變電站直流系統(tǒng)蓄電池組放電回路的研究與優(yōu)化

蓋士炎

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，為更好的服務(wù)企業(yè)和社會，打造堅強(qiáng)電網(wǎng)是電力企業(yè)的首要任務(wù)。直流系統(tǒng)是變電站的“心臟”，變電站蓄電池組核對性放電的穩(wěn)定性對保證變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。本文對蓄電池組放電回路優(yōu)化，提高蓄電池組核對性放電時變電站直流系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行探討研究。

【關(guān)鍵詞】直流系統(tǒng)穩(wěn)定;核對性放電;蓄電池組

前言

蓄電池是直流系統(tǒng)中不可缺少的設(shè)備，這種電源廣泛應(yīng)用于變電站中。正常運(yùn)行時直流系統(tǒng)中的蓄電池組處于浮充電備用狀態(tài)，直流負(fù)荷由整流裝置供電。當(dāng)交流電失電時，直流負(fù)荷由蓄電池組供電。如：為事故照明、逆變電源、斷路器跳合閘、控制、信號、自動裝置、保護(hù)裝置、通信設(shè)備及監(jiān)控裝置等負(fù)荷提供電力。

1兩種放電模式的比較

目前，66千伏及以下電壓等級變電站一般只配置一套整流裝置及一組蓄電池，變電站直流系統(tǒng)的正常工作方式是由整流裝置給直流負(fù)荷供電，蓄電池組處于浮充電備用狀態(tài)。為了活化蓄電池、檢驗單體電池健康狀況，保證蓄電池的使用壽命和電能輸出質(zhì)量，按維護(hù)周期要對蓄電池進(jìn)行核對性充放電。在對蓄電池核對性放電時，考慮蓄電池組供電的相對穩(wěn)定性，一般將整流裝置停用，蓄電池組單一給直流母線供電，這種供電方式降低了對直流系統(tǒng)供電的可靠性。放電過程中，一旦蓄電池故障，直流系統(tǒng)將失去電源，當(dāng)線路出現(xiàn)短路故障時，由于保護(hù)裝置和開關(guān)分閘回路失去直流電源，不能動作切除故障，從而發(fā)生越級跳閘，擴(kuò)大事故，變電站直流失電時所帶的直流負(fù)荷也相應(yīng)斷電，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

對直流系統(tǒng)蓄電池組核對性放電回路進(jìn)行優(yōu)化后，不必停用整流裝置，保持原有整流裝置和蓄電池組互為備用的工作狀態(tài)。直流系統(tǒng)仍由整流裝置供電，蓄電池組一邊放電、一邊處于備用狀態(tài)。這樣，一旦整流裝置由于交流系統(tǒng)故障停止輸出時，可由蓄電池組為直流系統(tǒng)供電。另外，蓄電池出現(xiàn)故障時，可仍由整流裝置為直流系統(tǒng)供電。實現(xiàn)了整流裝置和蓄電池組互為備用，為直流系統(tǒng)不間斷供電的運(yùn)行方式。有效提高了進(jìn)行蓄電池組核對性放電時變電站直流系統(tǒng)供電的可靠性。

2放電回路的優(yōu)化設(shè)計與功能分析

2.1研制防整流輸出竄入蓄電池放電裝置的功能

蓄電池組正極與直流母線正極間串聯(lián)一只二極管，裝置利用二極管的單向?qū)ㄌ匦裕餮b置保持正常為直流母線供電狀態(tài)，對蓄電池回路截止輸出;而蓄電池組的正極對直流母線處于回路導(dǎo)通備用狀態(tài)。從而實現(xiàn)直流系統(tǒng)整流輸出和蓄電池組互為備用為直流負(fù)荷不間斷供電的工作狀態(tài)，既不影響蓄電池放電，又不影響整流裝置正常工作。雙套電源，一主一備供電，確保直流系統(tǒng)安全供電

2.2研制交流失電自動停用放電裝置和失電告警的功能

蓄電池組放電啟動回路串聯(lián)接入交流接觸器的常開觸點JC1、JC2，交流接觸器的線圈接入站用交流母線電源，交流母線故障失電時交流接觸器失磁，其常開觸點JC1、JC2，斷開，終止放電。交流斷電時，最大限度的保證了蓄電池組的備用容量，為直流系統(tǒng)提供可靠電源。

交流斷電時交流接觸器的常閉觸點接通，可用于發(fā)“交流電源故障”和“放電儀停止工作”信號，提醒運(yùn)維人員及時處理。

2.3研制單體電池電壓降到終止放電值自動停止放電功能

利用單體電池巡檢儀器功能，單體電池電壓達(dá)到1.8V時自動啟動終止放電裝置，當(dāng)單體電池容量不足時，確保了蓄電池組留有足夠的備用容量，為直流負(fù)荷安全穩(wěn)定供電提供有力支撐。為更好是監(jiān)視變電站蓄電池組核對性放電時直流母線及蓄電池組電壓可在優(yōu)化回路的裝置上加裝兩塊直流電壓表，一塊接在裝置的直流母線端，另一塊接在裝置的蓄電池組端，便于工作現(xiàn)場實時監(jiān)測兩者電壓的變化，判斷蓄電池組工作是否正常。

3蓄電池組放電回路優(yōu)化后的操作與實施

確保操作的安全性，在裝置兩端連接帶絕緣外套的夾鉗，進(jìn)行蓄電池組核對性放電時將絕緣夾鉗兩端分別連接在直流母線與蓄電池組間正極熔斷器的上下接線柱上，進(jìn)行變電站蓄電池組核對性放電時斷開直流母線與蓄電池組間正極熔斷器，形成直流母線通過優(yōu)化后的裝置進(jìn)行連接。直流負(fù)荷由整流裝置供電，蓄電池組處于核對性放電和備用供電狀態(tài)，整流輸出通過優(yōu)化裝置與蓄電池組有效隔離。

4結(jié)論

該成果獲得國家實用新型專利一項。應(yīng)用后，其實踐效果顯著，攻克了蓄電池組在進(jìn)行核對性放電時，直流系統(tǒng)由蓄電池組單一供電，供電不可靠的難題。蓄電池充放電可靠率有了顯著改觀。可靠率由50%提高為99.9%，站內(nèi)直流消失率降為0.1%。保證了進(jìn)行蓄電池組核對性放電時對直流系統(tǒng)供電的可靠性，防止因直流失電造成開關(guān)及保護(hù)拒動致使大面積停電事故現(xiàn)象發(fā)生。由于變電站蓄電池組核對性放電時整流裝置與蓄電池組保持原有的一主一備為直流系統(tǒng)安全供電狀態(tài)，運(yùn)維人員不必不間斷斷監(jiān)視放電狀態(tài)，可從事變電站其他的運(yùn)維工作。提高了工作效率，減輕運(yùn)維人員的勞動強(qiáng)度。切實解決了現(xiàn)場實際問題。該技術(shù)成果在電力系統(tǒng)蓄電池組核對性放電領(lǐng)域繼續(xù)研究推廣，前景非常可觀。

（作者單位：國網(wǎng)盤錦供電公司）