变电站直流电源系统运维“痛点”+解决之道-武汉新凤凰彩票电力
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变电站直流电源系统运维“痛点”+解决之道
发布时间:2019/06/28武汉市新凤凰彩票电力自动化技术有限责任公司
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站用直流电源系统运维细则
  • 新安装的阀控密封蓄电池组,应进行全核对性放电试验,以后每隔两年进行一次核对性放电试验。

  • 运行四年以上的蓄电池组,每年需进行一次核对性放电试验。

  • 每月至少进行1次单体蓄电池电压测量,每年至少进行1次蓄电池内阻测试。

蓄电池内阻测试、核对性放电 是检验蓄电池性能的有效方式之一。

 

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运维过程中存在的问题

1) 电压测量需手动进行,效率低

传统电源系统蓄电池状态监测功能不全面,电压监测精度不足,且无法有效反映蓄电池的真实运行工况,无报表导出功能,运维工作人员需每月一次进行手动电压测量。

电压测量至少需两人进行,每组电池电压测量耗时20分钟,每天只能测量4-5个站点,测量数据整理工作繁琐。

2)传统直流电源无内阻测试功能,需运维工作人员使用移动设备手动测量,效率低、数据偏差大,甚至可能造成短路事故

内阻测量至少需两人进行,每组电池内阻测量耗时30分钟,每天只能测量2-3个站点。

内阻测量需要专业人员细致操作,测量表笔与电池的接触力度和测量位置都会导致测量结果偏差较大,档位不正确还可能造成设备烧毁、电池短路。

3)传统电源系统无有效的蓄电池核容维护功能,需依赖移动维护设备人工核容,接线繁多、设备数量多重量大、操作复杂,容易造成短路、触电或设备烧毁事故,风险性大

移动式维护设备现场准备工作耗时约1小时,接线完成后,现场接线杂乱,给巡视工作带来安全隐患,经过长达10小时的人工核容后需再次拆除维护设备恢复现场。

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半容量自动核对放电

十八项反措要求: 站用直流电源系统运行时,禁止蓄电池组脱离直流母线。 110kV及以下电压等级变电站直流电源系统以单电单充配置为主,有两种自动核容方式:

 

  • 半核容: 核容时蓄电池不脱离母线,用I10电流恒流放出额定容量的50%。 放电时蓄电池组端电压不得低于2V×N。 半核容有两种方法,一种是通过增加二极管+充电开关的直接放电负载法; 另一种是调低充电机电压,用正常负载+放电负载结合的方法。 第二种方法因需控制充电机,存在控制风险,同时现场设备有多个厂家,每家协议不公开,难以批量应用。

  • 全核容: 如有备用蓄电池组,可将备用电池接入直流系统,对脱离系统的蓄电池组用I10电流进行全容量核对。 采用备用蓄电池组方式虽可全容量核对,但是建设费用较高,接线复杂,备用电池平时还需维护管理,不适合批量应用。

在线核容:蓄电池组无需与系统脱离,安全、方便、快捷

半核容方式需在蓄电池回路串联充电开关,同时在充电开关两端并联整流二极管,在充电开关蓄电池侧增加放电开关。 充放电开关之间具备软硬件逻辑闭锁。

进行放电前通过监控装置,测试蓄电池内阻,导出电压内阻数据,然后断开蓄电池充电开关,闭合放电开关,设置放电参数开始放电,自动记录电压电流数据。

放电过程中若交流中断蓄电池可通过二极管对母线供电,保障直流母线供电的连续,同时系统自动停止放电。

多保护措施:

放电前监测直流系统状态、操作双人会签机制、开关软硬件互锁、顺序控制、开关遥控预选、执行、反校、放电负载过压与过流自保护、通信中断保护、温度过高保护。

放电过程中蓄电池组压低、单体电压低、达到放电容量或放电时长时,将自动停止放电。 放电完成后导出放电报表,智能核容系统支持自动或手动恢复直流电源系统至正常运行状态。

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全容量自动核对放电

220kV及以上电压等级变电站直流电源系统为双电双充或双电三充模式。 两段母线绝缘正常、压差不超过2%时,可闭合母联开关,对其中一组蓄电池组以I10电流进行全容量核对,当蓄电池组端电压下降到1.8V×N时,停止放电,以此判断蓄电池容量是否满足规程要求。

目前智能核容系统有两种方式,第一种是一键放电方式,需要在系统中增加可遥控的母投母联开关和充放电开关,完善的电量监测设备,配合软硬件逻辑闭锁和顺序控制实现一键核容放电; 第二种方式为半自动方式,仅增加蓄电池放电开关,放电前手动操作直流系统至放电状态,闭合放电开关,操作放电。

一键式操作:

放电前测试蓄电池内阻,导出蓄电池电压内阻数据,判断两段母线绝缘正常、压差不超过2%,闭合母联开关,断开母投开关,断开充电开关,闭合放电开关,设置放电参数,开始放电,自动记录电压电流数据。

多保护措施:

放电前监测直流系统状态、操作双人会签机制、开关软硬件互锁、顺序控制、开关遥控预选、执行、反校、放电负载过压、过流自保护、交流断电保护、通信中断保护、温度过高保护。

放电过程中,蓄电池组压低、单体电压低、达到放电容量或达到放电时长将自动停止放电。 放电完成后导出放电报表,智能核容系统支持自动一键恢复或手动恢复直流电源系统至正常运行状态。

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核容放电远程组网

武汉新凤凰彩票电力遵照电力行业规程规范,广泛收集站用直流系统运行经验和意见,与现场运维人员密切合作,深入研究开发了MDC-1000G 蓄电池组多功能状态监测及失压补偿系统。 为变电站蓄电池组提供一套带有多状态监测、开路监测、失压补偿、故障录波及在线自动充放电的多功能、模块化综合监测解决方案。

▲  系统组成结构图

▲  MDC-1000G 蓄电池组多功能状态监测及失压补偿系统

该系统具备远程监控功能,站端设备信息通过电力2M网或综合数据网上传至智能监控管理主站,在主站可查看站端信息或控制站端设备。 系统完美解决了目前蓄电池组普遍存在的难以解决的痛点问题,为蓄电池组和直流系统的可靠运行提供了良好的保障。

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