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变电站蓄电池故障检测与维护
发布时间:2019/12/27武汉市豪迈电力自动化技术有限责任公司

直流系统是变电站非常重要的组成部分,为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠供电,对变电站的可靠运行起着至关重要的作用。 近年来,随着变电站系统的不断完善,新设备陆续引进,新技术不断应用,自动化、数字化程度的提升,对直流系统的运行管理和维护也提出了更高的要求。

一、目前直流系统维护的主要方法

1、放电核容: 人工进行,周期1-2年,放电容量50%-100%*C10,通过单体电池电压是否提前达到截止电压判断电池性能。

2、内阻测量: 人工进行,周期1年,通过蓄电池内阻之间的横向比较判断单体电池的性能。
3、电压测量: 人工进行,周期3个月,测量蓄电池浮充状态下的单体端电压,判断单体蓄电池性能。
4、在线监测: 电压巡检仪或其他蓄电池监测设备测量蓄电池实时电压,定期测量蓄电池内阻。

二、目前直流系统维护难题

1、维护技术难度大
由于蓄电池组是串联结构且长期处于浮充状态,运行电压稳定、电流很小,常规的直流运维方法无法实时有效避免突发性蓄电池组容量下降、单体蓄电池开路、蓄电池组脱离直流母线等故障。 蓄电池性能下降时外在表现不明显,需要根据单体电池一段时间参数的变化趋势以及不同电池之间参数的不一致性等进行系统分析,才能得出电池的劣质程度,这对维护人员专业知识技能也提出较高要求。
2、人工维护工作量大
蓄电池组每年都需要进行全面检查,检查项目包括端电压、电阻等4大项12个小项目。 对于单体电池每月一次端电压测量、6-12个月一次单体电池内阻测量、1-2年一次核容放电试验等,若完全依靠人工进行,耗时耗力操作难度较大。
3、 开路监测数据可能不准确
蓄电池长期处于浮充状态,电压巡检仪上报出的电压过高信息可能是由电池过充造成的,难以从电压在线监测状态发现开路电池。 电池离线检测能够通过开路电压、内阻等初步判断电池是否开路,但是变电站电池离线检测只能周期性进行,最多一个季度检查一次。 两次检测时间间隔越长,电池在此期间出现开路的风险越大。
4、 发生开路后临时补救措施有限
当站用交流电失电或者受到大电流冲击时,蓄电池组缺陷可能会导致直流系统容量崩溃并进一步造成电力系统保护功能失效。 目前部分变电站在直流母线上挂超级电容,当直流系统完全失电前,由超级电容向直流母线短时间供电以完成应急保护动作。 该方法虽短时间有效,但是无法应对系统性故障或者长期故障。

三、直流系统整体解决方案

针对目前蓄电池组普遍存在的问题,武汉豪迈电力根据直流行业相关标准,深入研究开发了MDC-1000G 蓄电池组多功能状态监测及失压补偿系统 该系统通过模组方式,集合了直流系统远程核容、失压补偿、故障录波、单体模块在线监测分析等功能。

△  MDC-1000G 蓄电池组多功能状态监测及失压补偿系统

△ 系统组成结构图

重复工作自动化、远程化: 核容测试、内阻测试等耗时的测试项目,不需大量工时投入,管理人员通过远程(或者就地)发送核容请求,系统自动调配充电机并完成放电核容测试,将测试结果保存、上传。 测试过程中,系统自动检测整组电池及单节电池的电流、电压、温度等信息,记录充放电曲线,甄别出落后电池。 核容测试采用先进的回馈式放电方式,将电能通过逆变回馈至电网系统。

复杂工作智能化: 系统将单次测试结果与历史测试数据进行比对,智能判定电池状态,提高测试结果可靠性。

直流母线开路监测及失压补偿: 当直流母线部分出现开路时,系统自动隔离故障部分,并将正常部分母线经过DC//DC转换,给失压部分供电,并实时将状态信息上传,为故障处理争取更大的预留时间。

直流运行数据故障录波: 在各种突变量情况下启动故障数据录波,记录各参数变化情况和整个事故过程,便于事故后分析。

两组电池解决方案: 蓄电池内阻在线监测模块、失压补偿及录波模块、远程核容模块及远传通信模块。 (各模块根据实际工况选配)

单组电池解决方案: 蓄电池内阻在线监测和跨接模块、录波模块、远程核容模块及远传通信模块。 (各模块根据实际工况选配)

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