变电站蓄电池安装存在的问题及解决措施王辉光--中国期刊网

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变电站蓄电池安装存在的问题及解决措施王辉光

发表时间：2020/5/9 来源：《电力设备》2020年第2期作者：王辉光杨松山游亮

[导读] 摘要:变电站在电网中起着电压等级变换的功能，而直流系统作为重要的能源供给系统，为设备电机电源控制、信号传输、继电保护、自动装置及事故照明等提供安全可靠的直流电源，直流系统是否可靠，对变电站内设备的安全运行取决定性作用，可靠的直流系统是变电站安全运行的基础。

        (海南输变电检修分公司海南海口 570100)
        摘要:变电站在电网中起着电压等级变换的功能，而直流系统作为重要的能源供给系统，为设备电机电源控制、信号传输、继电保护、自动装置及事故照明等提供安全可靠的直流电源，直流系统是否可靠，对变电站内设备的安全运行取决定性作用，可靠的直流系统是变电站安全运行的基础。
        关键词:　直流系统;　蓄电池;　电源；
        1.蓄电池工作原理
        电网变电站的直流系统充电方式是通过交流站用变的高频电源开关给蓄电池充电，若站内交流电源因故障或需要断开时，蓄电池依旧可以继续给站内的直流系统供电。由于直流电源的作用非常重要，因此直流电源自身的安全性和可靠性对整个变电站乃至整个供电系统的安全运行至关重要。虽然直流系统在绝大部分情况下是稳定的，但在实际运行过程中，也会存在发生故障的风险，最常见的故障为直流接地，占所有故障90%以上，当直流系统发生一点接地时，监视装置会发出报警信号；当直流系统两点及以上接地故障时，将可能使得保护装置发生误动或拒动；当交流、直流回路发生混接时也可能造成直流接地，从而引发继电保护装置发生误动作。
        直流系统作为电力系统中控制与保护的基础，作为一个独立的电源，直流系统不受发电设备、用电设备和电力系统接线方式的影响，能够独立得为继电保护装置、综合自动化装置、UPS电源、事故照明设备、信号设备及断路器的分、合闸操作等提供可靠的电源，从而保障电力系统安全稳定的直流用电，在变电站安全运行方面发挥着至关重要的作用。直流系统广泛应用于电力系统的每个角落，包括火电厂、水电厂、各种电压等级的变电站以及其他的载有直流负荷的企业和用户。直流系统是变电站的核心，在交流供电正常时，直流系统为变电站内的继电保护装置及自动装置和断路器分、合闸提供直流电源:在交流供电中断时百流系统可以继续为继电保护装置及自动装置、新路器跳闸与合闸、通信及事故照明提供可靠的直流电源，直流系统的正常运行与否，直接影响电力系统的安全运行。
        2.蓄电池选型
        根据南方电网变电站直流电源系统技术规范要求：直流电源系统作为变电站控制负荷和部分重要直流动力负荷的电源，其容量选取和接线方式应满足安全可靠运行的需要。220～500kV变电站直流电源系统均应配置两组高频充电装置和两组蓄电池，110kV变电站直流电源系统宜配置两组高频充电装置和两组蓄电池。容量在200Ah以上的阀控式密封铅酸蓄电池组应设专用的蓄电池室。对新建变电站两组蓄电池宜分别设置专用的蓄电池室。技改及扩建变电站应对同一蓄电池室内的两组蓄电池组间装设可靠防火间隔。安装在蓄电池室内的蓄电池应采用支架安装，不宜采用组屏安装。安装在同一层蓄电池之间宜采用有绝缘护套的连接条连接，不同层的蓄电池间应采用电缆连接，连接电缆要求用阻燃电缆，连接导线应力求缩短，蓄电池布置应合理、紧凑。铅酸蓄电池应采用单体为 2V 的蓄电池，直流电源成套装置组柜安装的铅酸蓄电池宜采用单体为 2V 的蓄电池，也可采用6V或12V 组合电池。蓄电池安装宜采用钢架组合结构，可多层叠放，应便于安装、维护和更换蓄电池。台架的底层距地面为 150mm~300mm，整体高度不宜超过 1700mm，宜便于安装、维护和更换蓄电池。每层蓄电池安装排数不宜超过两排，以利于巡检和维护时工作人员可以方便地接触到蓄电池的极柱端子。
        3.安装困境
        根据南网电力设备检修试验规程，蓄电池容量检查周期为前4 年每2年1次；4 年以后每年1 次，要求为采用 I10 电流进行恒定电流放电，蓄电池容量应为标称容量的 80%及以上。在变电站的蓄电池周期性核容过程中会发现电池劣化及因制造工艺问题造成电池柱松动氧化，为保障变电站直流系统的安全稳定运行，需要紧急更换蓄电池，而蓄电池在更换和按照过程中存在困境。
        目前，在蓄电池组安装中存在一个严重影响效率的问题，那就是蓄电池的上架存在困难，一般存在以下两个困难，1、蓄电池重量大，220kV变电站所需要安装的单个蓄电池可达到30kg，工作人员搬运电池是很费力的工作。2、电池架高，220kV变电站所安装的蓄电池尺寸都很大，电池架高度随之增加。电池架最高一层可达到1.6m。工作人员将30kg的蓄电池搬上1.6m的高度，是一件很费力的工作，一组蓄电池104节，上层一般有30节左右，搬运上架是一件很费时耗力的工作，搬运工作严重影响了工作效率。
        4.解决方法
        研制一套蓄电池搬运上架工器具，代替人工搬运蓄电池，工器具结构具有以下优点：
        1、底部面积及重量大，重心低，在搬运电池上架过程中不会出现倾倒的问题。
        2、采用电动机和链条配合，可将蓄电池组匀速搬运上升至指定位置。
        3、具有闭锁功能，搬运蓄电池上升过程中，相应卡扣动作卡住托面（有相应的解锁功能按钮），托面在蓄电池的重力下不可能往下掉，
        4、具有刹车功能，到达指定位置可以刹车停止。
        5、托面灵活结构，托面到达指定位置，可以左右运动，将蓄电池送达指定位置。
        能达到的效果：在电池架高、蓄电池重的情况下，由人工搬运改为机械搬运；机械按照过程中尺寸及安装规格可重复，形成规范化安装；在蓄电池拆装过程中保持平稳，防止人工脱粒蓄电池坠落风险，可操作性强。

        图1 110～500kV变电站直流电源系统电气主接线图（无降压硅链）
        参考文献：
        [1]陈伟.电力用阀控密封式铅酸蓄电池的运维及故障处理[J].电工技术，2012（11）.
        [2]巴普洛夫.铅酸蓄电池科学与技术[M].北京：机械工业出版社，2015.