變電站直流系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)探討

1、 變電站直流系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)探討 摘要：直流系統(tǒng)主要為繼電保護(hù)、通信、后臺(tái)監(jiān)控等設(shè)備提供直流電源，直流系統(tǒng)的正常運(yùn)行對(duì)變電站的安全穩(wěn)定起著極其重要的作用。蓄電池組是直流系統(tǒng)的重要組成部分，若蓄電池組有異常將嚴(yán)重影響直流系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。本文通過(guò)分析變電站直流系統(tǒng)構(gòu)成與特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有維護(hù)設(shè)備和人員運(yùn)維技能，提出可行的運(yùn)維管理措施，以此保證直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng)；蓄電池組；運(yùn)行維護(hù)1變電站直流系統(tǒng)構(gòu)成與特點(diǎn)變電站的直流系統(tǒng)主要由直流電源、直流母線、直流饋線及監(jiān)控單元、絕緣監(jiān)察裝置組成，其中直流電源包括蓄電池及其充電設(shè)備。監(jiān)控主要是負(fù)責(zé)遠(yuǎn)方監(jiān)視直流系統(tǒng)4個(gè)主要模塊的運(yùn)行情況。1.

2、1充電模塊將站用變或外接站用電提供的交流電整流成直流電，主要實(shí)現(xiàn)正常負(fù)荷供電及蓄電池的均/浮充電，常采用高頻開(kāi)關(guān)電源，一般由多組充電單元并列運(yùn)行，采取n+1模式，1個(gè)模塊作為備用。1.2蓄電池組作為直流系統(tǒng)的儲(chǔ)能元件，現(xiàn)常采用多組閥控式密封鉛酸蓄電池串聯(lián)組成，將電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化，平時(shí)處于浮充電備用狀態(tài)，在交流失電/事故狀態(tài)、大電流啟動(dòng)等情況下，蓄電池是負(fù)荷的唯一直流電源供給，一般要求事故情況下能獨(dú)立為變電站直流設(shè)備供電2h。1.3饋線及網(wǎng)絡(luò)直流饋線指直流饋線屏至直流小母線和直流分電屏的直流電源電纜，由于變電站直流用電設(shè)備多、分布廣泛，直流饋線及網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，主要有環(huán)形供電方式和輻射供電方式。1

3、.4監(jiān)控單元對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控管理，負(fù)責(zé)對(duì)直流電源充電裝置的交直流電壓、直流輸出電流和蓄電池電壓等電氣參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、顯示和控制的裝置，負(fù)責(zé)采集監(jiān)測(cè)各直流模塊運(yùn)行情況，及時(shí)將故障異常情況報(bào)警及上傳遠(yuǎn)方監(jiān)控中心。2蓄電池維護(hù)為保證直流系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，防止全站直流電源消失電力生產(chǎn)安全事件發(fā)生，本文結(jié)合變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)相關(guān)規(guī)定和多年運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，提出以下幾方面的運(yùn)維管理措施。2.1就初始階段的充放電工作進(jìn)行闡述蓄電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)是不可避免的，正是由于這些化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致蓄電池有自身放電情況的產(chǎn)生，如果完成了安裝工作需要第一時(shí)間開(kāi)展充電工作，當(dāng)然這種操作需要在電壓恒定電流限制的情況下。充電工作完成

4、之后需要做標(biāo)準(zhǔn)核容試驗(yàn)，核試驗(yàn)工作需要開(kāi)展至少三次，如果這三次操作之后，電池的容量還是沒(méi)有達(dá)到既定的容量，一般控制的標(biāo)準(zhǔn)為90%，那么基本可以斷定這個(gè)電池的質(zhì)量是不達(dá)標(biāo)的，所以需要果斷棄掉。2.2提高蓄電池組及直流母線欠壓設(shè)定值在正常運(yùn)行情況下，蓄電池絕大部分時(shí)間處于浮充電狀態(tài)，充電電壓u=kn(k的取值范圍為2.23-2.25)。蓄電池組一般由103-108個(gè)單體蓄電池串聯(lián)組成，因此最小浮充電壓u=2.23103=229.7v。只有在充電裝置故障無(wú)輸出電壓時(shí)，蓄電池組放電才會(huì)導(dǎo)致直流母線電壓和蓄電組端電壓下降。多年的運(yùn)行維護(hù)實(shí)踐證明，性能下降的蓄電池組帶全站負(fù)荷放電0-2h內(nèi)，蓄電池端電壓會(huì)

5、快速下降至210v及以下。為保證在蓄電池放電初期就發(fā)出告警信號(hào)，可將直流母線欠壓告警值由198v提高至209v（即u220v（1-5%），從而為變電站巡維人員和檢修人員保留充足的故障確認(rèn)、處理時(shí)間，大大提高了直流系統(tǒng)供電可靠性。2.3浮充和均充蓄電池組在正常運(yùn)行的時(shí)候是采用浮充電方式進(jìn)行的，將浮充電壓值控制在2.25v，切不可出現(xiàn)欠壓的情況，如果有欠壓現(xiàn)象發(fā)生，那么會(huì)直接影響電池的使用壽命，所以一定要有效的避免該種情況的發(fā)生，蓄電池一般在正常的狀態(tài)下使用的時(shí)候是不需要進(jìn)行均衡充電操作的，但是在以下幾種情況下需要采取均充充電方式。任意一個(gè)電池的浮充電壓都在2.18v以下；在一組電池內(nèi)，單體之間的

6、浮充電壓差值在0.1v以上；如果遇到突發(fā)狀況要求放電后必須在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)電池進(jìn)行再次充電；對(duì)未進(jìn)行均充滿三個(gè)月等。均衡充電的電池組退出運(yùn)行的時(shí)候，需要保持均充時(shí)間在十小時(shí)以上。2.4蓄電池維護(hù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，閥控式鉛酸蓄電池的故障，有50%以上是因vrla(閥控式密封鉛酸蓄電池)蓄電池組故障，或因vrla蓄電池維護(hù)不當(dāng)造成的。通常所說(shuō)的“免維護(hù)”即為:在規(guī)定條件下使用期間不需維護(hù)的一種蓄電池。所謂蓄電池的免維護(hù)是相對(duì)傳統(tǒng)鉛酸蓄電池維護(hù)而言，僅指使用期間無(wú)需加水。在實(shí)際工作中，仍需履行維護(hù)手續(xù)。在電力行業(yè)中極為重視蓄電池的維護(hù)工作，包括閥控式鉛酸蓄電池的運(yùn)行與維護(hù)。一般應(yīng)做好以下工作。2.4.1經(jīng)常檢

7、查的項(xiàng)目檢測(cè)蓄電池端電壓；連接處有無(wú)松動(dòng)；極柱、安全閥周圍是否有滲酸與酸霧逸出；蓄電池殼體有無(wú)滲漏和變形。如有以下情況之一應(yīng)進(jìn)行充電:浮充電壓低于218v；放出10%以上的額定容量；擱置不用時(shí)間超過(guò)3個(gè)月；全浮充運(yùn)行達(dá)3個(gè)月。2.4.2運(yùn)行中的維護(hù)應(yīng)經(jīng)常檢查蓄電池浮充狀態(tài)是否正常，蓄電池的浮充電壓(25)應(yīng)按說(shuō)明書(shū)規(guī)定值進(jìn)行；蓄電池端子應(yīng)用螺栓、螺母連接，蓄電池間的連接電壓降u8mv；蓄電池組中各單體蓄電池間的開(kāi)路電壓最高與最低差值不大于20mv；浮充時(shí)單體蓄電池端電壓的最大差值應(yīng)不大于50mv。3變電站直流系統(tǒng)運(yùn)維案例分析案例為某變電站，是華北網(wǎng)公司第一座常規(guī)變電站智能化改造試點(diǎn)項(xiàng)目。該電站

8、的智能化改造方案按照國(guó)家電網(wǎng)智能變電站技術(shù)要求，完善了變電站全景式數(shù)據(jù)信息平臺(tái)、故障信息綜合分析決策系統(tǒng)、故障自動(dòng)處理系統(tǒng)和設(shè)備分析系統(tǒng)等全面改造，實(shí)現(xiàn)了多層面、多維度、全方位的故障在線分析診斷，建設(shè)出了可靠使用、先進(jìn)智能的變電站架構(gòu)。其在智能化改造中首先對(duì)原有直流系統(tǒng)故障進(jìn)行了監(jiān)測(cè)：由于斷路器涉及到電氣機(jī)械等很多方面的內(nèi)容，因此發(fā)生故障的情況也很多，大體分為滅孤室的故障和操動(dòng)機(jī)的故障等。避雷器在我國(guó)電力系統(tǒng)中的使用年限一般為兩年，超出服役期的避雷針容易發(fā)生惡化。監(jiān)測(cè)避雷針的故障方法有很多，如總泄漏電流法、補(bǔ)償法、諧波分析法，隨著電子信息技術(shù)的進(jìn)步，在虹橋變電站的智能改造過(guò)程中，運(yùn)用的是數(shù)字信號(hào)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的檢測(cè)方法。可以準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)處避雷針的工作特性和運(yùn)行情況。gis即砌體絕緣組合裝置，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜和檢修工藝繁多，檢測(cè)難度較大，但是一旦發(fā)生故障，后果很嚴(yán)重，對(duì)gis進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，主要是對(duì)其絕緣性能進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。目前的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)也很多，主要監(jiān)測(cè)原理是對(duì)gis中局部放點(diǎn)，脈沖出現(xiàn)的波頭產(chǎn)生大量特高頻電磁信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)完成