变电站直流系统蓄电池组放电回路的研究与优化

盖士炎

【摘 要】随着我国经济的蓬勃发展，为更好的服务企业和社会，打造坚强电网是电力企业的首要任务。直流系统是变电站的“心脏”，变电站蓄电池组核对性放电的稳定性对保证变电站安全稳定运行起着至关重要的作用。本文对蓄电池组放电回路优化，提高蓄电池组核对性放电时变电站直流系统稳定性进行探讨研究。

【关键词】直流系统稳定;核对性放电;蓄电池组

前言

蓄电池是直流系统中不可缺少的设备，这种电源广泛应用于变电站中。正常运行时直流系统中的蓄电池组处于浮充电备用状态，直流负荷由整流装置供电。当交流电失电时，直流负荷由蓄电池组供电。如：为事故照明、逆变电源、断路器跳合闸、控制、信号、自动装置、保护装置、通信设备及监控装置等负荷提供电力。

1两种放电模式的比较

目前，66千伏及以下电压等级变电站一般只配置一套整流装置及一组蓄电池，变电站直流系统的正常工作方式是由整流装置给直流负荷供电，蓄电池组处于浮充电备用状态。为了活化蓄电池、检验单体电池健康状况，保证蓄电池的使用寿命和电能输出质量，按维护周期要对蓄电池进行核对性充放电。在对蓄电池核对性放电时，考虑蓄电池组供电的相对稳定性，一般将整流装置停用，蓄电池组单一给直流母线供电，这种供电方式降低了对直流系统供电的可靠性。放电过程中，一旦蓄电池故障，直流系统将失去电源，当线路出现短路故障时，由于保护装置和开关分闸回路失去直流电源，不能动作切除故障，从而发生越级跳闸，扩大事故，变电站直流失电时所带的直流负荷也相应断电，严重影响电网的安全稳定运行。

对直流系统蓄电池组核对性放电回路进行优化后，不必停用整流装置，保持原有整流装置和蓄电池组互为备用的工作状态。直流系统仍由整流装置供电，蓄电池组一边放电、一边处于备用状态。这样，一旦整流装置由于交流系统故障停止输出时，可由蓄电池组为直流系统供电。另外，蓄电池出现故障时，可仍由整流装置为直流系统供电。实现了整流装置和蓄电池组互为备用，为直流系统不间断供电的运行方式。有效提高了进行蓄电池组核对性放电时变电站直流系统供电的可靠性。

2放电回路的优化设计与功能分析

2.1研制防整流输出窜入蓄电池放电裝置的功能

蓄电池组正极与直流母线正极间串联一只二极管，装置利用二极管的单向导通特性，整流装置保持正常为直流母线供电状态，对蓄电池回路截止输出;而蓄电池组的正极对直流母线处于回路导通备用状态。从而实现直流系统整流输出和蓄电池组互为备用为直流负荷不间断供电的工作状态，既不影响蓄电池放电，又不影响整流装置正常工作。双套电源，一主一备供电，确保直流系统安全供电

2.2研制交流失电自动停用放电装置和失电告警的功能

蓄电池组放电启动回路串联接入交流接触器的常开触点JC1、JC2，交流接触器的线圈接入站用交流母线电源，交流母线故障失电时交流接触器失磁，其常开触点JC1、JC2，断开，终止放电。交流断电时，最大限度的保证了蓄电池组的备用容量，为直流系统提供可靠电源。

交流断电时交流接触器的常闭触点接通，可用于发“交流电源故障”和“放电仪停止工作”信号，提醒运维人员及时处理。

2.3研制单体电池电压降到终止放电值自动停止放电功能

利用单体电池巡检仪器功能，单体电池电压达到1.8V时自动启动终止放电装置，当单体电池容量不足时，确保了蓄电池组留有足够的备用容量，为直流负荷安全稳定供电提供有力支撑。为更好是监视变电站蓄电池组核对性放电时直流母线及蓄电池组电压可在优化回路的装置上加装两块直流电压表，一块接在装置的直流母线端，另一块接在装置的蓄电池组端，便于工作现场实时监测两者电压的变化，判断蓄电池组工作是否正常。

3蓄电池组放电回路优化后的操作与实施

确保操作的安全性，在装置两端连接带绝缘外套的夹钳，进行蓄电池组核对性放电时将绝缘夹钳两端分别连接在直流母线与蓄电池组间正极熔断器的上下接线柱上，进行变电站蓄电池组核对性放电时断开直流母线与蓄电池组间正极熔断器，形成直流母线通过优化后的装置进行连接。直流负荷由整流装置供电，蓄电池组处于核对性放电和备用供电状态，整流输出通过优化装置与蓄电池组有效隔离。

4结论

该成果获得国家实用新型专利一项。应用后，其实践效果显著，攻克了蓄电池组在进行核对性放电时，直流系统由蓄电池组单一供电，供电不可靠的难题。蓄电池充放电可靠率有了显著改观。可靠率由50%提高为99.9%，站内直流消失率降为0.1%。保证了进行蓄电池组核对性放电时对直流系统供电的可靠性，防止因直流失电造成开关及保护拒动致使大面积停电事故现象发生。由于变电站蓄电池组核对性放电时整流装置与蓄电池组保持原有的一主一备为直流系统安全供电状态，运维人员不必不间断断监视放电状态，可从事变电站其他的运维工作。提高了工作效率，减轻运维人员的劳动强度。切实解决了现场实际问题。该技术成果在电力系统蓄电池组核对性放电领域继续研究推广，前景非常可观。

（作者单位：国网盘锦供电公司）