浅谈典型换流站蓄电池运行与维护

周亚树　辛亮　曹显武　农高照　杨茂

【摘 要】目前随着大型换流站、变电站的建立，蓄电池作为低压直流系统的重要组成部分已经越发重要，其为换流站的安全稳定运行提供了坚实保障。本文针对典型换流站的蓄电池在日常运行中出现的问题进行初步的分析探讨，提炼出一些可借鉴的运行维护经验。

【关键词】蓄电池；换流站；运行；维护

0 引言

换流站的直流系统是继电保护、自动装置和断路器正确动作的基本保证，其稳定运行对防止系统破坏性事故扩大和设备严重损坏至为重要。正常时直流系统中的蓄电池组处于浮充电备用状态，当交流电失电时，蓄电池迅速向事故性负荷提供能量。如各类直流泵、事故照明、交流不停电电源、事故停电、断路器跳合闸等，同时也必须为事故停电时的控制、信号、自动装置、保护装置及通信等负荷提供电力。显然在交流失电的事故状态下，蓄电池应作为变电站的备用能源。

1 蓄电池选用

以前，应用较为普遍的有镉镍蓄电池和铅酸蓄电池两种，充电设备采用可控硅整流装置，但这两种蓄电池存在维护工作量大，且复杂等现象，不利于集控站的安全运行。而采用可控硅相控技术的充电设备，在纹波、体积、效率等方面不尽入意，监控系统也不完善，采用主从备份行方式，集控站使用起来不方便，达不到电力系统新的技术标准。

目前换流站多采用阀控蓄电池，其在于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。

2 典型换流站蓄电池的配备及运行规定

2.1 蓄电池配备

换流站应根据需要配置低压直流系统，每套直流电源系统应按双重化配置，包括2组阀控密封铅酸蓄电池组、3台充电装置、直流联络屏、直流馈线屏、直流分屏等。

每套直流系统包括A、B、C三段单母线。正常情况下，A段母线由#1充电机供电，B段母线由#2充电机供电，C段母线可通过手动或自动方式选择从A或B段母线上取电。低压直流系统的蓄电池均应配置蓄电池巡检仪，用于对每只蓄电池的电性能参数进行实时在线监视。

2.2 正常运行时的规定

（1）正常运行时，#1充电机带A段母线、#1蓄电池组；#2充电机带B段母线、#2蓄电池组；C段母线自动选择从A段或B段母线接取电源，优先选择A段母线。联络柜上的A段母线进线开关12ZK切到“投入”位置，B段母线进线开关22ZK切到“投入”位置。

（2）220V蓄电池组的绝缘水平不得低于0.5MΩ（用500V摇表），低于此值时应查明原因，及时处理。

（3）在蓄电池事故放电后，应先排除故障，然后迅速将充电机投入，正常情况下充电机会自动选择是否需要对蓄电池进行均充充电来补偿事故放电容量。如无法排除故障时，采取隔离措施并将两段直流母线联络运行。

（4）蓄电池室应控制室温在20～25℃，并保持通风良好，温度超过30℃，将严重影响蓄电池的寿命；每年需对蓄电池组进行带负荷试验，时间为额定放电时间的20%。

（5）直流母线正常运行方式下，严禁充电机脱开蓄电池组单独带负荷运行；在运行方式转换或事故处理过程中，允许充电机短时单独带负荷运行。

（6）正常运行时蓄电池单体电压保持在2.23±0.01V，允许变动范围为2.25～2.30V，不超过2.35V，不低于2.20V。测量单体电压并判断蓄电池运行情况，且单体电压必须满足以下条件：

（1）蓄电池极差=Umax-Umin<100mV；

（2）蓄电池偏差=Umax-Ucp或Ucp-Umin≤50mV；

（3）离散度=（Umax-Umin）/Ucp×100%<4.5%。

其中：Umax为蓄电池最高电压，Umin为蓄电池最低电压，Ucp为蓄电池平均电压。

3 蓄电池异常处理步骤

在实际运行中，因为蓄电池不同于以往我们使用的铅酸和镉镍蓄电池，虽然具有日常维护量少，不用补液等优点，但是这不等于日常不用进行维护及运行监视。在实际运行中我们在方面有过深刻的教训。

3.1 高频开关模块异常

（1）根据监控装置提示信息，全面检查相应模块是否有明显的故障点，检查模块电压电流及故障代码；

（2）如果只有1只高频开关模块故障，若无明显异常时可掉电重启一次。若仍故障，则保持进线开关位置不变，立即联系检修处理；

（3）如果有2只及以上高频开关模块故障，若无明显异常时可掉电重启一次。若仍故障，则保持进线开关位置不变，立即联系检修处理并根据检修人员意见切换至备用充电机。

3.2 蓄电池组故障

（1）退出该组蓄电池；

（2）将联络柜上对应母联开关切到“投入”位置；

（3）退出该段母线上的充电机；

（4）取下故障蓄电池组出口保险，并做好安措，联系检修处理。

3.3 充电机故障

（1）退出该故障充电机；

（2）投入备用充电机；

（3）断开该故障充电机的交流进线开关；

（4）取下故障充电机出口保险，并做好安措，联系检修处理

4 蓄电池日常运行及判别

（1）从外观判断：观察外观有无变形、凸出、漏液、破裂炸开、烧焦、螺丝连接处有无氧化物渗出等。

（2）带载测量：若外观无异常，UPS工作于电池模式下，带一定量的负载，若放电时间明显短于正常放电时间，充电8小时以后，乃不能恢复正常的备用时间，判定电池老化。

（3）用万用表测量：A 、电池放电模式下测量：测量电池组中各个电池端电压，若其中一个或多个电池端电压显明高于或低于标称电压（标称电压12V/节），判断电池老化。B、市电模式下测量：电池组中各个电池端的充电电压，若其中一个或多个电池的充电电压显明高于或低于其他电压，判定电池老化。 C、测电池组的总电压：电池组总电压明显低于标称值（以C1K电池组标称值是36V为例），充电8小时后乃不能恢复到正常值，即使恢复到正常值，放电时间达不到正常放电时间，判定电池老化。

5 结论

以上是我们在几年运行中遇到的典型问题，由此我们可以看出，阀控蓄电池不能认为是投入运行后就不需要人员来维护，只是相对其它蓄电池不需要加水，减少了维护量。运行中还是需要监视其运行状态的。

经过几年的实际运行，我们逐渐摸索出免维护蓄电池及充电设备运行使用维护的一些经验，对出现的问题能够进行处理和解决，保证了直流设备的安全运行。同时根据实际取得的經验修编了蓄电池运行使用规定，完善到运行规程中去，使运行、检修人员便于监护、维护蓄电池。

【参考文献】

[1]季幼章.迎接知识经济时代，发展电源技术应用.电源技术应用，N0.2，l998.

[2]林渭勋.浅谈半导体高频电力电子技术.电力电子技术选编，浙江大学，384-390，1992.

[责任编辑：朱丽娜]