35kV變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)淺析

皎 凱

（陜西省大荔縣供電分公司，陜西 渭南 715100）

1 直流系統(tǒng)

1.1 直流系統(tǒng)的組成

一個完整的直流電源一般由蓄電池組、電力充電器高頻開關(guān)、給各類負(fù)荷供電的直流饋線屏三大部分組成。

1.2 直流負(fù)荷的分類

在一般情況下，直流負(fù)荷分為動力負(fù)荷和控制負(fù)荷兩類。動力負(fù)荷包括斷路器電磁分閘機(jī)構(gòu)、交流不停電電源裝置、事故照明等負(fù)荷。控制負(fù)荷包括電氣和熱工控制、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)制動裝置等負(fù)荷。

1.3 直流系統(tǒng)的主要接線方式

變電站的直流負(fù)荷主要是由一些對一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、操作控制和保護(hù)的二次設(shè)備，還有事故照明、遙信、逆變器等組成。

充電設(shè)備的直流輸出一般是經(jīng)由電纜和帶熔斷器的開關(guān)送至直流輸出母線上。通過多路支線與各種直流負(fù)荷連接直流母線，過流保護(hù)裝置由各支路都配有的空氣小開關(guān)或斷路器充當(dāng)。

2 閥控式密封鉛酸蓄電池的維護(hù)

蓄電池廣泛應(yīng)用于各類形式的變電站當(dāng)中，平常情況下直流系統(tǒng)中的蓄電池組處于浮充電狀態(tài)，日常中主要監(jiān)視蓄電池組的端電壓，浮充電流，及單瓶電池的電壓。當(dāng)交流電失壓時(shí)，蓄電池組迅速向事故負(fù)荷提供電能。如各類事故停電照明、交流不停電電源、斷路器跳合閘等，同時(shí)也為事故停電時(shí)的二次控制、信號、自動裝置、保護(hù)裝置及通信等裝置提供電力，顯然蓄電池應(yīng)作為變電站在交流失電的事故狀態(tài)下的備用電源。

蓄電池作為一種化學(xué)能源，它能把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能并儲存。使用時(shí)再通過可逆反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能供給用電設(shè)備。當(dāng)蓄電池放電后，內(nèi)部形成新的化合物，這時(shí)如果用充電設(shè)備以適當(dāng)?shù)姆聪螂娏魍ㄈ?，形成的新化合物就還原成原來的活性物質(zhì)，又儲存用以再次放電之用，即為充電；蓄電池提供電流給外部裝置設(shè)備使用稱之放電。目前，35kV變電站廣泛使用的的是閥控密封鉛酸蓄電池。

2.1 蓄電池的運(yùn)行環(huán)境要求

蓄電池室環(huán)境溫度應(yīng)常年保持在20±5℃之間，（環(huán)境溫度太低會造成蓄電池容量下降，每下降1℃，容量下降1%；溫度升高放電容量會隨之增加，但壽命降低，如若高溫下長期使用，溫度每增高10℃，蓄電池壽命約降低一半）。環(huán)境濕度應(yīng)不高于80%。當(dāng)蓄電池室環(huán)境達(dá)不到以上要求，應(yīng)配備相應(yīng)調(diào)溫除濕裝置，并避免陽光直射，室內(nèi)空氣流通，封閉嚴(yán)密應(yīng)裝設(shè)防爆換氣設(shè)備。

2.2 蓄電池組核對性充放電

新電池組安裝后每2～3年進(jìn)行一次核對性充放電試驗(yàn)， 6年以后的應(yīng)每年執(zhí)行一次。容量介于90%到80%之間的蓄電池組應(yīng)每年進(jìn)行一次核對性充放電試驗(yàn)，用以保證其穩(wěn)定可靠性；小于80%容量的蓄電池組應(yīng)立即更換，更換前需將核對性充放電試驗(yàn)周期變?yōu)槿亮鶄€月。而擱置不用超過三個月的蓄電池組也應(yīng)進(jìn)行充電。

2.2.1 放電

檢查電源交直流供電情況、重要負(fù)荷供電情況并采取備自投安全措施，檢查蓄電池外觀及接線是否牢固、樁頭是否有污蝕情況、電源電壓、模塊運(yùn)行狀況及蓄電池電壓，并做好記錄。

將蓄電池總?cè)萘康?0%-60%設(shè)置為放電電流，持續(xù)放電時(shí)間不超過10小時(shí)。間隔1至2小時(shí)測量和記錄放電電流、單體電池電壓及總電壓，并檢查缸體有漏液、變形和溫度的異常。若單瓶電壓為12V時(shí)，待蓄電池組電壓降至189V（10.5V×18）時(shí)終止放電，拆除放電裝置并檢查設(shè)備運(yùn)行狀況。

2.2.2 充電

充電電流設(shè)置為總?cè)萘康?0%-60%，時(shí)間不超過10小時(shí)。

采用恒壓限流方式給蓄電池充電，間隔1至2小時(shí)測量并記錄充電電流、總電壓及單體電池電壓，并注意觀察蓄電池缸體有無變形、溫度異常等現(xiàn)象。

2.2.3 維護(hù)及注意事項(xiàng)

① 蓄電池端子應(yīng)用螺栓螺母連接，并連接緊密無松動；

②殼體有無滲漏銹蝕變形；

③應(yīng)經(jīng)常檢查蓄電池浮充狀態(tài)是否正常，浮充電壓是否符合說明書相應(yīng)溫度規(guī)定值；

④檢測蓄電池端電壓。

⑤鉛酸蓄電池每次放電完成后應(yīng)及時(shí)充電；

⑥應(yīng)注意不得使蓄電池過電流或過電壓充電和過放電。

⑦閥控式鉛酸蓄電池對充電設(shè)備及溫度等外部環(huán)境因素較為敏感。電池的充電電壓應(yīng)隨著溫度的上升而下降，一般每升高1 ℃，充電電壓下降2～4 mV。

2.2.4 閥控式鉛酸蓄電池的電壓偏差值及終止電壓值：

①標(biāo)稱電壓/V： 12；

②鉛酸蓄電池運(yùn)行中的電壓偏差值/V：±0.3；

③開路電壓最大差值/V： 0.06；

④放電終止電壓/V： 10.5。

3 高頻整流開關(guān)的運(yùn)行與維護(hù)

近年，高頻開關(guān)電源已在新建或直流系統(tǒng)改造的變電站中普及使用。穩(wěn)壓、穩(wěn)流精度高，體積小、效率高，輸出紋波及諧波失真小，自動化程度高是高頻開關(guān)電源具有的眾多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也符合綜合自動化和無人值守變電站監(jiān)控的發(fā)展要求。正常使用情況下，主機(jī)的維護(hù)工作量小，但應(yīng)定期除塵防塵。在北方氣候干燥多塵空氣狀況下，灰塵會在機(jī)內(nèi)（主要在整流模塊內(nèi)）沉積，當(dāng)遇空氣潮濕時(shí)會引起主機(jī)不穩(wěn)定，散熱差，誤報(bào)警等不必要故障。

結(jié)語

如上所述，直流系統(tǒng)的負(fù)荷極為重要，所以直流系統(tǒng)應(yīng)具有高度的可靠性和穩(wěn)定性，因此確保直流系統(tǒng)的正常運(yùn)行時(shí)保證變電站安全運(yùn)行的決定性條件之一。眾所周知，再好的設(shè)備都有壽命期，也會出現(xiàn)各類故障，但維護(hù)工作做得好就可以延長使用壽命并減少故障的發(fā)生，不要因?yàn)楦咧悄?、免維護(hù)而忽視了本應(yīng)進(jìn)行的維護(hù)工作，預(yù)防在任何時(shí)候都是保證安全運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。

[1]余靚.淺談35kV-110kV變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)[J].電源技術(shù)應(yīng)用， 2013（03）.