新东安变电站蓄电池报废原因分析及解决办法研究

引言

直流系统的安全稳定运行对于变电站整体的安全稳定运行至关重要，直流系统是变电站的心脏，对发生的异常和故障需及时的处理，才能保证安全运行。直流母线电压是整个直流系统的核心，一切直流工作都是为了保证直流母线电压的稳定，目前变电站直流系统尤其是直流母线电压设置的定值存在的问题，对直流系统的安全稳定运行，乃至整个电力系统的安全稳定运行可能造成不利，本文正是基于这种现状，希望对直流电压报警值给予改善，确保直流系统安全可靠。

具体情况：目前北京电力公司新东安站配置珠海泰坦直流系统成套设备，标称电压为220V，2001年生产；二组蓄电池为2001年11月运行，曲阜圣阳生产的GFM-200AH电池。一组蓄电池于2006年1月更换新的曲阜圣阳GFM-200AH电池（当时放电试验仅放出容量5％），1＃充电机盘和逆变电源盘挨着。

直流专业于2006年1月12日对新东安两组蓄电池进行完全核对性放电,新东安站蓄电池投入运行时间2001年11月,新东安1＃电池组放电10分钟后测量有12只电池低于电池厂家正常放电曲线，也就是说容量已经耗尽了，这时仅仅放出容量5％。而2组蓄电池放出容量的100％。针对上述问题我们对新东安充电机做了稳压特性试验并记录如下：

1：测试前发现1#充电机电压变化为0.4V，电流在0.4A内变化,电池充电电流在－0.37A＋0.16A变化

2：试验发现停止微机监控装置后，电压稳定不变，电流变化为0.02A

3：试验中发现1段母线在运行时交流分量为1.15V，2段母线运行时交流分量为0.5V，拉开1段直流盘的逆变电源后，1段直流母线交流分量下降为0.5V。

4：新东安站充电机阻性负荷试验记录见下表(测试时交流不停电，用自偶调压器改变交流电压)

原因分析：从测试结果看，1＃充电机比2＃充电机的交流分量稍大，此时逆变电源的直流负荷开关是断开的，说明1＃充电机受到了逆变电源的电磁干扰，是传导干扰和辐射干扰的共同作用的混合干扰。

右图是辐射干扰的距离与电场强度的曲线图，从图中可以明显看出，距离越近，干扰的强度就越大，而且并不是线性的，而是非常的陡峭的曲线，这就是1＃充电机受到了辐射干扰，而2＃充电机并没有辐射干扰的原因。

下面来分析起传导干扰。

传导干扰的定义：通过导线，阻容，变压器等传播干扰，即“路” 的干扰；传播途径右公共电源、电源线，公共地线，成束信号线（小功率开关量及数字信号，干扰小），

右图是新东安站的逆变电源和直流充电机的连接示意图，图中红线所示即是逆变电源通过逆变电源的直流开关传到直流充电机的路径。

那么逆变电源又是怎么产生干扰信号的那，下图是逆变电源的内部结构示意图，逆变电源本身是有一个从直流逆变成高频交流的过程，在这个过程中就产出了高频的干扰信号，即高频谐波，在高频整流成直流时，虽然有滤波装置，但是逆变电源运行年久，滤波效果不是很好，造成谐波从逆变电源的直流开关反送到直流母线，而充电机电压采样单元受到了影响，再加上稳压单元中有差动放大单元，造成直流充电机的输出电压不稳，纹波也比较大。

新东安变电站配置的是智能性的充电机控制系统，设备运行时间较长，也是充电机性能下降的次要原因。

充电机的稳压不好，纹波不好的直接后果就是对蓄电池经常性的进行充电，放电，这样在时间长了，在蓄电池极板表面就形成了难以复原的大颗粒状的硫酸铅晶体，蓄电池的活性物质不能进行双硫化反应，造成蓄电池容量的丧失。

处理方法：

1：主要是考虑直流母线与逆变电源的连接，这个要是想要改变只能是断开直流逆变电源负荷，这显然是不允许的。

2：更换逆变电源是一个解决谐波问题的根本方法，是最能够达到效果的。

3：考虑给逆变电源加一个屏蔽层，如铝薄隔膜，屏蔽层的外壳必须接地，使得逆变电源的谐波等不会输出到直流系统，这是控制辐射干扰的干扰源。

4：给充电机电压采集模块和控制单元加屏蔽层，屏蔽层的外壳必须接地，使得充电的电压采样和控制系统不受谐波的干扰，这是控制辐射干扰的被干扰设备。

5：把新东安变电站的逆变电源盘移动到其它位置，远离直流电源盘，这样也是有效减少辐射干扰的方法。

以上是对北京电力公司新东安变电站2006年1#蓄电池组报废的原因分析和处理方法意见，希望能够对今后处理好直流系统与逆变电源的关系，提高蓄电池的可靠运行提供帮助。其中不当之处在所难免，请提出批评指正，不胜感激。

参考文献：

1. 北京电力公司变电站直流系统管理制度

2. 阀控铅酸蓄电池实用技术问答 中国电力出版社

3. 阀控铅酸蓄电池实用技术 中国电力出版社

4. 电磁兼容原理与应用机械工业出版社