變電站直流系統中對蓄電池定期充放電試驗的重要作用

張滿倉

(青海橋頭鋁電股份有限公司，青海西寧，810000)

0 引言

基于變電站運行過程中，要想確保其運行的穩定性及安全性，便有必要注重其中直流系統的安全穩定運行。值得注意的是，在變電站當中，直流系統為關鍵設備之一，如果變電站直流系統存在接地或短路故障，則會引起保護誤動、拒動事件，造成電網事故，或引發較大的短路電流，使變電站的相關電氣設備燒壞，進一步引發較為嚴重的安全隱患[1]。由此可見，便有必要對變電站直流系統當中蓄電池進行定期充放電試驗，確保蓄電池的安全，進一步確保變電站直流系統穩定運行。

1 變電站直流系統組成及原理概述

對于變電站直流系統，其主要組成部分包括：（1）高頻開關電源整流模塊；（2）微機絕緣監測設備；（3）蓄電池組等?；诰唧w使用過程中，直流系統采取了模塊化管理方式，其中變電站的監控系統負責各模塊功能運行參數的實時測量及采集，同時對直流系統的運行方式進行調節，使直流系統的管理體現出科學的特點，并使系統得到安全、可靠的控制。

現狀下，國內大部分地區在變電站直流系統充電設備上，均更換了智能高頻開關電源充電設備，在這樣的大趨勢下，傳統模式的相控整流充電設備逐步減少[2]。在變電站當中，直流系統屬于一類具備獨立運行作用的電源裝置，能夠為變電站供應安全且穩定的直流電源。值得注意的是，因為直流系統在結構上存在獨立性及穩定性的特點，一般條件下，直流系統不會遭受變電站運行模式的影響，如果外部交流電引發運行故障，在難以供應安全且穩定的電的情況下，直流系統能夠通過內部蓄電池，對變電站設備供應直流電源，從而使系統的安全、穩定運行得到有效保障。

2 變電站直流系統中對蓄電池定期充放電試驗的重要作用分析

2.1 問題分析

在變電站當中，直流設備應用廣泛，蓄電池作為其關鍵設備，便顯得非常重要。通常而言，蓄電池屬于備用的應急電源，如果出現失電問題，蓄電池組便可以充當應急電源的角色。如果無故障出現，蓄電池組通常處在浮充電的狀態，如果維護保養不具科學性，則難以確保直流電源的安全、穩定運行。從現狀來看，蓄電池組目前最關鍵的問題便是使用壽命問題，如果使用壽命難以得到有效保障，則使直流電源的穩定性受到影響[3]。

在變電站直流系統當中，充電機也是非常重要的部分之一，基于變電站實際運行過程中，需加強對充電機的維護保養，如果維護保養工作做得不到位，則會引發充電問題。而蓄電池定期充放電又是非常重要的，所以在引發充電問題的情況下，便會影響蓄電池的應用價值。

結合以上在蓄電池方面的問題和充電方面的問題，可知變電站直流系統中對蓄電池定期充放電試驗顯得非常重要，其重要作用主要體現在通過定期充放電，以檢查電池容量，并可以發現老化電池，能夠判斷蓄電池的實際應用是否安全可靠，在確保蓄電池安全可靠的基礎上，才能夠確保變電站直流系統運行的安全性及可靠性。

2.2 案例分析

以GDJF-2006智能充放電綜合測試儀為例，其具備一機多用的優勢，能夠完成充電、放電、單體檢測以及在線監測等工作，可使企業成本得到有效控制，同時使維護人員的勞動強度得到有效降低，進一步使蓄電池與UPS電源維護具備全面且科學的檢測方法。該機器使用了新型的功耗元件，能夠完成恒流放電、智能三階段充電以及恒流/恒壓自動轉換功能，可以對蓄電池剩余容量進行分析，使各類圖表有效生成，在蓄電池性能分析上起到了客觀、科學的作用。

值得注意的是，因為串聯蓄電池組的容量及性能，與單體性能最不理想的蓄電池密切相關，在單體性能降低的情況下，會導致整個蓄電池組的性能降低，所以在蓄電池組充放電試驗過程中，需將不理想的蓄電池檢測出來，由于從多個方面認識到對蓄電池定期充放電試驗的必要性及重要價值作用，因此，在實際蓄電池充放電試驗過程中，需滿足一定的要求，具體包括：（1）如果變電站的閥控蓄電池僅有1組，且不可退運；倘若此組閥控蓄電池無法全核對進行放電，則需將電流的30%-50%的額定容量釋放出來，進一步完成半核對性放電試驗；如果閥控蓄電池組存在備用的，則使用備用的蓄電池組，進一步對此蓄電池組完成全核對性放電試驗。（2）當變電站當中具備閥控蓄電池2組，則可以對當中的某1組完成全核對性放電；如果通過三次全核對性放電，此蓄電池組的容量都＜其額定容量的80%，表示此組閥控蓄電池符合不符合使用標準，需及時更換。

3 案列介紹

筆者本人所在單位330KV安通開關站已連續安全運行十多年，該開關站配置兩組蓄電池組，每組蓄電池組為103節電池，額定容量為200Ah/2V。在2015、2016年例行對蓄電池組進行核對性放電試驗工作中，陸續檢查出一、二組蓄電池組絕大部分電池放電曲線不合格，嚴重影響該站的安全穩定運行。由于該站蓄電池組已連續運行十多年，進行部分蓄電池組更換不科學，也不經濟經，最終經研究決定對一、二組蓄電池組進行整體更換。這就是筆者本人經歷過的通過蓄電池組充放電試驗檢查出蓄電池不合格的典型事件，確保了該站的安全可靠運行。

4 變電站直流系統中對蓄電池定期充放電試驗的優化措施

圖1 雙電雙充直流系統接線圖

在上述分析過程中，認識到變電站直流系統中對蓄電池定期充放電試驗具有顯著的價值作用，為了使蓄電池定期充放電試驗的有效性及科學性得到有效提高，便有必要采取優化的措施?？偨Y起來，具體措施為，需采取有效方案，促進蓄電池組放電試驗效率的提高。

有研究報道稱，在蓄電池放電試驗過程中存在一些問題，比如由于無線采集器夾小，咬合力小，在試驗期間易發生松脫；又比如：蓄電池極柱裸露，容易導致工作人員觸電，或者正負極發生短路的情況，同時如果極柱光滑，則會導致線夾在固定上受到很大程度的影響。因此，有必要采取有效方案，促進蓄電池組放電試驗效率的提高。通過方案對比，選擇基于蓄電池屏后門將數量充足的電流端子裝配上，確保每一節蓄電池正極極柱能夠和電流端子用線鼻子可靠牢固連接在一起，并在蓄電池負極極柱將1個電流端子接上。在試驗過程中，把蓄電池組放電檢測儀無線采集器的線夾取下，將試驗線與插針留下，然后把插針按照一定的順序向固定的電流端子插入；每一個采集器負極采集線與下一個采集器第一個正極采集線插針重疊插入。其中，蓄電池電壓試驗線呈順序排列，體現直觀且可靠的特點。通過上述方案的實施，不會對其他設備/系統的正常運行造成影響，通過試驗測量，接觸電阻及蓄電池單體電壓，均為合格；因此，此優化措施方案具備科學性及可行性。

5 結語

通過蓄電池定期充放電試驗，能夠檢測蓄電池是否安全可靠，在確保蓄電池安全可靠的基礎上，才能夠確保變電站直流系統運行的可靠性及安全性。值得注意的是，由于蓄電池定期充放電試驗過程還潛在一些需解決的問題，所以需選擇有效的優化措施，使試驗過程得到有效保障。