500 kV鹅城换流站站用直流系统蓄电池问题分析及处理

欧阳帆，李辉，吴晋波，刘宇，陈宏

(国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007)

1 直流系统结构概况

鹅城换流站站用直流系统共6套，分别位于#1继电器保护室、#2继电器保护室、极公共负荷室、极Ⅰ蓄电池室、极Ⅱ蓄电池室以及-48 V通信电源室。其中#1继电器保护室、#2继电器保护室直流系统为交流场保护控制设备供电，极公共负荷室、极Ⅰ蓄电池室、极Ⅱ蓄电池室为直流场和阀厅控制保护设备供电，-48 V通信电源室专为站内通信设备供电。各直流系统相互独立。110 V直流系统均采用3充2蓄结构，-48 V通信电源室直流系统采用2充2蓄双重化结构，见图1。

各站用直流系统蓄电池配置情况见表1。每个直流系统均包括组1、组2蓄电池组。110 V直流系统均选用进口产品2 V阀控密封式铅酸蓄电池;-48 V通信电源室直流系统选用国产2 V阀控密封式铅酸蓄电池。除#1继电器保护室直流系统的2组蓄电池组在2011年底已整组更换外，其余各直流系统蓄电池仍为2003年投入使用，已运行10年。

图1 站用直流系统电气结构图

2 发现的问题

1)-48 V通信电源室直流系统蓄电池内阻检查不合格，部分蓄电池极柱硫化结晶严重。-48 V通信电源室直流系统有2组蓄电池，2003年建站时投入使用至今，已运行10年。在本次检修中，主要发现2个问题:一是不少蓄电池极柱产生大量结晶，表明存在酸液泄漏腐蚀现象;二是部分蓄电池内阻偏大，使用内阻测试仪检查，发现有7只蓄电池内阻超过800 μΩ (一般情况下，蓄电池正常内阻经验值不大于600 μΩ)，其中组2中#3蓄电池内阻为3 052 μΩ，老化严重 (见表2)。

由于老化严重，为避免损伤蓄电池组，检修人员未再对上述2组蓄电池组做80%核对性放电实验，并建议整组更换。

站内报告存档表明，2011年技术监督检查时已发现多只蓄电池极柱上出现裂痕，并建议“在2012年检修时进行更换”。据站内运维人员介绍，-48 V通信电源室直流系统蓄电池组更换已列入了2013年技改计划，目前尚未更换。

为保障-48 V通信电源室直流系统有效运行，检修人员目前采取临时措施，清除蓄电池极柱结晶体，涂抹凡士林;并拆除组1中#18蓄电池和组2中#3蓄电池，在各充电装置的监控模块中对浮充和均充电压上限值在规定范围内做降压处理。

2)#1继电器保护室直流系统组1、组2蓄电池组80%核对性放电实验不合格。#1继电器保护室直流系统蓄电池组1、组2，于2011年12月更换，投入运行时间不足2年。本次检修在对其进行80%放电实验时发现，组1中#28蓄电池在7 h 32 m时到达1.8 V下限值，组2中#54蓄电池在7 h 45 m时到达1.8 V下限值，多次重复实验结果一致，实验结论为不合格。但整组均充电压一致性较好，ΔU≤90 mV。

2012年技术监督报告显示当时组1蓄电池组更换后放置了4个月，未及时按厂家说明书要求进行循环充放电，测得蓄电池组容量约为80%。因此个别蓄电池电压落后的原因主要与此有关。

为使#1继电器保护室直流系统有效运行，现采取临时措施，用备用蓄电池更换组2中#54蓄电池，原组2中#54蓄电池移至组1中#52位置，退出性能最差的组1中#28蓄电池。

3)极公共负荷室直流系统组2蓄电池组80%核对性放电实验不合格。极公共负荷室直流系统蓄电池组2从2003年建站时投入使用，至今已运行10年。在本次检修的80%放电实验时发现，#10蓄电池在7 h 56 min时到达1.8 V下限值，整组放电后电压一致性较差，ΔU=161 mV，低于1.88 V的蓄电池有25只，占46%。实验结论为不合格。

此外，极公共负荷室直流系统蓄电池组1虽然80%核对性放电实验结论合格，但运行时间达10年，整组放电后电压一致性较差，低于1.88 V的蓄电池有5只，建议加强监视。

4)鹅城换流站站用直流系统接线方式与国网湖南省电力公司发布的《变电站直流系统典型设计》的要求存在差异。鹅城换流站现运行的站用直流系统蓄电池组和充电装置都直接挂在直流母线上，无法灵活退出。充电装置不能对蓄电池直接进行充放电实验，必须等到停电检修才能进行实验，不利于蓄电池日常维护和检查。

3 建议

换流站对站用电的要求很高，站用直流电源运行可靠性在直流换流站中的重要性凸显，应给予更高的关注度。针对发现的上述问题，在未采取措施前，运行人员应加强巡视，密切关注蓄电池状态。

建议:

1)-48 V通信电源室直流系统蓄电池组1、组2老化严重，属重大缺陷。建议尽快更换整组蓄电池，并严格按照要求按时进行容量试验。

2)#1继电器保护室直流系统的2组蓄电池组整体性能较稳定，容量不合格的主要原因是个别蓄电池电压落后。建议先对不合格蓄电池进行活化处理，当活化效果不好时则应更换。

3)极公共负荷室直流系统蓄电池组2容量不合格的主要原因是个别蓄电池电压落后，但蓄电池组已运行超过10年，整体性能已退化。建议在2014年的大修技改中更换整组蓄电池。

4)鹅城换流站站用直流系统接线虽与典型设计有差异，考虑到国网湖南省电力公司接手维护前已运行多年，不建议进行大的技改，但可以在蓄电池组与充电装置之间增加专门的带熔丝开关的回路，便于在蓄电池组发现异常时可灵活退出，开展检修维护工作。

4 小结

鹅城换流站站用直流系统与常规变电站区别不大，但所供应的负荷更为重要。在处理蓄电池功能退化的问题上，应采取谨慎认真态度，按照直流系统维护规程执行检修维护工作。

〔1〕湖南省电力公司.湖南省电力公司变电站直流系统新建和改造工程典型设计 (试行稿)〔S〕.

〔2〕DL/T 724-2000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程〔S〕.北京:中国电力出版社，2000.