直流系統(tǒng)為繼電保護、自動裝置和斷路器的正常動作提供動力,是變電站二次系統(tǒng)的“心臟”。
直流系統(tǒng)主要由充電裝置、控制單元、直流饋電單元、監(jiān)測單元、蓄電池組成,其中最主要設備就是充電裝置和蓄電池組。在變電站的日常運行與維護中需充分認識存在的問題,排除給工作帶來不應有的弊端。接下來我們淺析直流系統(tǒng)運行中的幾個誤區(qū),以便不斷完善直流系統(tǒng)運行與維護的經(jīng)驗。
直流系統(tǒng)運行不用維護——安全可靠、技術(shù)先進、降低造價是當前無人值班變電站的發(fā)展方向。形成變電站設計模式多樣并存,從常規(guī)站到無人值班,設備更新過程有先后,設備的先進程度不斷提高。在一、二次設備眾多的變電站,很多技術(shù)人員都只重視變電站繼電保護的配置、投退及繼電保護、控制等二次回路的完好性,卻忽視了為繼電保護、控制提供能量的直流系統(tǒng)。平時維護一般也只進行簡單的蓄電池輸出電壓測試和絕緣監(jiān)測。實際運行工作中直流系統(tǒng)導致運行異常的現(xiàn)象不時出現(xiàn),根據(jù)網(wǎng)絡電壓變化,階段性及時調(diào)整輸出的浮充、均充電壓,以免電壓異常而影響電池的壽命。免維護閥控式密封鉛酸蓄電池,已成為當前直流系統(tǒng)的主要元件,其“免維護”一詞又給使用者帶來認識上的誤區(qū),導致使用者放松蓄電池的日常維護管理。在思想認識上淡化直流系統(tǒng)的維護,是導致直流系統(tǒng)非正常運行的主要原因。其實免維護閥控鉛酸蓄電池并不是不要管理與維護,電池的變化是一個漸進和積累的過程,為保證電池使用良好,要檢測其單體和電池組的電壓、電池外殼和極柱的溫度、電池的殼蓋有無變形和滲液、極柱、安全閥周圍是否有滲液和酸霧逸出,并重新擰緊連接處螺釘(一次/半年)。
增加蓄電池數(shù)量以保證電壓——蓄電池個數(shù)的選擇是按正常浮充的運行方式來保證直流母線電壓的105%。12V單體蓄電池的浮充電壓在13.5V左右,一般220V直流系統(tǒng)的電壓要求在231V,個數(shù)選擇17個,其浮充電壓在230V,已能基本滿足要求。而在直流系統(tǒng)維護工作不到位的站所,故障時蓄電池組的端電壓下降快,無法滿足故障處理要求。為保證斷路器及其他設備的動作電壓在185V以上的基準,不抓蓄電池維護,而是通過增加蓄電池選擇個數(shù)來達到目的。這樣,18個電池浮充電壓達243V,19個電池浮充電壓達257V,均充電壓達270V,使直流系統(tǒng)中的高頻開關充電模塊及調(diào)壓鏈模塊等其他設施就經(jīng)常超負載,超電壓運行,反而減少了其工作壽命,造成惡性循環(huán)。
選擇大容量單套電源——高頻開關電源模塊具有體積小,質(zhì)量輕、技術(shù)指標先進,效率高等優(yōu)勢已成為當前直流系統(tǒng)電源的主導。型號上能滿足各類用戶的需要,有多種電流輸出規(guī)格,且無明顯價格差異,在分期的變電站建設中,為保證直流系統(tǒng)的正常擴容,而按大容量選擇。隨著無人值班變電站模式的推廣,直流系統(tǒng)的設計、運行、維護即出現(xiàn)新的問題,由于無人值班變電站現(xiàn)場監(jiān)測設施的創(chuàng)新,及各類高科技設備的投入使用,直流負荷使用明顯減少,而且直流系統(tǒng)中的高頻開關電源的模塊化組網(wǎng)選用n+1冗余,可疊加輸出,并機充電本身就考慮了其容量擴充,配置自如的特點。選擇單套充電模塊電流為0.1C10/n即可,如選擇過大,則極易引起蓄電池過充而失水,使蓄電池失效,同時在正常情況下,經(jīng)常性負荷很小,蓄電池的浮充電流大約只有0.03~0.4A,所需直流負荷不到1A,分各充電模塊的輸出電流就更小,造成控制困難,輸出電流不穩(wěn)定,從而影響蓄電池的使用壽命和直流系統(tǒng)的供電可靠性。
開置的充電模塊要多——高頻開關電源模塊組網(wǎng)一般采用n+1冗余,運行方式為并機運行疊加輸出。隨著各項技術(shù)的發(fā)展,變電站直流負載呈下降趨勢,在正常浮充狀態(tài)下,能自動完成一臺運行,其他備用的轉(zhuǎn)換來滿足浮充充電。但在失電后恢復電源等的狀態(tài)下,開置的充電模塊均自動向蓄電池主充充電,導致主充電流為開機模塊電流的總和。使充電電流過大而失水,影響蓄電池使用壽命。這樣可選擇足夠其0.1C10電流模塊數(shù)投運即可,其他讓其模塊冷備用,在其運行模塊出現(xiàn)故障時再投入運行。從而達到充電裝置有備用,蓄電池受電電流也均衡。
直流電源系統(tǒng)中發(fā)生單相接地,是變電站經(jīng)常出現(xiàn)的問題,如不及時處理充電模塊的輸出電流,直接流向接地點,會引起發(fā)熱,導致工作不正常。