周亞樹(shù)　辛亮　曹顯武　農(nóng)高照　楊茂

【摘 要】目前隨著大型換流站、變電站的建立，蓄電池作為低壓直流系統(tǒng)的重要組成部分已經(jīng)越發(fā)重要，其為換流站的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障。本文針對(duì)典型換流站的蓄電池在日常運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行初步的分析探討，提煉出一些可借鑒的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】蓄電池；換流站；運(yùn)行；維護(hù)

0 引言

換流站的直流系統(tǒng)是繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和斷路器正確動(dòng)作的基本保證，其穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)防止系統(tǒng)破壞性事故擴(kuò)大和設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞至為重要。正常時(shí)直流系統(tǒng)中的蓄電池組處于浮充電備用狀態(tài)，當(dāng)交流電失電時(shí)，蓄電池迅速向事故性負(fù)荷提供能量。如各類(lèi)直流泵、事故照明、交流不停電電源、事故停電、斷路器跳合閘等，同時(shí)也必須為事故停電時(shí)的控制、信號(hào)、自動(dòng)裝置、保護(hù)裝置及通信等負(fù)荷提供電力。顯然在交流失電的事故狀態(tài)下，蓄電池應(yīng)作為變電站的備用能源。

1 蓄電池選用

以前，應(yīng)用較為普遍的有鎘鎳蓄電池和鉛酸蓄電池兩種，充電設(shè)備采用可控硅整流裝置，但這兩種蓄電池存在維護(hù)工作量大，且復(fù)雜等現(xiàn)象，不利于集控站的安全運(yùn)行。而采用可控硅相控技術(shù)的充電設(shè)備，在紋波、體積、效率等方面不盡入意，監(jiān)控系統(tǒng)也不完善，采用主從備份行方式，集控站使用起來(lái)不方便，達(dá)不到電力系統(tǒng)新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

目前換流站多采用閥控蓄電池，其在于自身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)，電解液的消耗量非常小，在使用壽命內(nèi)基本不需要補(bǔ)充蒸餾水。它還具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點(diǎn)。使用壽命一般為普通蓄電池的兩倍。

2 典型換流站蓄電池的配備及運(yùn)行規(guī)定

2.1 蓄電池配備

換流站應(yīng)根據(jù)需要配置低壓直流系統(tǒng)，每套直流電源系統(tǒng)應(yīng)按雙重化配置，包括2組閥控密封鉛酸蓄電池組、3臺(tái)充電裝置、直流聯(lián)絡(luò)屏、直流饋線屏、直流分屏等。

每套直流系統(tǒng)包括A、B、C三段單母線。正常情況下，A段母線由#1充電機(jī)供電，B段母線由#2充電機(jī)供電，C段母線可通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)方式選擇從A或B段母線上取電。低壓直流系統(tǒng)的蓄電池均應(yīng)配置蓄電池巡檢儀，用于對(duì)每只蓄電池的電性能參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)視。

2.2 正常運(yùn)行時(shí)的規(guī)定

（1）正常運(yùn)行時(shí)，#1充電機(jī)帶A段母線、#1蓄電池組；#2充電機(jī)帶B段母線、#2蓄電池組；C段母線自動(dòng)選擇從A段或B段母線接取電源，優(yōu)先選擇A段母線。聯(lián)絡(luò)柜上的A段母線進(jìn)線開(kāi)關(guān)12ZK切到“投入”位置，B段母線進(jìn)線開(kāi)關(guān)22ZK切到“投入”位置。

（2）220V蓄電池組的絕緣水平不得低于0.5MΩ（用500V搖表），低于此值時(shí)應(yīng)查明原因，及時(shí)處理。

（3）在蓄電池事故放電后，應(yīng)先排除故障，然后迅速將充電機(jī)投入，正常情況下充電機(jī)會(huì)自動(dòng)選擇是否需要對(duì)蓄電池進(jìn)行均充充電來(lái)補(bǔ)償事故放電容量。如無(wú)法排除故障時(shí)，采取隔離措施并將兩段直流母線聯(lián)絡(luò)運(yùn)行。

（4）蓄電池室應(yīng)控制室溫在20～25℃，并保持通風(fēng)良好，溫度超過(guò)30℃，將嚴(yán)重影響蓄電池的壽命；每年需對(duì)蓄電池組進(jìn)行帶負(fù)荷試驗(yàn)，時(shí)間為額定放電時(shí)間的20%。

（5）直流母線正常運(yùn)行方式下，嚴(yán)禁充電機(jī)脫開(kāi)蓄電池組單獨(dú)帶負(fù)荷運(yùn)行；在運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換或事故處理過(guò)程中，允許充電機(jī)短時(shí)單獨(dú)帶負(fù)荷運(yùn)行。

（6）正常運(yùn)行時(shí)蓄電池單體電壓保持在2.23±0.01V，允許變動(dòng)范圍為2.25～2.30V，不超過(guò)2.35V，不低于2.20V。測(cè)量單體電壓并判斷蓄電池運(yùn)行情況，且單體電壓必須滿足以下條件：

（1）蓄電池極差=Umax-Umin<100mV；

（2）蓄電池偏差=Umax-Ucp或Ucp-Umin≤50mV；

（3）離散度=（Umax-Umin）/Ucp×100%<4.5%。

其中：Umax為蓄電池最高電壓，Umin為蓄電池最低電壓，Ucp為蓄電池平均電壓。

3 蓄電池異常處理步驟

在實(shí)際運(yùn)行中，因?yàn)樾铍姵夭煌谝酝覀兪褂玫你U酸和鎘鎳蓄電池，雖然具有日常維護(hù)量少，不用補(bǔ)液等優(yōu)點(diǎn)，但是這不等于日常不用進(jìn)行維護(hù)及運(yùn)行監(jiān)視。在實(shí)際運(yùn)行中我們?cè)诜矫嬗羞^(guò)深刻的教訓(xùn)。

3.1 高頻開(kāi)關(guān)模塊異常

（1）根據(jù)監(jiān)控裝置提示信息，全面檢查相應(yīng)模塊是否有明顯的故障點(diǎn)，檢查模塊電壓電流及故障代碼；

（2）如果只有1只高頻開(kāi)關(guān)模塊故障，若無(wú)明顯異常時(shí)可掉電重啟一次。若仍故障，則保持進(jìn)線開(kāi)關(guān)位置不變，立即聯(lián)系檢修處理；

（3）如果有2只及以上高頻開(kāi)關(guān)模塊故障，若無(wú)明顯異常時(shí)可掉電重啟一次。若仍故障，則保持進(jìn)線開(kāi)關(guān)位置不變，立即聯(lián)系檢修處理并根據(jù)檢修人員意見(jiàn)切換至備用充電機(jī)。

3.2 蓄電池組故障

（1）退出該組蓄電池；

（2）將聯(lián)絡(luò)柜上對(duì)應(yīng)母聯(lián)開(kāi)關(guān)切到“投入”位置；

（3）退出該段母線上的充電機(jī)；

（4）取下故障蓄電池組出口保險(xiǎn)，并做好安措，聯(lián)系檢修處理。

3.3 充電機(jī)故障

（1）退出該故障充電機(jī)；

（2）投入備用充電機(jī)；

（3）斷開(kāi)該故障充電機(jī)的交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)；

（4）取下故障充電機(jī)出口保險(xiǎn)，并做好安措，聯(lián)系檢修處理

4 蓄電池日常運(yùn)行及判別

（1）從外觀判斷：觀察外觀有無(wú)變形、凸出、漏液、破裂炸開(kāi)、燒焦、螺絲連接處有無(wú)氧化物滲出等。

（2）帶載測(cè)量：若外觀無(wú)異常，UPS工作于電池模式下，帶一定量的負(fù)載，若放電時(shí)間明顯短于正常放電時(shí)間，充電8小時(shí)以后，乃不能恢復(fù)正常的備用時(shí)間，判定電池老化。

（3）用萬(wàn)用表測(cè)量：A 、電池放電模式下測(cè)量：測(cè)量電池組中各個(gè)電池端電壓，若其中一個(gè)或多個(gè)電池端電壓顯明高于或低于標(biāo)稱電壓（標(biāo)稱電壓12V/節(jié)），判斷電池老化。B、市電模式下測(cè)量：電池組中各個(gè)電池端的充電電壓，若其中一個(gè)或多個(gè)電池的充電電壓顯明高于或低于其他電壓，判定電池老化。 C、測(cè)電池組的總電壓：電池組總電壓明顯低于標(biāo)稱值（以C1K電池組標(biāo)稱值是36V為例），充電8小時(shí)后乃不能恢復(fù)到正常值，即使恢復(fù)到正常值，放電時(shí)間達(dá)不到正常放電時(shí)間，判定電池老化。

5 結(jié)論

以上是我們?cè)趲啄赀\(yùn)行中遇到的典型問(wèn)題，由此我們可以看出，閥控蓄電池不能認(rèn)為是投入運(yùn)行后就不需要人員來(lái)維護(hù)，只是相對(duì)其它蓄電池不需要加水，減少了維護(hù)量。運(yùn)行中還是需要監(jiān)視其運(yùn)行狀態(tài)的。

經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)際運(yùn)行，我們逐漸摸索出免維護(hù)蓄電池及充電設(shè)備運(yùn)行使用維護(hù)的一些經(jīng)驗(yàn)，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題能夠進(jìn)行處理和解決，保證了直流設(shè)備的安全運(yùn)行。同時(shí)根據(jù)實(shí)際取得的經(jīng)驗(yàn)修編了蓄電池運(yùn)行使用規(guī)定，完善到運(yùn)行規(guī)程中去，使運(yùn)行、檢修人員便于監(jiān)護(hù)、維護(hù)蓄電池。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]