一、項(xiàng)目背景

隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，變電站數(shù)量在迅速增加，直流系統(tǒng)的維護(hù)工作量越來(lái)越大。傳統(tǒng)的維護(hù)方式很難保證及時(shí)有效地進(jìn)行直流系統(tǒng)維護(hù)。按照規(guī)程規(guī)定，運(yùn)行的蓄電池組要定期進(jìn)行核對(duì)性放電，以便使蓄電池得到活化，容量得到恢復(fù)，使用壽命延長(zhǎng)，確保變電站的安全運(yùn)行。

但核對(duì)性放電要耗費(fèi)大量的人力物力，每進(jìn)行一個(gè)循環(huán)的核對(duì)性放電，就要耗時(shí)10小時(shí)（按10小時(shí)放電率電流），然后再進(jìn)行充電14小時(shí)以上，如果產(chǎn)品質(zhì)量不佳或運(yùn)行數(shù)年的蓄電池，需進(jìn)行三個(gè)循環(huán)核對(duì)性放電，以確認(rèn)蓄電池容量能夠滿(mǎn)足需要。

以一組蓄電池充放電試驗(yàn)6天，一個(gè)變電站兩組蓄電池、一次試驗(yàn)5人、42個(gè)變電站來(lái)計(jì)算，要完成全部蓄電池的充放電試驗(yàn)需要1260人次，即使以三年為一個(gè)周期，其工作量也是相當(dāng)大的，這只是直流維護(hù)中的一項(xiàng)試驗(yàn)。因此，實(shí)際工作中很難保證按時(shí)進(jìn)行核對(duì)性放電，致使蓄電池在運(yùn)行中存在安全隱患。

二、設(shè)計(jì)方案

1、在變電站新安裝蓄電池組遠(yuǎn)程核對(duì)性充放電柜，內(nèi)設(shè)主要有充放電模塊、蓄電池組放電裝置和充放電開(kāi)關(guān)等設(shè)備，

2、設(shè)計(jì)一套專(zhuān)門(mén)的軟件，從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢測(cè)裝置中調(diào)取數(shù)據(jù)，通過(guò)公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到辦公主機(jī)，也是通過(guò)辦公網(wǎng)絡(luò)控制充、放電開(kāi)關(guān)，進(jìn)行遠(yuǎn)程充放電。

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

具有自動(dòng)保護(hù)功能；自動(dòng)停止放電并報(bào)警，同時(shí)自動(dòng)記錄停機(jī)方式； 恒流放電，可由上位機(jī)設(shè)定放電參數(shù)，RS485通信；放電截止條件：放電時(shí)長(zhǎng)、放電容量、電池截止電壓、蓄電池組電壓低于設(shè)定的最低保護(hù)電壓、負(fù)載連線(xiàn)出現(xiàn)異常、通信中斷等。在對(duì)蓄電池放電時(shí)，作為放電負(fù)載接入放電回路。

本方案采用當(dāng)今最為流行的瀏覽器/服務(wù)器（B/S）模式，將各種不同功能子系統(tǒng)融合到一個(gè)統(tǒng)一的監(jiān)控平臺(tái)下，極大地方便了用戶(hù)的使用和管理。系統(tǒng)采用瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)，簡(jiǎn)化了用戶(hù)的使用復(fù)雜程度，只要會(huì)上網(wǎng)，就會(huì)熟練地使用本系統(tǒng)，而不需要專(zhuān)門(mén)的進(jìn)行培訓(xùn)。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖

四、系統(tǒng)軟件主要界面

由于本次只有110kV龐營(yíng)變一個(gè)變電站作為項(xiàng)目的研究試點(diǎn)，因此數(shù)據(jù)量不是很大，系統(tǒng)軟件可以安裝在普通的辦公計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器，若日后對(duì)多個(gè)變電站進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制則需要配備專(zhuān)門(mén)的服務(wù)器。

1、軟件開(kāi)關(guān)操作截圖

圖2 開(kāi)關(guān)操作截圖

在電池回路增加整流管（二極管）控制電流走向，同時(shí)在整流管（二極管）兩端并接一個(gè)直流隔離開(kāi)關(guān)。遠(yuǎn)程控制此開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)與閉合可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程放電。直流隔離開(kāi)關(guān)閉合直流系統(tǒng)正常工作。

直流開(kāi)關(guān)斷開(kāi)對(duì)電池進(jìn)行放電，利用整流管（二極管）單向?qū)ǖ男再|(zhì)，此狀態(tài)下充電機(jī)無(wú)法對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，但可以在緊急情下給負(fù)載供電。此方案可保證蓄電池不脫離負(fù)載設(shè)備，具有保護(hù)措施。

2、放電參數(shù)設(shè)置

圖3 放電參數(shù)設(shè)置

在放電參數(shù)設(shè)置完成后，即可斷開(kāi)充電開(kāi)關(guān)，合上放電開(kāi)關(guān)，開(kāi)始放電。對(duì)開(kāi)關(guān)操作時(shí)要向上級(jí)用戶(hù)發(fā)出申請(qǐng)，得到上級(jí)用戶(hù)許可后，方可進(jìn)行開(kāi)關(guān)的開(kāi)合操作。當(dāng)放電達(dá)到終止條件，放電結(jié)束，斷開(kāi)放電開(kāi)關(guān)，合上充電開(kāi)關(guān)，蓄電池進(jìn)入均充狀態(tài)。

3、放電電壓

圖4 放電電壓

放電過(guò)程中可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池組的電壓，并定時(shí)記錄電壓數(shù)值和柱狀圖。也具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)單體電池電壓的功能。下圖為蓄電池單體放電電壓圖，任意選取兩節(jié)蓄電池電壓記錄圖中。

圖5 蓄電池放電電壓

五、系統(tǒng)應(yīng)用效果

1、通過(guò)實(shí)現(xiàn)蓄電池遠(yuǎn)程核對(duì)性充放電試驗(yàn)，解決人員短缺、無(wú)法按時(shí)完成蓄電池核對(duì)性放電維護(hù)的問(wèn)題，有效降低運(yùn)行維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、工時(shí)和費(fèi)用。

2、及時(shí)完成蓄電池組容量的檢測(cè)，確保蓄電池工作在健康狀態(tài)，為變電站安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

因此，變電站蓄電池組遠(yuǎn)程核對(duì)性充放電的研究和推廣應(yīng)用，將具有廣闊的工程應(yīng)用前景和巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

本文編自《電氣技術(shù)》，標(biāo)題為“變電站蓄電池組遠(yuǎn)程核對(duì)性充放電的研究與應(yīng)用”，作者為胡廣超。