1 引言
變電所的直流係統是繼電保護、自動裝置和斷路（lù）器正確動作的基本保（bǎo）證，其穩定運行對防止係統破壞性事故擴大和設備嚴重損壞至為重（chóng）要。
隨著遠動技術（shù）和（hé）通信技術的發展，牡丹江電業局110KV及以下變（biàn）電所逐（zhú）漸改（gǎi）造成無人值班變電所，成立了集控站，對所轄各所進（jìn）行集中監控及運行維護，各所現場不再保留運（yùn）行值班人員，這就對蓄電池及充電（diàn）設備的**穩定運行提（tí）出了更高的要求。
以前，應用較為普遍的有鎘鎳蓄電池（chí）和鉛酸（suān）蓄電池兩種，充電設備采用可控矽整流裝置，但這兩種蓄電池存在維護工作量大，且複雜等現象，不利（lì）於集（jí）控站（zhàn）的**運行。而采用可控矽相控技術的充電設備，在紋波、體積、效率等（děng）方麵（miàn）不盡入意，監（jiān）控係（xì）統也不完善（shàn），采用主從備份行方式，集控站使用起來不方便，達不到電力係統新的技術標準（zhǔn）。另外，由於充電設備與蓄電池並聯運行，紋波（bō）係數（shù）較大，會出現蓄電池脈動（dòng）充電放（fàng）電現象，影響（xiǎng）蓄電池使用壽命。
針對以上情（qíng）況（kuàng）牡（mǔ）丹江電業局於1998年相繼更換了一些變電所的（de）直流設備，采（cǎi）用免維護鉛酸蓄電池代替鎘鎳蓄電池，充電設備也逐步采用高頻（pín）充電裝置。免維護鉛酸蓄電池（chí）具有體（tǐ）積小、重量輕、放電性能高、維護量小等特點，解（jiě）決了集（jí）控站運行維護的需（xū）要。
2 高頻開關電（diàn）源特點
2.1 高可靠性
采用開關電（diàn）源特有（yǒu）的模塊化設計（jì），N+1熱備份，大大提高了可靠性（xìng）。係統采用國（guó）際90年代（dài）的*新技術，所用（yòng）IGBT器件（jiàn）的耐壓水平，電流容量已完全能滿足現代電源要求；具有自主均流技術，模塊間輸出電流*大不平衡度小於±3%。體積小，重量輕，效率高，輸出的紋波極小，有利於延長電（diàn）池壽命。係統采用模塊疊（dié）加形式，維護方便。
2.2 高智能化
現代電力電子技術與計算機技術相結合，可實現對電源係統的遙測、遙控、遙（yáo）信、遙調，滿足變電（diàn）所綜合自動化要求實現無人值守（shǒu）。配（pèi）合使用的監控模塊（kuài）采用大屏冪（mì），液晶漢字顯示，聲（shēng）光告警（jǐng）。具有方便易於操作的優點（diǎn），可通過監控（kòng）模塊進行充電模（mó）塊參數設置（zhì），開關機控製。蓄電（diàn）池自動管（guǎn）理及保護，實現自動監測蓄電池的端電（diàn）壓，充放電電（diàn）流，並控製蓄電池（chí）的均充和（hé）浮（fú）充；可按不同型號及（jí）種類的蓄電池設置不同（tóng）的典型充電曲線進行。
3 牡丹江電業局免（miǎn）維護蓄電池及充電設備
3.1武漢電力儀表廠生產
110KV西郊變、東京城變（biàn）及渤海變蓄電池及充電設備於98年投入運行，充電櫃型號GZD33—100/220。電池型號UPS12—300，容量100AH，個數19支，單（dān）瓶電壓12V，單瓶正常浮（fú）充電壓13.5—13.8V，均充14.4—14.8V。
蓄電池自動運（yùn）行過程曲（qǔ）線如下：
3.2哈爾濱九洲電力（lì）設備製（zhì）造有限公司生產（chǎn）
110KV江南變、西山變、碾變、東（dōng）郊變、樺（huà）林變直流係統於2000年安裝投入運行，采用高頻開關（guān）技（jì）術，充電櫃型號GZDW111A—200AH/220V，蓄電（diàn）池型號（hào）GFM-200Z，容量200AH，個數108支，單瓶電壓2V，單瓶正常（cháng）浮（fú）充電壓（yā）2.22~2.24V。原理框圖如下：
各所直（zhí）流圖如下：
3.3 煙台東方電子生產
110KV北郊、中心變直流係統於2001年安裝投入（rù）運行，采用高頻開關技術，型號為DF0210A型高頻開（kāi）關直流操作電源係統，蓄電池型號GFM-110Z，容量110AH，個數（shù）108支，單瓶電（diàn）壓2V，單瓶正常浮（fú）充電壓2.22~2.24V，哈爾濱光宇製造。
35KV鐵嶺變、鏡泊湖變（biàn）於2000年安裝投入運行，采用煙台東方電子DF0210—220/30直流（liú）操作電源係統（tǒng）（可控矽整流型），蓄電池UPS型，容量100AH，個數（shù）19支，其它參數同西（xī）郊變蓄電池。
4 免維護蓄電池及充電設（shè）備的事故分析
牡丹江電業局（jú）的各種免維護蓄（xù）電池和（hé）充（chōng）電設備，在實際運行中，因為免維護蓄電池不同於以往我們（men）使用的鉛酸和鎘（gé）鎳蓄電池，雖然具有日常（cháng）維護量少（shǎo），不用補（bǔ）液等優（yōu）點，但是這不等於（yú）日常不用進行維（wéi）護及運行監視。在（zài）實際運行中我們在方麵有過深刻的（de）教訓（xùn）。
另（lìng）外，高頻整流電源係統，運行（háng）也不同於以（yǐ）往的矽整流直（zhí）流充電設備，其高度智能化，采用現代的高頻整流技術，結合（hé）微機（jī）技術，這就對我們檢修和運行人員提出了更（gèng）高的要求。不（bú）掌握其特點和（hé）運行（háng）要求勢必會造成不必要的損失。
4.1 西（xī）郊變蓄電池（chí）長期欠充
西郊變2001年（nián）4月21日，10KV西聯乙線送電，當操作到西聯乙線開關（guān）合閘時，開關合不上（shàng）閘（zhá）跳躍，各回路紅、綠燈閃爍，直流蓄電池組電壓（yā）降低至140V左右，現場檢查發現蓄（xù）電池容量下降，容量嚴重不足，不能滿足合閘要求。
經過檢修工區和運行工區有關人員現場分析判斷，充電機對蓄電池組（zǔ）輸出電壓（yā）為230伏左右，而蓄電池銘牌上要求正常浮充狀態電壓應為（13.5~13.8）*19=256.5~262.2V伏左右（yòu），相差近26.5V蓄電（diàn）池長（zhǎng）期處於欠充狀態，容量嚴重下降，才發生上述現象。現場手動將充電機（jī）投在均（jun1）充位置電壓在（zài）260V左右（yòu），進行均衡充電1個小時後，合閘成功。
事（shì）後通過檢修和運行部門的共同（tóng）檢查，當時蓄電池組電壓為235伏，與充電機輸出電壓相同，測量單瓶電（diàn）壓大部分為12V左右，個別蓄電池為11V左右。查（chá）看蓄電池上品牌要求單瓶浮充電壓應為13.5~13.8V，而按浮充機工作電（diàn）壓（yā）235V根本不能（néng）滿足蓄電池的浮充（chōng）要（yào）求（qiú），蓄電池長期處於欠充狀態（tài），容量不能滿（mǎn）足要求，因為當時蓄電池電壓不（bú）能達到要求，所以不能進行放電核對其容量，采取以下措施：
調高充電機的浮充、均充（chōng）、強充電壓，使之達到浮充電壓：13.6*19=258.6伏；均充電壓（yā）：14.6*19=277.4伏；強（qiáng）充電（diàn）壓：280.5伏。
打（dǎ）開（kāi）充電屏（píng）前麵板，按找到調節均充、浮充、強充的電（diàn）位器，首先調節（jiē）浮充電壓，將充電機把手切到均充位置，調節電位器，同時用表測量蓄電池（chí）端電壓，調節到258.6V；然後依次調（diào）節均充、強充電壓到相（xiàng）應值。
對蓄電池組進行6個小時的均充，蓄電池組電壓（yā）為277.4伏。六個小時均充之後，恢複浮（fú）充狀態進行浮（fú）充電運行，蓄電（diàn）池組電壓應為258.6伏
一個月後，蓄電池單瓶電（diàn）壓達到13.5伏以上（shàng）後進行一次核對性充放電，檢（jiǎn）查蓄電池的容量和硫化程度（dù）。
運行人員要經常測試蓄電池組及（jí）單瓶電壓（yā），使每個蓄電池單瓶電壓（yā）達到13.5伏以上（shàng）。
核對後根據情況，對蓄電池采取（qǔ）補救措施；
一個月後檢修、運行人員對西郊變（biàn）蓄電池進行（háng）了核對性檢查，具體過程見表1。
電池序號 | 9：00分放電前（qián） | 9：30分放電電流（10A） | 10：00分放電電流（10A） |
1# | 13.4 | 12.7 | 12.7 |
2# | 13.5 | 10.58 | 10.4 |
3# | 13.5 | 12.7 | 12.7 |
4# | 13.5 | 12.7 | 12.7 |
5# | 13.6 | 12.7 | 12.7 |
6# | 13.6 | 12.7 | 11 |
7# | 13.4 | 8.4 | 8.4 |
8# | 13.4 | 12.7 | 12.7 |
9# | 13.4 | 10.5 | 10.5 |
10# | 13.5 | 12.7 | 12.7 |
11# | 13.6 | 10.55 | 10.5 |
12# | 13.6 | 12.7 | 12.7 |
13# | 13.6 | 12.7 | 12.7 |
14# | 13.7 | 12.7 | 12.7 |
15# | 13.6 | 12.7 | 12.7 |
16# | 13.6 | 12.7 | 12.7 |
17# | 12.3 | 7.9 | 7.9 |
18# | 13.5 | 12.7 | 12.7 |
19# | 13.5 | 12.7 | 10.5 |
總 | 13.5 | 12.7 | 12.7 |
表1
根據表1可以看出個別蓄電池單（dān）瓶電壓下降較（jiào）快，而且隨著放電時間的延長，單瓶電壓落後的蓄電池個數也在增（zēng）加，因此在放電一小（xiǎo）時後停止放電，轉（zhuǎn）入充電狀態。
通過這次檢查發現，西（xī）郊變蓄電池容量明（míng）顯不足，按要求以（yǐ）0.1C（10A）電流對蓄電池放電，三（sān）小時內蓄電池單瓶電壓不應低於12V，而這次隻經過一小時就有7隻蓄電池單瓶電壓低於12V，*低的17#電池為7.9V。調高蓄電池組充電（diàn）電（diàn）壓，經過一（yī）個多月的浮充充電，對蓄電池的活化作用不明（míng）顯，個別蓄電池已經硫化嚴重。
經過了解，西郊變蓄電池於1998年12月初安裝時，當時沒有廠家人（rén）員參與，安裝（zhuāng）人員不了解免維護蓄電池的使用要求，沒有認真核對設備運行參數是否滿足**運行（háng）的要求，對運行人員也沒有正確交代蓄電池組及充電機的運行維護情況，使蓄電池長期在欠充狀態下運行，造成（chéng）蓄電池的硫化。
生產廠家在設備出廠時，對充電機（jī）輸出的浮充電壓（yā）、均充電壓及強充電（diàn）壓設定值較低，遠不能達到蓄（xù）電池組的運（yùn）行要求，造成蓄電池組長期欠充電。安裝後兩年內檢修（xiū）人員沒有（yǒu）對蓄電（diàn）池進（jìn）行過核對（duì）性充放電，不知道電池的運行情況是否良好，對蓄電（diàn）池長期欠充情況不了解。錯誤的以為，免維護（hù）蓄電池池就不用維護管理了。
運行人員沒（méi）有充分了（le）解蓄電池及充電設備的性能，沒有對蓄電池的運行狀況進行正確的監測，盲目認為免維護（hù）蓄電池不用（yòng）正常測試維護。以上多方麵（miàn）原因使西郊變蓄電池從安裝到發現問題，將（jiāng）近（jìn）兩年半的時間沒有人員維護監測，造成蓄電池硫化。
東京城、渤海變蓄電池組及充電機均同西郊變為一個廠家生產，吸取以上教訓，對這兩個所的設備（bèi）也進行了一次檢查。檢查發（fā）現東京城變（biàn）蓄電池組及充（chōng）電機運（yùn）行狀況（kuàng）良好，浮充電壓、蓄電池組電壓、單瓶電壓均滿（mǎn）足要求，沒有發現問題。渤海變充電設備設置電壓也偏低，沒有達到蓄電池技術要求，因（yīn）為所內直流負荷較（jiào）小，對蓄電池的影響不大，蓄電（diàn）池的（de）單（dān）瓶（píng）電壓基本複（fù）合要求，當時采取措施與西郊變相同。
4.2 GZDW111A直流係統蓄電池浮充（chōng）電流抖動（dòng）問題
充電櫃型號GZDW111A—200AH/220V，哈爾濱九洲生產，采用高頻整流模塊作為直流蓄電（diàn）池充（chōng）電電源。
剛投運時，發現蓄電池電（diàn）流表經常發生抖動現象，經（jīng）實際測量，發（fā）現整流輸出模塊輸出電流（liú）不穩定。經分析發現此套設備有三個高頻模（mó）塊同時運行，每個模塊額定輸出*大電流10A，都（dōu）投入時能輸出（chū）30A電流（liú），可以滿足對蓄電（diàn）池進行主充和均充的要求。可是當正常負荷很小時，如正常運行蓄電池浮充電流大約為0.03~0.04A，而直流負荷又不大時，江南變正常（cháng）負荷（hé）電流為（wéi）2.8A左右，其他各所在3—5A左右，三個模塊同時運行運行，每個輸出電流還不到1A，這就（jiù）造成三個（gè）模塊進行均流控製的困難，使模塊輸出電流的不穩定，蓄電池充（chōng）電電流發生抖動，這種現象要是長期下去那麽對蓄電池的使用壽命將有很大的影響。
根據以上分析，采取以下措施，將（jiāng）三個模塊停用一個，平時隻是有兩個模（mó）塊運行，另一個備用，那麽運（yùn）行的模塊每（měi）個輸出電流就達到大約2A，模（mó）塊輸出電流趨於穩定（dìng），保（bǎo）證了蓄電池的**運行。
對於江南變，因為負荷電流太小，停用一個模塊後，還是出現電（diàn）流抖動現象，我們采取在直流負（fù）荷回路增加阻性負載的辦（bàn）法來解決。利用閑置的控製回路負荷（hé）開關，在屏（píng）內接一個500歐姆的電阻，人為增大直流負荷，提高模塊的輸出電流，也解決了浮充電流抖動的問題。在這裏需要注意的（de）是電阻發熱，容易烤壞臨近的設備和接線，我們就做了一個固定支架，將（jiāng）電阻固定在屏內空間大的位置，這樣就避免了影響其他運行設備的問題。采取以上辦法，在沒有出現此類問題。
4.3東（dōng）郊變GZDW111A直流係統電壓異常告警
2000年11月，東郊（jiāo）變（biàn）直流（liú）屏告警，現場檢（jiǎn）查發現，電壓異常告警，合閘母線電壓達到280V左右，此時（shí）工作的兩塊模塊的輸出電（diàn）壓也（yě）異常升高到280V左右（yòu），監控單元的故障燈報警，封閉式蓄電池（chí）內能夠聽見“絲絲”的過充電氣泡聲。
立即停用（yòng）充電模塊（kuài），用（yòng）蓄電池帶所內直流負荷，停用監控模塊，此（cǐ）時，直流母（mǔ）線電壓恢複正常。首（shǒu）先采取以下措施，斷開充電屏的交流電源，使充電設備斷電。過幾分鍾後，給（gěi）上交流電，投入監控模塊（kuài）和充（chōng）電模塊，故障依舊。初步判斷是由於監控模塊內部故障引（yǐn）起的電壓異常。此時，停（tíng）用故障的監控、充電模塊（kuài），將係統內備用模塊（kuài）投入運行。備用模（mó）塊直（zhí）接接在直流控製母線（xiàn）上（shàng），給控（kòng）製母線供電，帶常（cháng）規（guī）所內直流負荷（hé），開關合閘電流由蓄電池供給。之後經生產廠家來人檢查發現（xiàn），故障出現在監控模塊（kuài）內，有一個監控芯片損壞，造成輸出模塊電壓異常升高（gāo），更換芯片後（hòu）故障消除。
這裏要說明，此套設備出現故障時，遇到故障處理不了時，應及時投入備（bèi）用模塊帶出直流負荷，保證蓄電池不（bú）能過放電。還應聯係廠家盡快來人處理。
4.4 結論
以（yǐ）上是（shì）我們在幾年運行中遇（yù）到的（de）典型問題，由此我們可以看出，免維（wéi）護（hù）蓄電池不能認為是投入運行（háng）後就不需要人員來維護，隻是相對其（qí）它蓄電池不需要加水，減少（shǎo）了維護量。運行中還是需要監視其運行狀（zhuàng）態的。而充電設備（bèi）由相控設（shè）備逐漸發展（zhǎn）到高頻電源設備（bèi），在實時監測和智能化管理功能上有了很大的進步，但也存在不利於現（xiàn）場人員維修的問題。
5 免維（wéi）護蓄電池和高頻充（chōng）電設備的運行（háng）維護
免維護鉛酸蓄電池為連續浮充電應用（yòng）設計的（de），也可用於循環充放電使用。充（chōng）電方法必須采用限流—恒壓方法進行。蓄電（diàn）池（chí）在恒壓充電時電流逐漸（jiàn）減少，並*終趨於穩定，如果降至0.01C10以下，並保持3—5小時基本不變時（shí）這表明電池已基本充飽，可以轉浮充運行。充電機均可以根據根據事先設定好的運行參（cān）數，自動完成蓄電（diàn）池的恒流充電、恒壓充電和浮充電（diàn）過程。
充電（diàn）設備的參數，根據所配蓄電池的參數進行調整正確（què），一（yī）定要保（bǎo）證浮充電壓、均充電（diàn）壓在合格範圍內，保證（zhèng）蓄電池正常（cháng）浮充電運行，不至於造（zào）成過充、過放電。參數（shù）設定（dìng）好後，如無特殊需要，不要隨意更改。
蓄電池可（kě）以在-20C—+50℃內（nèi）使用。有效的工作溫度（dù）5—35℃，如果要獲得*佳的使用壽（shòu）命應在15—25℃環境下（xià）使用。
蓄電（diàn）池在運輸、儲（chǔ）存和安（ān）裝過程中若時間很長會失（shī）去一定容量。如果不需校核容量，當電池開路端電壓≥2.13V時可以直接投入浮充運行，但開路（lù）端電壓<2.13V時應先進行（háng）均（jun1）衡充電，然（rán）後投（tóu）入浮（fú）充（chōng）運行。（額定電壓12V蓄電池（chí），端電壓為12.8V）
為保證（zhèng）電池有足夠的容量，每年要進行一次容量恢複試驗，讓電池內（nèi）的活化物質活化（huà），恢（huī）複電池的容量。其主要方法是將電池組脫離充電機，在電池組兩（liǎng）端加上可調負載，使電池組的放電電流為額定容量的0.1倍，每半小時記（jì）錄一次電池電壓，直（zhí）到電池電壓下降到1.8V／隻(對於2V／隻的單體電池)或10.8V／隻(對於12V／隻的（de）單（dān）體電池（chí）)後停止放電，並記錄時間。靜置2小時後，再用同樣大小的電流對蓄電池進行恒流充電，使電池電壓上升到2.35V／隻或14.1V／隻，保護該電壓對電池進行8小（xiǎo）時的均衡充電後將恒壓（yā）充電電壓（yā）改為2.25V／隻或13.5V／隻，進行浮充（chōng）充電。上述方（fāng）法，可以放出蓄電（diàn）池容量的80%，由於考慮到**運行，也可以放出蓄電池容量（liàng）的30~50%左右，這需要查蓄電池的放電曲線來進（jìn）行。
每月應（yīng）測（cè）一次電池單體（tǐ）電壓及終端（duān）電壓，檢查充電設備運行參數是否在合格範圍之內，有無故障告警（jǐng）信號。檢查一下外觀有無異常變形和發熱。浮（fú）充總電壓應達到蓄電池要求，並保持在1%之（zhī）內。
不要單獨增加或減少電池組中幾（jǐ）個單體電池負荷，這將造成單體電池容量的不平衡和充（chōng）電的不均一性，降低電池壽命。如在整組電池抽出一部分做（zuò）其它電源（yuán），或充電不在一起，放電（diàn）時疊加一起。
正常浮充運行是不（bú）需要（yào）均衡充電，如發現出現以下情況應進行均衡充電（diàn）：
1 正常浮充時，蓄電池單體電（diàn）壓偏差（chà）超過0.1V。
2 個別（bié）單體電池電壓低於2.18V或13.4V。
3 長期達不到浮充要求，每半年進行一次。
4 放電後24小時之（zhī）內未及時充（chōng）電（diàn）。
5 長期小（xiǎo）電流（liú）深度放電。
6 過（guò）流放電（電流（liú）大於規（guī）定20%）和過量放電（超（chāo）過額定容量10%應立即進行（háng）均衡（héng）充）。
7蓄電池因單隻容量不夠需（xū）更換（huàn）時，隻能一次性全部（bù）更換，不能僅把性能指標不夠的蓄電池單獨更換（huàn）下來，否（fǒu）則會因蓄電池（chí）的內阻不平衡而影響整組電池的發揮，縮短整組電池的使用壽命。
8高頻電源係（xì）統，采用模塊化設計，當出現故障時，可以立即投入備用模塊，恢複直（zhí）流供電（diàn），保證蓄電池不能過放電。
6 結論
經過（guò）幾年的實際運（yùn）行，我們逐漸摸索出免維護蓄電池及充電設備運行使用維護的一些經驗，對出（chū）現的問題能夠進行處理和解決，保證了直流設備（bèi）的**運行（háng）。同時根據實際取得的經驗修編了蓄電池運行使用（yòng）規定，完善（shàn）到運行規程中去，使運行、檢修人員便於（yú）監護、維護（hù）蓄電（diàn）池。現在我局各變電所的直（zhí）流設備運（yùn）行很穩定。
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