新東安變電站蓄電池報(bào)廢原因分析及解決辦法研究

引言

直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于變電站整體的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，直流系統(tǒng)是變電站的心臟，對(duì)發(fā)生的異常和故障需及時(shí)的處理，才能保證安全運(yùn)行。直流母線電壓是整個(gè)直流系統(tǒng)的核心，一切直流工作都是為了保證直流母線電壓的穩(wěn)定，目前變電站直流系統(tǒng)尤其是直流母線電壓設(shè)置的定值存在的問題，對(duì)直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，乃至整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行可能造成不利，本文正是基于這種現(xiàn)狀，希望對(duì)直流電壓報(bào)警值給予改善，確保直流系統(tǒng)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(tǒng)成套設(shè)備，標(biāo)稱電壓為220V，2001年生產(chǎn)；二組蓄電池為2001年11月運(yùn)行，曲阜圣陽(yáng)生產(chǎn)的GFM-200AH電池。一組蓄電池于2006年1月更換新的曲阜圣陽(yáng)GFM-200AH電池（當(dāng)時(shí)放電試驗(yàn)僅放出容量5％），1＃充電機(jī)盤和逆變電源盤挨著。

直流專業(yè)于2006年1月12日對(duì)新東安兩組蓄電池進(jìn)行完全核對(duì)性放電,新東安站蓄電池投入運(yùn)行時(shí)間2001年11月,新東安1＃電池組放電10分鐘后測(cè)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(jīng)耗盡了，這時(shí)僅僅放出容量5％。而2組蓄電池放出容量的100％。針對(duì)上述問題我們對(duì)新東安充電機(jī)做了穩(wěn)壓特性試驗(yàn)并記錄如下：

1：測(cè)試前發(fā)現(xiàn)1#充電機(jī)電壓變化為0.4V，電流在0.4A內(nèi)變化,電池充電電流在－0.37A＋0.16A變化

2：試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)停止微機(jī)監(jiān)控裝置后，電壓穩(wěn)定不變，電流變化為0.02A

3：試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)1段母線在運(yùn)行時(shí)交流分量為1.15V，2段母線運(yùn)行時(shí)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(jī)阻性負(fù)荷試驗(yàn)記錄見下表(測(cè)試時(shí)交流不停電，用自偶調(diào)壓器改變交流電壓)

原因分析：從測(cè)試結(jié)果看，1＃充電機(jī)比2＃充電機(jī)的交流分量稍大，此時(shí)逆變電源的直流負(fù)荷開關(guān)是斷開的，說明1＃充電機(jī)受到了逆變電源的電磁干擾，是傳導(dǎo)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(chǎng)強(qiáng)度的曲線圖，從圖中可以明顯看出，距離越近，干擾的強(qiáng)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(jī)受到了輻射干擾，而2＃充電機(jī)并沒有輻射干擾的原因。

下面來(lái)分析起傳導(dǎo)干擾。

傳導(dǎo)干擾的定義：通過導(dǎo)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(hào)線（小功率開關(guān)量及數(shù)字信號(hào)，干擾?。?，

右圖是新東安站的逆變電源和直流充電機(jī)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(guān)傳到直流充電機(jī)的路徑。

那么逆變電源又是怎么產(chǎn)生干擾信號(hào)的那，下圖是逆變電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，逆變電源本身是有一個(gè)從直流逆變成高頻交流的過程，在這個(gè)過程中就產(chǎn)出了高頻的干擾信號(hào)，即高頻諧波，在高頻整流成直流時(shí)，雖然有濾波裝置，但是逆變電源運(yùn)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(guān)反送到直流母線，而充電機(jī)電壓采樣單元受到了影響，再加上穩(wěn)壓?jiǎn)卧杏胁顒?dòng)放大單元，造成直流充電機(jī)的輸出電壓不穩(wěn)，紋波也比較大。

新東安變電站配置的是智能性的充電機(jī)控制系統(tǒng)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，也是充電機(jī)性能下降的次要原因。

充電機(jī)的穩(wěn)壓不好，紋波不好的直接后果就是對(duì)蓄電池經(jīng)常性的進(jìn)行充電，放電，這樣在時(shí)間長(zhǎng)了，在蓄電池極板表面就形成了難以復(fù)原的大顆粒狀的硫酸鉛晶體，蓄電池的活性物質(zhì)不能進(jìn)行雙硫化反應(yīng)，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(gè)要是想要改變只能是斷開直流逆變電源負(fù)荷，這顯然是不允許的。

2：更換逆變電源是一個(gè)解決諧波問題的根本方法，是最能夠達(dá)到效果的。

3：考慮給逆變電源加一個(gè)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(huì)輸出到直流系統(tǒng)，這是控制輻射干擾的干擾源。

4：給充電機(jī)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(tǒng)不受諧波的干擾，這是控制輻射干擾的被干擾設(shè)備。

5：把新東安變電站的逆變電源盤移動(dòng)到其它位置，遠(yuǎn)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(duì)北京電力公司新東安變電站2006年1#蓄電池組報(bào)廢的原因分析和處理方法意見，希望能夠?qū)窈筇幚砗弥绷飨到y(tǒng)與逆變電源的關(guān)系，提高蓄電池的可靠運(yùn)行提供幫助。其中不當(dāng)之處在所難免，請(qǐng)?zhí)岢雠u(píng)指正，不勝感激。

參考文獻(xiàn)：

1. 北京電力公司變電站直流系統(tǒng)管理制度

2. 閥控鉛酸蓄電池實(shí)用技術(shù)問答 中國(guó)電力出版社

3. 閥控鉛酸蓄電池實(shí)用技術(shù) 中國(guó)電力出版社

4. 電磁兼容原理與應(yīng)用機(jī)械工業(yè)出版社