.变电站蓄电池运行常见故障原因及措施探究[J].建材与装饰,2018(38):253-254.