新東安變電站蓄電池報廢原因分析及解決辦法研究

引言

直流系統的安全穩定運行對于變電站整體的安全穩定運行至關重要，直流系統是變電站的心臟，對發生的異常和故障需及時的處理，才能保證安全運行。直流母線電壓是整個直流系統的核心，一切直流工作都是為了保證直流母線電壓的穩定，目前變電站直流系統尤其是直流母線電壓設置的定值存在的問題，對直流系統的安全穩定運行，乃至整個電力系統的安全穩定運行可能造成不利，本文正是基于這種現狀，希望對直流電壓報警值給予改善，確保直流系統安全可靠。

具體情況：目前北京電力公司新東安站配置珠海泰坦直流系統成套設備，標稱電壓為220V，2001年生產；二組蓄電池為2001年11月運行，曲阜圣陽生產的GFM-200AH電池。一組蓄電池于2006年1月更換新的曲阜圣陽GFM-200AH電池（當時放電試驗僅放出容量5％），1＃充電機盤和逆變電源盤挨著。

直流專業于2006年1月12日對新東安兩組蓄電池進行完全核對性放電,新東安站蓄電池投入運行時間2001年11月,新東安1＃電池組放電10分鐘后測量有12只電池低于電池廠家正常放電曲線，也就是說容量已經耗盡了，這時僅僅放出容量5％。而2組蓄電池放出容量的100％。針對上述問題我們對新東安充電機做了穩壓特性試驗并記錄如下：

1：測試前發現1#充電機電壓變化為0.4V，電流在0.4A內變化,電池充電電流在－0.37A＋0.16A變化

2：試驗發現停止微機監控裝置后，電壓穩定不變，電流變化為0.02A

3：試驗中發現1段母線在運行時交流分量為1.15V，2段母線運行時交流分量為0.5V，拉開1段直流盤的逆變電源后，1段直流母線交流分量下降為0.5V。

4：新東安站充電機阻性負荷試驗記錄見下表(測試時交流不停電，用自偶調壓器改變交流電壓)

原因分析：從測試結果看，1＃充電機比2＃充電機的交流分量稍大，此時逆變電源的直流負荷開關是斷開的，說明1＃充電機受到了逆變電源的電磁干擾，是傳導干擾和輻射干擾的共同作用的混合干擾。

右圖是輻射干擾的距離與電場強度的曲線圖，從圖中可以明顯看出，距離越近，干擾的強度就越大，而且并不是線性的，而是非常的陡峭的曲線，這就是1＃充電機受到了輻射干擾，而2＃充電機并沒有輻射干擾的原因。

下面來分析起傳導干擾。

傳導干擾的定義：通過導線，阻容，變壓器等傳播干擾，即“路” 的干擾；傳播途徑右公共電源、電源線，公共地線，成束信號線（小功率開關量及數字信號，干擾小），

右圖是新東安站的逆變電源和直流充電機的連接示意圖，圖中紅線所示即是逆變電源通過逆變電源的直流開關傳到直流充電機的路徑。

那么逆變電源又是怎么產生干擾信號的那，下圖是逆變電源的內部結構示意圖，逆變電源本身是有一個從直流逆變成高頻交流的過程，在這個過程中就產出了高頻的干擾信號，即高頻諧波，在高頻整流成直流時，雖然有濾波裝置，但是逆變電源運行年久，濾波效果不是很好，造成諧波從逆變電源的直流開關反送到直流母線，而充電機電壓采樣單元受到了影響，再加上穩壓單元中有差動放大單元，造成直流充電機的輸出電壓不穩，紋波也比較大。

新東安變電站配置的是智能性的充電機控制系統，設備運行時間較長，也是充電機性能下降的次要原因。

充電機的穩壓不好，紋波不好的直接后果就是對蓄電池經常性的進行充電，放電，這樣在時間長了，在蓄電池極板表面就形成了難以復原的大顆粒狀的硫酸鉛晶體，蓄電池的活性物質不能進行雙硫化反應，造成蓄電池容量的喪失。

處理方法：

1：主要是考慮直流母線與逆變電源的連接，這個要是想要改變只能是斷開直流逆變電源負荷，這顯然是不允許的。

2：更換逆變電源是一個解決諧波問題的根本方法，是最能夠達到效果的。

3：考慮給逆變電源加一個屏蔽層，如鋁薄隔膜，屏蔽層的外殼必須接地，使得逆變電源的諧波等不會輸出到直流系統，這是控制輻射干擾的干擾源。

4：給充電機電壓采集模塊和控制單元加屏蔽層，屏蔽層的外殼必須接地，使得充電的電壓采樣和控制系統不受諧波的干擾，這是控制輻射干擾的被干擾設備。

5：把新東安變電站的逆變電源盤移動到其它位置，遠離直流電源盤，這樣也是有效減少輻射干擾的方法。

以上是對北京電力公司新東安變電站2006年1#蓄電池組報廢的原因分析和處理方法意見，希望能夠對今后處理好直流系統與逆變電源的關系，提高蓄電池的可靠運行提供幫助。其中不當之處在所難免，請提出批評指正，不勝感激。

參考文獻：

1. 北京電力公司變電站直流系統管理制度

2. 閥控鉛酸蓄電池實用技術問答 中國電力出版社

3. 閥控鉛酸蓄電池實用技術 中國電力出版社

4. 電磁兼容原理與應用機械工業出版社