變電站蓄電池遠程維護的安全技術

王 浩，須英倫，杜法剛

徐州供電公司，江蘇徐州 221005

0 引言

目前，變電站蓄電池遠程維護方面的應用已經較為普及，這些應用解決了直流蓄電池維護工作量大，需耗費大量人力物力的現狀，可進行蓄電池阻容量、內阻的測量，直流母線運行狀態切換、遠程充電機均/浮充狀態控制、從而減輕維護人員的工作量，最大限度減少人工現場操作所帶來的誤操作，給系統安全運行提供了有利保證,為電網的安全運行提供可靠保障。

1 變電站蓄電池遠程維護系統的結構組成

變電站蓄電池遠程維護系統一般分為廠站端與主站端，每個變電站端的監控終端通過網絡總線將電壓采集均衡模塊、開關量模塊、母線絕緣監測模塊、放電負載、控制輸出模塊等連接到一起，并實時監控充電機、接地選線儀等設備運行狀態及重要參數，將它們所有的信號收集到一起統一管理，通過光纖局域網端口或光端機空余串口將采集到的信息傳送到主站端中心服務器。

主站端實現對遠程變電站直流電源系統運行狀態進行實時監控（單體電池電壓、內阻、單體電池實時均衡、溫度、母線電壓、絕緣狀況、斷路器運行狀態、充電機狀態、交流狀態等重要參數），實現遠程實時監控畫面的監控。

2 蓄電池在遠程控制的極端情況

蓄電池在遠程控制方面，會出現極端情況，例如當蓄電池在充放電維護過程中出現電壓或電流突變；充電過程中充電機故障；放電儀本身故障如風扇故障；在發生通信中斷，放電時突然停電，或電動操作機構故障等極端情況下，沒有相關的緊急處理預案和相關指導策略,將衍變成嚴重事故。當蓄電池在遠程充放電過程中出現了：電壓或電流突變情況如何處理？假如在給蓄電池充電過程中充電機、風扇故障，怎么辦？在發生通信中斷，若放電至50%，放電時突然停電，或電動操作機構故障等極端情況發生時，都會造成更大的隱患和事故。

3 遠程維護安全技術研究內容與實施方案

3.1 安全措施與研究方案

當電池在放電過程中出現電池組電壓低、單體電池電壓低、設定時間超時、達到設定容量、電壓突變、電流不可控制、風扇異常、裝置過熱、風扇損壞、主監控通信異常等條件放電裝置自動停止放電，并報告主監控保護/異常信息，主監控收到放電裝置保護/異常信息、檢測到服務器通信中斷、放電裝置通信異常將首先向放電裝置發出停止放電命令并延時切斷放電主回路開關，以確保電池放電安全。

3.2 充電機故障的應對方案

如果在正常運行 (正常浮充或非試驗狀態中) 過程中發生充電機電壓輸出異常、模塊故障、電池保險熔斷、交流輸入異常等情況主監控發出報警信息通知服務器，向客戶端發出報警，并可配置短信報警模塊直接通知到負責人手機。

3.3 放電儀或散熱風扇故障的處理方案

放電裝置(放電儀)本身具有風扇損壞、裝置過熱保護、開關管損壞保護，這兩種保護為通過電信號反饋保護，另外放電裝置本身負載電阻采用新型PTC材料、正溫度系數、無明火、不發紅，也就是可以說即使是放電儀本身所有保護以、主監控所有保護及放電主回路保護在全部失靈的狀態下放電裝置仍能保證負載無明火、不發紅、不會引起火災，當然出現全部失靈這種情況出現的幾率幾乎是零。

根據測試此負載本身溫度在超過130℃后所能提供最大電流能力開始急劇降低，當溫度達到150℃后負載所能提供電流不足正常值20%，當溫度達到160℃后負載所能提供電流不足正常值10%，此時溫度基本達到平衡，不會繼續升高，此時溫度值距離負載發紅（要450℃以上）、產生明火還有非常遠的差距。

3.4 系統停電的應對方案

當只有一組電池時一般建議最大放電容量為50%, 如果電池運行年限比較長可適當再降低一些, 但無論現在放出多少容量，當出現充電機輸出故障、交流輸入異常(缺相、電壓高、電壓低、交流失電)、模塊故障時會立即啟動放電保護停止放電、并切斷放電主回路，同時向服務器及客戶端發出報警信息，此時系統不會失電，但蓄電池肯定會因為放電試驗而縮短備用工作時間。

3.5 在發生通信中斷情況下的應對方案：

當發生通信中斷 (網絡中斷無法與服務器正常通信或監控主機無法與放電裝置正常通信)、交流輸入異常時系統會自動停止放電并切斷放電主回路，同時發出告警信號并保存到監控主機，當通信恢復正常后將未傳送報警信號發生到服務器。

電動操作機構設計為雙穩態開關，正常發生通信中斷、系統斷電開關本身均不會主動動作，設計為兩個閉環式操作序列，即【轉試驗】和【轉運行】操作序列，而放電過程中是不對電動操作機構進行控制的，只對放電主回路控制接觸器進行控制以實現切斷放電主回路對放電試驗進行多級保護。

若針對通信中斷錯誤處理可以根據用戶要求設置成自動執行【轉運行】操作序列，這樣可相對提高系統運行安全性。

如果要進一步加強系統安全性，可將系統設置成隨著運行蓄電池負載持續放電一段時間后兩組電池組電壓一致時將試驗電池組并列到系統倒是一個折中方案，但交流正常之前不斷開母線聯絡開關，直至交流正常并持續充電一段時間或檢測電池充電電流小于設定值后系統變為獨立運行。

4 結論

綜上所述，以變電站直流系統智能化控制及遠程維護的研究為方向，針對蓄電池的遠程控制、充放電安全技術的研究等還需要進行更多方面研究。

[1]楊昌武，等.改進的變電站蓄電池內阻測量方法的研究與系統設計[J].三峽大學學報：自然科學版，2007(3)：211-214.

[2]胡杰，等.浮充電壓對閥控式鉛酸蓄電池壽命的影響[J].蓄電池，2011(1)：31-35.