变电站直流系统中对蓄电池定期充放电试验的重要作用

2018-11-07张满仓

电子测试 2018年19期

张满仓

(青海桥头铝电股份有限公司，青海西宁，810000)

0 引言

基于变电站运行过程中，要想确保其运行的稳定性及安全性，便有必要注重其中直流系统的安全稳定运行。值得注意的是，在变电站当中，直流系统为关键设备之一，如果变电站直流系统存在接地或短路故障，则会引起保护误动、拒动事件，造成电网事故，或引发较大的短路电流，使变电站的相关电气设备烧坏，进一步引发较为严重的安全隐患[1]。由此可见，便有必要对变电站直流系统当中蓄电池进行定期充放电试验，确保蓄电池的安全，进一步确保变电站直流系统稳定运行。

1 变电站直流系统组成及原理概述

对于变电站直流系统，其主要组成部分包括：（1）高频开关电源整流模块；（2）微机绝缘监测设备；（3）蓄电池组等。基于具体使用过程中，直流系统采取了模块化管理方式，其中变电站的监控系统负责各模块功能运行参数的实时测量及采集，同时对直流系统的运行方式进行调节，使直流系统的管理体现出科学的特点，并使系统得到安全、可靠的控制。

现状下，国内大部分地区在变电站直流系统充电设备上，均更换了智能高频开关电源充电设备，在这样的大趋势下，传统模式的相控整流充电设备逐步减少[2]。在变电站当中，直流系统属于一类具备独立运行作用的电源装置，能够为变电站供应安全且稳定的直流电源。值得注意的是，因为直流系统在结构上存在独立性及稳定性的特点，一般条件下，直流系统不会遭受变电站运行模式的影响，如果外部交流电引发运行故障，在难以供应安全且稳定的电的情况下，直流系统能够通过内部蓄电池，对变电站设备供应直流电源，从而使系统的安全、稳定运行得到有效保障。

2 变电站直流系统中对蓄电池定期充放电试验的重要作用分析

2.1 问题分析

在变电站当中，直流设备应用广泛，蓄电池作为其关键设备，便显得非常重要。通常而言，蓄电池属于备用的应急电源，如果出现失电问题，蓄电池组便可以充当应急电源的角色。如果无故障出现，蓄电池组通常处在浮充电的状态，如果维护保养不具科学性，则难以确保直流电源的安全、稳定运行。从现状来看，蓄电池组目前最关键的问题便是使用寿命问题，如果使用寿命难以得到有效保障，则使直流电源的稳定性受到影响[3]。

在变电站直流系统当中，充电机也是非常重要的部分之一，基于变电站实际运行过程中，需加强对充电机的维护保养，如果维护保养工作做得不到位，则会引发充电问题。而蓄电池定期充放电又是非常重要的，所以在引发充电问题的情况下，便会影响蓄电池的应用价值。

结合以上在蓄电池方面的问题和充电方面的问题，可知变电站直流系统中对蓄电池定期充放电试验显得非常重要，其重要作用主要体现在通过定期充放电，以检查电池容量，并可以发现老化电池，能够判断蓄电池的实际应用是否安全可靠，在确保蓄电池安全可靠的基础上，才能够确保变电站直流系统运行的安全性及可靠性。

2.2 案例分析

以GDJF-2006智能充放电综合测试仪为例，其具备一机多用的优势，能够完成充电、放电、单体检测以及在线监测等工作，可使企业成本得到有效控制，同时使维护人员的劳动强度得到有效降低，进一步使蓄电池与UPS电源维护具备全面且科学的检测方法。该机器使用了新型的功耗元件，能够完成恒流放电、智能三阶段充电以及恒流/恒压自动转换功能，可以对蓄电池剩余容量进行分析，使各类图表有效生成，在蓄电池性能分析上起到了客观、科学的作用。

值得注意的是，因为串联蓄电池组的容量及性能，与单体性能最不理想的蓄电池密切相关，在单体性能降低的情况下，会导致整个蓄电池组的性能降低，所以在蓄电池组充放电试验过程中，需将不理想的蓄电池检测出来，由于从多个方面认识到对蓄电池定期充放电试验的必要性及重要价值作用，因此，在实际蓄电池充放电试验过程中，需满足一定的要求，具体包括：（1）如果变电站的阀控蓄电池仅有1组，且不可退运；倘若此组阀控蓄电池无法全核对进行放电，则需将电流的30%-50%的额定容量释放出来，进一步完成半核对性放电试验；如果阀控蓄电池组存在备用的，则使用备用的蓄电池组，进一步对此蓄电池组完成全核对性放电试验。（2）当变电站当中具备阀控蓄电池2组，则可以对当中的某1组完成全核对性放电；如果通过三次全核对性放电，此蓄电池组的容量都＜其额定容量的80%，表示此组阀控蓄电池符合不符合使用标准，需及时更换。

3 案列介绍

笔者本人所在单位330KV安通开关站已连续安全运行十多年，该开关站配置两组蓄电池组，每组蓄电池组为103节电池，额定容量为200Ah/2V。在2015、2016年例行对蓄电池组进行核对性放电试验工作中，陆续检查出一、二组蓄电池组绝大部分电池放电曲线不合格，严重影响该站的安全稳定运行。由于该站蓄电池组已连续运行十多年，进行部分蓄电池组更换不科学，也不经济经，最终经研究决定对一、二组蓄电池组进行整体更换。这就是笔者本人经历过的通过蓄电池组充放电试验检查出蓄电池不合格的典型事件，确保了该站的安全可靠运行。

4 变电站直流系统中对蓄电池定期充放电试验的优化措施

图1 双电双充直流系统接线图

在上述分析过程中，认识到变电站直流系统中对蓄电池定期充放电试验具有显著的价值作用，为了使蓄电池定期充放电试验的有效性及科学性得到有效提高，便有必要采取优化的措施。总结起来，具体措施为，需采取有效方案，促进蓄电池组放电试验效率的提高。

有研究报道称，在蓄电池放电试验过程中存在一些问题，比如由于无线采集器夹小，咬合力小，在试验期间易发生松脱；又比如：蓄电池极柱裸露，容易导致工作人员触电，或者正负极发生短路的情况，同时如果极柱光滑，则会导致线夹在固定上受到很大程度的影响。因此，有必要采取有效方案，促进蓄电池组放电试验效率的提高。通过方案对比，选择基于蓄电池屏后门将数量充足的电流端子装配上，确保每一节蓄电池正极极柱能够和电流端子用线鼻子可靠牢固连接在一起，并在蓄电池负极极柱将1个电流端子接上。在试验过程中，把蓄电池组放电检测仪无线采集器的线夹取下，将试验线与插针留下，然后把插针按照一定的顺序向固定的电流端子插入；每一个采集器负极采集线与下一个采集器第一个正极采集线插针重叠插入。其中，蓄电池电压试验线呈顺序排列，体现直观且可靠的特点。通过上述方案的实施，不会对其他设备/系统的正常运行造成影响，通过试验测量，接触电阻及蓄电池单体电压，均为合格；因此，此优化措施方案具备科学性及可行性。