摘要：在变电站中,直流系统为控制、信号、测量和继电保护、自动装置、操作机构直流电动机、断路器电磁操动机构、远动和事故照明等提供可靠的直流电源。直流系统的可靠与否,对变电站的安全运行起着至关重要的作用,是变电站安全运行的保证。蓄电池是电力变电站直流系统的主要组成部分，它的维护工作直接关系着变电站及电力网的安全运行。蓄电池定期核对性放电是直流维护工作一项重要内容。基于此，本文主要对变电站蓄电池组远程核对性充放电进行分析探讨。
关键词：变电站；蓄电池组；远程核对性充放电；研究；与应用
前言
蓄电池组是电力变电站直流操作电源系统的重要组成设备，其在交流停电时为负载不间断供电，随着变电站电压等级的提高，蓄电池的容量呈递增状态，而蓄电池的维护费用也呈递增曲线变化，蓄电池组在整套设备的费用占比远远大于整流电源所占费用比重。随着智能化变电站以及无人值守变电站的推广建设，针对蓄电池实现有效的远程维护管理已成为目前迫切需要解决的问题。
1、项目背景
我公司现有多个变电站，随着电网的快速发展，变电站数量在迅速增加，直流系统的维护工作量越来越大。传统的维护方式很难保证及时有效的进行直流系统维护。按照规程规定，运行的蓄电池组要定期进行核对性放电，以便使蓄电池得到活化，容量得到恢复，使用寿命延长，确保变电站的安全运行。但核对性放电要耗费大量的人力物力，每进行一个循环的核对性放电，就要耗时10h（按10h放电率电流），然后再进行充电14h以上，如果产品质量不佳或运行数年的蓄电池，需进行三个循环核对性放电，以确认蓄电池容量能够满足需要。以一组蓄电池充放电试验6天，一个变电站两组蓄电池、一次试验5人、42个变电站来计算，要完成全部蓄电池的充放电试验需要1260人次，即使以3年为一个周期，其工作量也是相当大的，这只是直流维护中的一项试验。因此，实际工作中很难保证按时进行核对性放电，致使蓄电池在运行中存在安全隐患。
2、设计方案
1）在变电站新安装蓄电池组远程核对性充放电柜，内设主要有充放电模块、蓄电池组放电装置和充放电开关等设备，
2）设计一套专门的软件，从现场设备检测装置中调取数据，通过公司内部网络发送到办公主机，也是通过办公网络控制充、放电开关，进行远程充放电。
3、系统结构与功能
具有自动保护功能；自动停止放电并报警，同时自动记录停机方式；恒流放电，可由上位机设定放电参数，RS485通信；放电截止条件：放电时长、放电容量、电池截止电压、蓄电池组电压低于设定的最低保护电压、负载连线出现异常、通信中断等。在对蓄电池放电时，作为放电负载接入放电回路。本方案采用当今最为流行的浏览器/服务器（B/S）模式，将各种不同功能子系统融合到一个统一的监控平台下，极大的方便了用户的使用和管理。
4、系统软件主要界面
由于本次只有110kV变电站作为项目的研究试点，因此数据量不是很大，系统软件可以安装在普通的办公计算机作为服务器，若日后对多个变电站进行监测控制则需要配备专门的服务器。
4.1软件开关操作截图
在电池回路增加整流管（二极管）控制电流走向，同时在整流管（二极管）两端并接一个直流隔离开关。远程控制此开关的断开与闭合可实现远程放电。直流隔离开关闭合直流系统正常工作。直流开关断开对电池进行放电，利用整流管（二极管）单向导通的性质，此状态下充电机无法对蓄电池进行充电，但可以在紧急情下给负载供电。此方案可保证蓄电池不脱离负载设备，具有保护措施。
4.2放电参数设置
在放电参数设置完成后，即可断开充电开关，合上放电开关，开始放电。对开关操作时要向上级用户发出申请，得到上级用户许可后，方可进行开关的开合操作。当放电达到终止条件，放电结束，断开放电开关，合上充电开关，蓄电池进入均充状态。
4.3放电电压
放电过程中可以实时监测蓄电池组的电压，并定时记录电压数值和柱状图。也具有实时监测单体电池电压的功能。
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5、系统应用效果
1）通过实现蓄电池远程核对性充放电试验，解决人员短缺、无法按时完成蓄电池核对性放电维护的问题，有效降低运行维护人员的劳动强度、工时和费用。
2）及时完成蓄电池组容量的检测，确保蓄电池工作在健康状态，为变电站安全运行保驾护航。
6、蓄电池远程充放电维护管理系统
6.1系统介绍
蓄电池远程充放电维护管理系统是一套针对电力变电站蓄电池维护和管理的智能系统，可实现对蓄电池组运行工况的实时在线监测，及时发现性能落后的单节电池并告警，使维护人员实时掌控蓄电池组的运行状况；可实现对蓄电池组的远程/本地充放电（核对性充放电）测试，准确得知蓄电池组的实际容量，预判蓄电池组的可备用时间，保证直流系统的可靠运行。
蓄电池远程充放电维护管理系统采用模块化设计，所有硬件设备采用“插板式结构、热备份双电源”，易于维护；系统的图形化显示操作界面交互友好，简单易懂；系统以广泛使用的IP网络为载体，具有强大的动态网络描述能力和管理、控制、分析功能，具备良好的兼容性和扩展性。
6.2系统组成
蓄电池远程充放电维护管理系统由主站系统和分站系统组成。
1）主站系统。主站系统负责统一管理、监控各分站系统的运行，包含系统服务器和监控工作站。系统服务器安装蓄电池远程充放电维护管理系统应用软件及数据库软件，监控工作站安装蓄电池远程充放电维护管理系统客户端软件，通过监控工作站监控系统的运行。
2）分站系统。分站系统负责对蓄电池组运行工况及各分站设备进行实时监控，并对蓄电池组核对性放电进行自动控制。分站系统包含集控单元、蓄电池在线监测单元、智能并网放电单元和逻辑控制单元。集控单元是各个分站系统的大脑，负责整个分站的管理、控制、数据远传及异常处理；蓄电池在线监测单元负责实时采集蓄电池组的运行数据；智能并网放电单元负责蓄电池组的核对性放电；逻辑控制单元负责核对性放电过程进行自动控制。
6.2系统功能
6.2.1在线监测功能
蓄电池远程充放电维护管理系统具备丰富的在线监测功能，包括：实时在线监测各单体电池电压、蓄电池组电压、蓄电池组充/放电电流、蓄电池组温度；通过相应的信号变换传感器采集能反映蓄电池运行工况的物理量，并将其转换为合适的电信号，传送至后续处理器；经处理器除干扰抑制处理后，录用合格的电信号并经A/D转换后传输至后续单元。如此循环，实现对蓄电池状态的连续自动监测。
同时，通过自行设置各项运行参数的告警门限值，可对电压落后、长期较高、长期较低的电池进行告警，对所有监测信号超限作出告警,做到对蓄电池的精确监控。系统将运行参数与实时告警信息及时上传至主站系统平台，以图形化界面直观展现，同时各项运行参数及告警信息会及时存储，以便于日后运行维护与查询比对。
6.2.2基于并网逆变的核对性放电功能
针对蓄电池组传统的人工携带电阻箱的核对性放电方式存在的动态移动性差、精度和可靠性不高、维护工作量大、时效性低、安全性不高等问题，本文采用并网逆变的方式实现对蓄电池组的远程核对性放电维护，即通过智能并网放电装置将蓄电池组直流电能转换为交流输出至低压交流电网。
6.2.3核对性放电的远程/本地灵活操作
蓄电池远程充放电维护管理系统基于并网逆变技术的核对性放电功能不但可以通过主站系统平台实现远程控制，还可以通过分站系统的集控单元触摸屏操作界面实现在分站的本端操作，有利于检修维护，从而提高系统的可操作性和可持续性。
结语
变电站蓄电池组远程核对性充放电的研究和推广应用，将具有广阔的工程应用前景和巨大的社会经济效益。
参考文献
[1]黄影,张引强,王伟,等.蓄电池智能在线维护系统在电力通信系统中的应用[J].通信与信息技术,2016(5):74-75.
[2]邓木生,陈新喜,李华柏.基于PWM技术蓄电池充放电与检测系统设计[J].现代电子技术,2011,34(14):207-210.
论文作者:杨双双
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/14
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