500kV升压站110V直流系统蓄电池充放电风险分析及预控措施

关天云

摘   要：作为重要的储能元件而言，变电站系统内的蓄电池部件具有重要作用。具体来讲，直流蓄电池可以达到支持各类通信设备、系统保护设备与其他设备安全运行的重要作用，在此前提下确保达到稳定、安全并且可靠的系统运行效果。由此可见，蓄电池的维护也一直是直流系统维护工作的重点和难点。

关键词：直流系统蓄电池  充放电风险  预控措施

中图分类号：TM91                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）05（a）-0044-02

在整个的直流系统中，蓄电池能否达到较好的稳定性与可靠性，其直接关乎变电站的运行效益。然而实质上，很多技术人员目前仍然习惯于忽视蓄电池的性能，因而欠缺必要的系统维护手段。有的蓄电池长期未进行过容量检测，一旦需要蓄电池供电，而被迫投入运行，往往因容量已比额定值大大下降，使蓄电池可供电时间过短，造成系统故障。因此，如何能及时地掌握电池的实际性能，采取什么方法解决好电池的维护、延长电池寿命的问题，是我们运维专业人员最关心的问题。我们就蓄电池的日常维护和蓄电池常见故障分析处理两个方面进行交流。

1  工程概述

升压站直流系统采用DC 110V控制电源，采用单母分段接线方式，由母联开关15ZK和25ZK连接，每段分别设置一组9×20A充电装置和52×2V蓄电池组，充电装置是深圳奥特迅电力设备股份有限公司的ATCII11020A型装置，蓄电池采用ENERSYS公司的7OpzV490型阀控式密封铅酸蓄电池。根据《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》（DL/T 724-2000）6.3.3.c规定，铅酸阀控蓄电池在投运6年以内应每2～3年进行一次核对性充放电试验，超过6年的需要每年进行一次充放电试验，我厂500kV升压站110V直流系统蓄电池于2006年8月进行现场验收充放电试验，按照规程分别于2008年6月与2011年2月进行了核对性充放电试验，今年需安排进行核对性充放电试验，而后每年一次。

2  试验运行方式

直流系统图见附件（图过大，不在分析中插入）;

试验前运行方式：

±KM1段由#1充电装置和第一组蓄电池组供电。#1充电装置交流电源由380V保安1A段供电，10BMA08H开关在合闸位置，#1充电柜交流电源开关1KK在合闸位置。#1充电装置开关11ZK在合闸位置，第一组蓄电池开关13ZK在合闸位置，第一组蓄电池组充电开关12ZK在分闸位置，放电开关14ZK在分闸位置。

±KM2段由#2充电装置和第二组蓄电池组供电。#2充电装置交流电源由380V保安2A段供电，20BMA08H开关在合闸位置，#2充电柜交流电源开关2KK在合闸位置。#2充电装置开关21ZK在合闸位置，第二组蓄电池开关23ZK在合闸位置，第二组蓄电池组充电开关22ZK在分闸位置，放电开关24ZK在分闸位置。

试验时运行方式：

第一组蓄电池放电时，母联開关15ZK、25ZK合闸，第一组蓄电池开关13ZK在分闸位置，第一组蓄电池组充电开关12ZK在分闸位置，放电开关14ZK在合闸位置。

第二组蓄电池放电时，母联开关15ZK、25ZK合闸，第二组蓄电池开关23ZK在分闸位置，第二组蓄电池组充电开关22ZK在分闸位置，放电开关24ZK在合闸位置。

3  放电试验风险分析

进行单组蓄电池放电试验时，两条母线通过母联开关连接，在单条母线发生接地异常时，会导致两条母线上设备均受到影响。

3.1 风险应对措施

进行放电试验前应由继保人员与运行人员共同确认记录两条直流母线的运行电压情况，正常应为+母线58V左右，-母-58V左右，母线绝缘监测装置无报警。

我厂升压站重要保护装置（除断路器失灵保护）均采用双重配置，双套保护分别挂在两条直流母线上，在放电试验时若发生母线接地异常应首先，保证单条母线上所挂设备能够正常运行。

在发生接地报警时，应进行操作如下。

（1）立即中断蓄电池放电试验，断开放电开关14ZK（第二组对应24ZK）。

（2）恢复试验蓄电池与相应母线连接，即恢复第一组蓄电池开关13ZK（第二组对应23ZK）在合闸位置，第一组蓄电池组充电开关12ZK（第二组对应22ZK）在分闸位置。

（3）断开母联开关15ZK、25ZK。

以上顺序不可打乱。

在断开两条母线连接后继保人员确定发生异常的母线位置，尽快处理异常;

因第一、二、三串断路器保护为单套配置;但控制母线电源可由两段直流母线分别提供，示意图（以第二串断路器保护为例）如下。

所以在发生直流接地异常时应尽快将断路器失灵保护倒换到正常母线上运行，防止由于直流系统故障导致保护装置误动或者拒动，具体分析和操作如下。

第一串断路器保护直流母线对应I母开关为11DK、12DK、13DK（5013断路器失灵保护屏）与II母开关14DK、15DK、16DK（5011断路器失灵保护屏）互为备用;

第二串断路器保护对应I母开关为21DK、22DK、23DK（5023断路器失灵保护屏）与II母24DK、25DK、26DK（5021断路器失灵保护屏）互为备用;

第三串断路器保护对应I母开关为1DK与II母开关2DK（5031断路器保护屏）互为备用;I母开关3DK与II母开关4DK（5032断路器失灵保护屏）互为备用;I母开关5DK与II母开关6DK（5033断路器失灵保护屏）互为备用;

正常运行时为第一串11DK、15DK、16DK在合位，第二串21DK、23DK、25DK在合位，第三串1DK、3DK、5DK在合位，发生异常时应将各个母线逐一倒换至正常母线运行。倒换时注意应先合后断，例如图中KM母线倒换时应先同时合上23DK、26DK，而后再断开之前异常母线所对应开关。

注意！转换开关操作时必须由继保人员监护运行人员操作，若转换负荷时相应的异常也由原来的异常母线转换到原来的正常母线，则可确定异常位置在此负荷下端。倒换完成后继保人员应尽快查找直流接地点，消除接地异常。

3.2 蓄电池的连接条与电池极柱未能进行有效的连接

具体在连接蓄电池时，某些技术人员并未能做到妥善处理黄油或者凡士林的残留物，进而导致极柱部位的蓄电池存在不良的接触性。因此关于连接电池极柱以及连接条的特殊部位来讲，如果呈现较大的接触电阻，那么很易造成较高的浮充电压。在多数情况下，某些蓄电池如果达到较高的电压，则会明显造成另一些蓄电池降低原有的电压。此外，如果长期混用低电压与高电压的两类不同蓄电池，那么可能表现为过度充电的情形产生。在情况严重时，电压差还会超出既有的标准。

因此为了避免以上情形的出现，那么关键在于清除涂抹黄油或凡士林等物质，并且对于连接条也要进行拧紧处理。对于不良的电池故障在进行消除的过程中，应当确保格外重视蓄电池的充电环节与放电环节，避免蓄电池超出最大的电压差标准。

3.3 蓄电池存在质量隐患

在某些情况下，对于批次、型号以及容量完全相同的蓄电池来讲，如果无法确保达到同样的气体复合性以及电池内阻，则很可能放大蓄电池固有的型号差异，甚至导致超标的电压差产生。

因此为了避免蓄电池出现以上的隐患或者故障，那么需要格外注意优化设置现有的通信电源，并且做到有效控制浮充电压。在各个月份的时间段内，技术人员应当确保及时查看蓄电池，针对蓄电池目前的放电情况与充电情况都要做到全面了解。此外，关于温度补偿系数也要进行科学调整，进而有效避免过度放电与过度充电的现象产生。为了达到蓄电池运行寿命延长的效果，则关键在于控制過度进行充放电的现象。

4  结语

从蓄电池内部化学反应的原理分析，由于充电不足而引发的逆硫酸盐化现象普遍存在于各类的蓄电池中。充电不足主要原因是开关电源容量不足和充电电压太低，而充电电压低的原因有设置不正确、开关电源电压表显示偏高及其他因素导致。因此，要经常检查开关电源容量是否能满足蓄电池充电，经常用可信的表测量浮充电压。

参考文献

[1] 苏海军，尹德强.变电站蓄电池运行常见故障原因分析及措施[J].中国新技术新产品，2017（23）.

[2] 金鑫.变电站蓄电池常见故障分析及应对措施研究[J].河南建材，2019（1）：236-237.