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110V变电站直流系统事故案例分析和改进建议

110V变电站直流系统事故案例分析和改进建议

 

确保变电站直流系统充电模块和蓄电池组持续可靠输出是变电站安全稳定运行的一个重要环节,文章对110kV变电站直流系统接线方式典型设计进行了分析,并结合近期的一起主变压器失电后引起全站直流系统失电的故障展开深入论证,提出了直流系统典型设计在变电站实际应用中存在的薄弱环节、蓄电池常规监测手段的局限性以及相关改进建议。

 

目前110kV变电站站内交直流系统之间的匹配存在一定的薄弱环节,即交流系统400V母线基本为单母线供电方式,其向直流系统供电的一主一备两个电源均出自同一母线,当变电站站用电电源因故障或其他原因发生切换时,直流系统的充电装置必然会短暂停止输出,在此期间完全靠蓄电池组来对变电站直流负载供电。由于目前变电站直流系统典型设计中对蓄电池组日常的在线监测手段不够丰富,当日常运行中蓄电池组中单个蓄电池发生异常时可能无法迅速发现并消除,使得蓄电池组在充电装置停止输出时也无法输出。当出现这种情况时,一旦遇到变电站发生负荷侧近区故障,会因负荷侧母线电压瞬时降低而引起站用电切换后直流短暂停止输出,导致保护失电而无法可靠切除故障,引起故障停电范围扩大。

 

 

下面一列子就是某变电站机房蓄电池故障导致整个直流供电中断,在平时电压监测电池却是正常的,原因是其中有一节12V电池形成了开路状态,变成了28V,所以在充电机充电时整组电压并没有什么反常,总电压还是:系统端为243V,电池组端电压为238V,显示仍然正常的,但一旦脱离充电,要用到蓄电池的电池,这时蓄电池是供不上电的,但系统却检测不对异常。

 

据此可以判定:在充电模块和控制模块都不工作的情况下,由于10号电池故障,导致蓄电池组没有直流输出。因此当模块失电需要蓄电池应急供电时,蓄电池组已无法正常向直流负载供电,从而导致全站所有直流负载全部失电,并直接导致事故变电站远动通信中断退出,备自投装置全部失电而无法动作。本次故障后我们对更换下来的10号蓄电池进行了测试,发现其内阻已接近无穷大,蓄电池实际内部已经开路,而正常的120Ah的12V单体蓄电池其内阻一般为4~5m。

 

蓄电池组突然“失效”的原因分析

当前使用的阀控式铅酸蓄电池(VRLA)端电压与放电能力无相关性,VRLA电池和电池组在运行过程中,随着使用年限的增加很有可能会出现个别或部分电池因内阻变大,呈退行性老化现象。实践证明,整组电池的容量受状况最差的那节电池的容量值影响最大,而不是以平均值或额定值(初始值)为准。当电池的实际容量下降到其本身额定容量的90%以下时,电池便进入衰退期;当容量下降到原来的80%以下时,转入急剧的衰退状况,衰退期很短,可能在一次核对性充放电后2~3个月就失效,而且蓄电池组都是串联方式,如果其中一节发生问题,则整组蓄电池都将失效,导致直流系统面临极大的事故隐患。特别是单节12V电池组,一节失效就导致整组失效。

 

如果更好的掌握蓄电池安全运行

基于上述情况,认为在蓄电池组的日常运行时,光靠检测蓄电池单体电压来判断单体蓄电池是否正常有很大的局限性,必须要增加对单体蓄电池在线监测的手段,比如增加对单体蓄电池内阻的在线监测。

 

通过大量的试验得出:蓄电池的内阻值随蓄电池容量的降低而升高,也就是说,当蓄电池不断的老化,容量在不断的降低时,蓄电池的内阻会不断加大。通过这个试验结果,我们可以得出,通过在线对比整组蓄电池的内阻值或跟踪单体电池的内阻变化程度,可以提前发现并找出整组中落后的电池,同时结合单体蓄电池的电压监测和单体放电测试,可以大大提升蓄电池组的健康水平,并大幅降低维护工作强度,使直流系统的后备电源系统更加安全稳定运行。

 

蓄电池在线监测管理系统的应用

   PEN-PD110蓄电池在线监测管理系统不仅掌握蓄电池电压,电流,还有更重要的是掌握每一单体电池的内阻值,电池内部温度,机房环境温度,漏酸检测等一系列的监测预测,在这大数据时代,蓄电池的应用比非常广泛,投值机房重地却在关键时候派不上用场的话那就形同虚设,所以蓄电池也应该进入大数据管理,做到更安全,维护更便捷,掌握更清晰。广州浦尔纳电子科技有限公司对蓄电池维护有着更专业的团体,他承接上门核对放电,内阻测试,电池维护,容量检测,系统施工等专业工程。

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