（北京市京电博源供用电工程安装有限公司 北京 100000）
开闭站的直流系统是继电保护、自动装置和断路器正确动作的基本保证，其稳定运行对防止系统破坏性事故扩大和设备严重损坏至为重要。随着远动技术和通信技术的发展，昌平供电公司10KV开闭站处于无人值班开闭站，成立了基地站，对所辖各所进行集中运行维护，各站室现场无运行值班人员，这就对蓄电池及充电设备的安全稳定运行提出了更高的要求。
以前，应用较为普遍的有镉镍蓄电池和铅酸蓄电池两种，充电设备采用可控硅整流装置，但这两种蓄电池存在维护工作量大，且复杂等现象，不利于基地站的安全运行。而采用可控硅相控技术的充电设备，在纹波、体积、效率等方面不尽入意，监控系统也不完善，使用起来不方便，达不到电力系统新的技术标准。另外，由于充电设备与蓄电池并联运行，纹波系数较大，会出现蓄电池脉动充电放电现象，影响蓄电池使用寿命。
针对以上情况昌平供电公司于2009年相继更换了一些开闭站的直流设备，采用阀控式免维护铅酸蓄电池代替镉镍蓄电池，充电设备也逐步采用高频充电装置。阀控式免维护铅酸蓄电池具有体积小、重量轻、放电性能高、维护量小等特点，解决了运行维护的需要。
一、高频开关电源特点
（一）高可靠性
采用开关电源特有的模块化设计，N+1热备份，大大提高了可靠性。系统采用国际90年代的最新技术，所用IGBT器件的耐压水平，电流容量已完全能满足现代电源要求；具有自主均流技术，模块间输出电流最大不平衡度小于±3%。体积小，重量轻，效率高，输出的纹波极小，有利于延长电池寿命。系统采用模块叠加形式，维护方便。
（二）高智能化
现代电力电子技术与计算机技术相结合，配合使用的监控模块采用大屏幂，液晶汉字显示，声光告警。具有方便易于操作的优点，可通过监控模块进行充电模块参数设置，开关机控制。蓄电池自动管理及保护，实现自动监测蓄电池的端电压，充放电电流，并控制蓄电池的均充和浮充；可按不同型号及种类的蓄电池设置不同的典型充电曲线进行。
二、免维护蓄电池及充电设备的事故分析
昌平供电公司的各种免维护蓄电池和充电设备，在实际运行中，因为免维护蓄电池不同于以往我们使用的铅酸和镉镍蓄电池，虽然具有日常维护量少，不用补液等优点，但是这不等于日常不用进行维护及运行监视。在实际运行中我们在方面有过深刻的教训。
另外，高频整流电源系统，运行也不同于以往的硅整流直流充电设备，其高度智能化，采用现代的高频整流技术，结合微机技术，这就对我们检修和运行人员提出了更高的要求。不掌握其特点和运行要求势必会造成不必要的损失。
西环岛开闭站直流系统电压异常告警
2017年11月，基地站运行人员上报西环岛直流屏告警，现场检查发现，电压异常告警，合闸母线电压达到280V左右，此时工作的五块模块中其中一只的输出电压也异常升高到280V左右，模块报警灯闪烁，监控单元的故障灯报警。
西环岛开闭站正常运行方式为充电柜中采用五台充电模块，每台模块额定电流为5A，这样，五只就是25A，当一台充电模块故障时，仍然有20A的容量可以向系统提供，西环岛开闭站的直流负荷正常情况下只有6A左右，即使在最不利的情况下，也能满足系统的要求。
立即拉开故障充电模块，停用故障充电模块（因模块有N+1备份，故不会对系统电压造成影响）拉开故障充电模块时，直流母线电压恢复正常。之后经生产厂家来人检查发现，故障出现在充电模块内，有一个芯片损坏，造成输出模块电压异常升高，更换芯片后故障消除。
这里要说明，此套设备出现故障时，遇到故障处理不了时，应及时退出故障模块带出直流负荷，保证直流系统稳定运行。还应联系厂家尽快来人处理。
结论
以上是我们在几年运行中遇到的典型问题，由此我们可以看出，免维护蓄电池不能认为是投入运行后就不需要人员来维护，只是相对其它蓄电池不需要加水，减少了维护量。运行中还是需要监视其运行状态的。而充电设备由相控设备逐渐发展到高频电源设备，在实时监测和智能化管理功能上有了很大的进步，但也存在不利于现场人员维修的问题。
三、阀控密封铅酸蓄电池的运行维护
（一）阀控密封铅酸蓄电池浮充方式的选择与浮充电压的控制
1阀控密封铅酸蓄电池由于结构上的特点，对蓄电池容量状况和性能的好坏，只能从端电压的高低，浮充电流的大小及电池的外壳温度进行大概了解。运行中浮充电压的高低，直接影响蓄电池的容量与寿命，决不能高于或低于生产厂家规定的浮充电压。因此，必须注意收集所运行电池生产厂商的使用手册，严格按照使用手册控制蓄电池的浮充电压。
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2北京供电公司《直流系统运行管理制度》对阀控密封铅酸蓄电池的浮充电压及浮充电方式有严格的科学规定，可供参考：
阀控密封铅酸蓄电池浮充电应采用恒压限流充电的方式进行。
阀控密封铅酸蓄电池的浮充电压以厂家说明书规定为准，否则参考以下规定：浮充电压为2.26±0.02V/单格（25.0C）[12V电池为6个单格串联，以下同]，即2.24V—2.28V/单格；13.44V—13.68V/每只，推荐用2.26 V/单格。
以上浮充电压值为环境温度25.0C时的标准，如果环境温度低于25.0C时浮充电压应提高；高于25.0C应降低，提高或降低的幅度为温度每变化10C，单格电池电压增减0.003V，即温度补偿系数为3mV/0.C。
阀控密封铅酸蓄电池浮充运行时，应严格监视浮充电压，控制其不能超过允许标准。浮充电流可作为电池在浮充电情况下，分析其运行好坏的参考，标准环境温度下，一般为2—3mA/安培小时
（二）阀控密封铅酸蓄电池核对性充放电
1．阀控密封铅酸蓄电池，只能从端电压的高低、浮充电流的大小及电池的外壳温度大概了解蓄电池容量状况和性能的好坏，不全面、可靠。真实考核容量是对蓄电池进行放电试验，核对性放电须直流专业班组进行。
2．北京供电公司《直流系统运行管理制度》对阀控密封铅酸蓄电池的核对性放电有如下规定：
首先将负荷电流折算成小时率电流（或折合成电池说明书中放电曲线所要求的比率），如果负荷电流较小，可采用在备用出线上并联可调电阻的方法，调节可调电阻使放电电流等于蓄电池10小时率放电电流，放电时间掌握在0.5—1小时（如果在此时间内直流母线电压低于规定值，应立即停止并恢复充电），对照放电曲线，如果电池端电压高于或等于曲线上相应时间点的电压，则认为电池容量合格，否则应对该组电池单独进行全容量放电。
蓄电池放电应按厂家规定的放电小时率电流进行，如10小时率，终止电压为1.75V，环境温度为25.0C，如果放电小时率、终止电压及环境温度有变化，应按照电池厂家推荐的参数曲线进行换算，放出容量90%为合格。
3．核对容量经过放电后的电池应立即进行充电，放电后的电池长期搁置会造成容量无法恢复。
4．阀控密封铅酸蓄电池的放电电压不能低于生产厂商规定的放电终止电压，否则会导致过放电。如果蓄电池反复过放电，即使再充电，也很难恢复容量，会缩短电池寿命。
（三）阀控密封铅酸蓄电池运行维护注意事项
1.蓄电池外壳可用肥皂液清洗，但不能用汽油和有机溶液清洗。灭火时不能使用二氧化碳灭火器，可使用四氯化碳灭火器或干燥沙子进行灭火。
2.阀控密封铅酸蓄电池为显电荷出厂，故在运输、安装过程中须小心搬运，防止短路。电池组电压较高，电池组连接时用绝缘工具，小心清放，不得触及排气阀。
3.考虑电池内阻的影响，新旧电池不能混用，若电池组运行时间在两年以内，可对电池进行单独更换。整组电池运行两年以上，应更换整组电池，或用使用年限相同的电池对故障电池进行更换。
4.蓄电池的额定容量和使用寿命是在25.0C度左右的预计值，所以蓄电池运行的外界环境温度以5—35.0C为宜。
5.蓄电池在运行中出现浮充电流有增大的趋势，且壳体温度明显高于环境时，应立即通知专业班组处理。
6.由于GM型电池本体较重，当电池组布置在楼板上时，应清楚楼板荷载重量。
7.配电运行人员按规定每周记录单体（只）电池电压，电池组总电压和环境温度，并经常监视浮充电流。
8.蓄电池应有完整的运行履历记录，良好的记录将成为消除充电、维护或环境上出现问题时应采取措施的重要依据。
9.均衡充电一般不宜频繁进行，间隔不应短于6个月。电池组存在个别落后电池时，应单独处理，防止多数正常电池被过度充电。
10.当发生以下异常时，应找出原因或更换故障电池：
电池电压异常；
外观有裂纹或变形；
电解液泄漏；
电池温度异常；
浮充电流异常；
四、结论
经过几年的实际运行，我们逐渐摸索出免维护蓄电池及充电设备运行使用维护的一些经验，对出现的问题能够进行处理和解决，保证了直流设备的安全运行。同时根据实际取得的经验修编了蓄电池运行使用规定，完善到运行规程中去，使运行、检修人员便于监护、维护蓄电池。现在我公司各开闭站的直流设备运行很稳定。
论文作者:吴优
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/11
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