电力建设Ｉ专栏 对变电站直流系统运行维护问题的探讨 口陈文俊 摘要：介绍了变电站的直流系统设备情况和直流系统的运行方式分类、运行方式问切换原则、定值整定、蓄电池 维护、设备检查与事故处理等方面的经验和做法，以供参考。 关键词：变电站；蓄电池维护；事故处理；运行维护 引言： １ Ｏ ｋＶ设备控制保护电源应分别由两段母线供电。直流系统各 直流系统是变电站的一个重要组成部分，直流系统可靠运 种运行方式及切换： 行是电网安全、稳定、连续运行的保证。近年来大量新技术、新设 （１）运行方式一：此种方式为正常运行方式。＃１充电装置运 备运用在直流系统中，因此，探讨直流系统运行维护中的主要问 行在Ｉ段母线，＃２充电装置运行在Ｉｌ段母线，母线分段开关在 题有现实的意义。 分闸位置：＃１蓄电池组运行在ｌ段母线，＃２蓄电池组运行在 本文结合某地区变电站直流系统的实际情况，对直流系统 ｌｌ段母线。直流负荷均衡分布在两段母线上。 的运行方式确定、定值整定、蓄电池维护、设备检查及事故处理 （２）运行方式二：当某一充电装置或某一组蓄电池因故退出 等几方面进行探讨。 运行时采用。＃２充电装置或＃２蓄电池组退出运行时，样１充 电装置和＃１蓄电池组运行在ｌ段母线，母线分段开关在合闸位 １直流系统设备状况 置，直流负荷均衡分布在两段母线上。 本区２个２２０ ｋＶ变电站、２４个１ １Ｏ ｋＶ变电站的直流系统 （３）运行方式三：当ｌ段直流母线因故退出运行时采用。当ｌ 均采用双电双充、单母线分段的方式。电池全部采用阀控铅酸蓄 段直流母线因故退出运行时，＃１充电装置和＃１蓄电池组必 电池，充电装置大部分为智能高频开关电源充电装置，少数为相 须退出运行，＃２充电装置和群２蓄电池组运行在ＩＩ段母线，母 控整流充电装置，负荷开关均为直流空气开关。直流负荷均采用 线分段开关在分闸位置，直流负荷均在ｌｌ段直流母线上。（１ｌ段 环形供电网络，每个环的电源分别接在两段母线上。如图１所 母线退出运行时的操作，类推。） （４）运行方式四：当样１充电装置和＃２蓄电池组同时因故 退出运行时采用。此时，拌１充电装置和群２蓄电池组必须退出 运行，＃２充电装置运行在ｌＩ段母线，＃１蓄电池组运行在Ｉ段 母线，母线分段开关在合闸位置，直流负荷均衡分布在两段母线 上。（当群２充电装置和＃１蓄电池组同时因故退出运行时的操 作，类推。） （５）运行方式五：变电站站用电交流电源全部失压时采用。 此时，＃１、＃２充电装置组必须退出运行，＃１、舟２蓄电池分别 供 段母线，＃１蓄电池组运行在ｌ段母线，＃２蓄电池组运 行在ｌＩ段母线，母线分段开关在分闸位置，直流负荷均衡分布在 两段母线上。 运行方式间的转换原则： 图１直流系统设备状况 （１）不应因方式转换而导致失压和可靠性降低； （２）两组充电机不能长时间并列运行，两组电池不应长时间 并列运行； （３）两组降压硅堆始终投自动： ２运行方式的确定 （４）充电装置停电时，先合母线分段开关，观察负荷转移至 直流负荷屏输出的电源一般有：１１Ｏ ｋＶ线路控制保护电 另外一台充电装置后，再将该充电装置停直流输出，最后停交流 源、主变控制保护电源、１Ｏ ｋＶ设备控制保护电源、公用信号电 电源： 源、１ １０ ｋＶ设备操作电源、１Ｏ ｋＶ设备操作电源、远动电源等。 （５）充电装置送电时，开启充电装置后，使充电模块的输出 为保证直流系统有最大的可靠性，正常情况下，两段母线分 电压稍微高于蓄电池的端电压，逐一合上充电模块的输出开关， 列运行，直流负荷断环运行。两套充电电源系统各带一部分直流 调整充电装置的输出电压，观察其输出电流是否随之变化，若 负荷并使两段母线的直流负荷基本平衡，禁止两套充电系统长 是，将母线分段开关分开，调整充电装置的输出至合适的电压； 期并列运行。同时贯彻近后备原则，例如：主变控制保护电源与 （６）直流母线Ｉ段和ＩＩ段并列前，必须检查两段母线的绝缘 １０７ 广东科技２００８１０总第１９８期 专栏Ｉ电力建设 应良好，两段母线电压值在正常范围； 即以电池的额定容量的１Ｏ ｈ率电流恒流放电，以额定电压的 Ａ）。若经过３次标准核容试验，电池的容量仍达不到额定容量 的９Ｏ％以上ｆ新电池），可判断该电池不合格，应予更换。 （２）浮充和均充 ｈ时间为终止条件（如为１ＯＯＡ时，放电电流为１Ｏ （７）同一直流负荷的两路电源在转移负荷时，必须先合母联 ９０％及１０ 开关，再转换负荷开关（注意负荷电流的变化），再分母联开关。 ３定值的整定 充电装置主要由集中控制单元、交流配电单元、充电模块、 阀控蓄电池组在正常运行中以浮充电方式运行，浮充电压 ２５ Ｖ／只，欠充对电池的使用寿命影响很大，应避 降压单元、绝缘监测单元等设备组成，其中充电模块采用ｎ＋１ 值宜控制为２。免此种情况的发生。阀控蓄电池在正常使用的条件下是不需要 冗佘模式，定值表见表１。 均充充电的，在下列情况下应进行与初始充电方式相 表１ ２２０ Ｖ直流系统定值表 同的均充充电。①任意一个电池浮充电压低于２．１８ Ｖ／ 单体。②在一组电池内，单体之间的浮充电压差值大于 ０．１ Ｖ。（说明：出现①②情况时，可以对问题电池单独进 行活化，也就是用初始充放电的方法反复均充前可对 电池作４Ｏ％额定容量的放电，放电电流为１０小时率 恒流，均充最多进行三次。）⑧紧急事故放电后要求在 最短的时间内对电池再充电。④未进行均充满３个月。 均充时电池组应退出运行，均充时间为１０ ｈ。 （３）使用后电池容量测试和维护 每月测量单体电池的端电压及外壳温度。须每年 进行一次放电试验，以检查电池组的容量和活化电池 极板。对运行三年以内的电池每年进行放电容量为全 容量４０％的放电试验；对运行时间超过三年的电池， 应每年进行全核对性放电试验。放电前应对电池进行 均充，均充后让电池组静止８小时才能进行放电容量 测试。经过３次全核对放电试验后，蓄电池容量仍然达 不到额定容量的８０％以上，可认为电池使用寿命已 至Ｕ，应进行更换。当一组电池中有个别电池容量不足 时，可个别更换，但更换前必须活化新电池；当一组电 池中有较多电池《占数量的１／３以上）低于８Ｏ％额定 容量时，应整组进行更换。充电过程中如电池温度超过 ４５℃，必须停止充电或转换为浮充状态，以免损坏电 池。 注：Ｃ１０为蓄电池ｌ０小时放电容量。 ５设备检查与事故处理 根据规程，２２０ Ｖ直流母线电压合格范围为±１０％，因为 装有硅堆降压装置，为了增大报警的灵敏度，考虑到高频开关电 源充电装置精度高和装有硅堆降压，我们设置直流母线电压超 （１）变电站交流电源停电时，充电装置退出了运 行，这时应尽可能地停用可以停用的直流负荷，同时应密切监视 蓄电池组的端电压不得低于放电终止电压。在接近放电终止电 压前，应采取转移或停用。 过±５％即报警。 于３０Ｖ。 （２）定期检查、记录蓄电池组的每个电池的端电压和外壳 另外，母线绝缘降低报警也可设置为正负电源对地电压小 温度，对超标的应予以更换。电压超标的标准：超过平均电压 的４＿１Ｏ％。测量电池的端电压时，－严禁将充电机退出运行，此时 应降低充电机的输出电压，使得蓄电池组刚好处于放电状态。 ４蓄电池维护 验，为保证放电容量和延长使用寿命，我们必须对其进行定期充 放电和日常的维护工作。 （１）初始充放电 蓄电池因内部的化学反应会造成自放电，电池在安装后应 阀控式密封铅酸电池虽称为免维护电池，根据实际运行经 结束语： 直流系统作为变电站的“心脏”，应在保证直流系统最大供 电可靠性的原则下，根据变电站实际情况制定直流系统运行维 ● 护方法，确保直流系统安全可靠运行。■ 尽快进行初始均充充电（恒压限流）。以电压２．３５ ｖ／只充电，充 电电流不能大于１Ｏ Ａ／１００Ａｈ额定容量。充电时间为４８ ｈ。经过 ４８ ｈ的初始均充后，应对电池组进行标准的蓄电池容量测试， １０８ 广东科技２００８１０总第１９８期 （作者单位：广东先达电业股份有限公司）
