直流系統是變電站非常重要的組成部分,為控制、信號、繼電保護、自動裝置及事故照明等提供可靠供電,對變電站的可靠運行起著至關重要的作用。 近年來,隨著變電站系統的不斷完善,新設備陸續引進,新技術不斷應用,自動化、數字化程度的提升,對直流系統的運行管理和維護也提出了更高的要求。
1、放電核容: 人工進行,周期1-2年,放電容量50%-100%*C10,通過單體電池電壓是否提前達到截止電壓判斷電池性能。
2、內阻測量: 人工進行,周期1年,通過蓄電池內阻之間的橫向比較判斷單體電池的性能。
3、電壓測量: 人工進行,周期3個月,測量蓄電池浮充狀態下的單體端電壓,判斷單體蓄電池性能。
4、在線監測: 電壓巡檢儀或其他蓄電池監測設備測量蓄電池實時電壓,定期測量蓄電池內阻。
由于蓄電池組是串聯結構且長期處于浮充狀態,運行電壓穩定、電流很小,常規的直流運維方法無法實時有效避免突發性蓄電池組容量下降、單體蓄電池開路、蓄電池組脫離直流母線等故障。 蓄電池性能下降時外在表現不明顯,需要根據單體電池一段時間參數的變化趨勢以及不同電池之間參數的不一致性等進行系統分析,才能得出電池的劣質程度,這對維護人員專業知識技能也提出較高要求。
蓄電池組每年都需要進行全面檢查,檢查項目包括端電壓、電阻等4大項12個小項目。 對于單體電池每月一次端電壓測量、6-12個月一次單體電池內阻測量、1-2年一次核容放電試驗等,若完全依靠人工進行,耗時耗力操作難度較大。
蓄電池長期處于浮充狀態,電壓巡檢儀上報出的電壓過高信息可能是由電池過充造成的,難以從電壓在線監測狀態發現開路電池。 電池離線檢測能夠通過開路電壓、內阻等初步判斷電池是否開路,但是變電站電池離線檢測只能周期性進行,最多一個季度檢查一次。 兩次檢測時間間隔越長,電池在此期間出現開路的風險越大。
當站用交流電失電或者受到大電流沖擊時,蓄電池組缺陷可能會導致直流系統容量崩潰并進一步造成電力系統保護功能失效。 目前部分變電站在直流母線上掛超級電容,當直流系統完全失電前,由超級電容向直流母線短時間供電以完成應急保護動作。 該方法雖短時間有效,但是無法應對系統性故障或者長期故障。
針對目前蓄電池組普遍存在的問題,武漢豪邁電力根據直流行業相關標準,深入研究開發了MDC-1000G 蓄電池組多功能狀態監測及失壓補償系統。 該系統通過模組方式,集合了直流系統遠程核容、失壓補償、故障錄波、單體模塊在線監測分析等功能。
△ MDC-1000G 蓄電池組多功能狀態監測及失壓補償系統
△ 系統組成結構圖
重復工作自動化、遠程化: 核容測試、內阻測試等耗時的測試項目,不需大量工時投入,管理人員通過遠程(或者就地)發送核容請求,系統自動調配充電機并完成放電核容測試,將測試結果保存、上傳。 測試過程中,系統自動檢測整組電池及單節電池的電流、電壓、溫度等信息,記錄充放電曲線,甄別出落后電池。 核容測試采用先進的回饋式放電方式,將電能通過逆變回饋至電網系統。
復雜工作智能化: 系統將單次測試結果與歷史測試數據進行比對,智能判定電池狀態,提高測試結果可靠性。
直流母線開路監測及失壓補償: 當直流母線部分出現開路時,系統自動隔離故障部分,并將正常部分母線經過DC//DC轉換,給失壓部分供電,并實時將狀態信息上傳,為故障處理爭取更大的預留時間。
直流運行數據故障錄波: 在各種突變量情況下啟動故障數據錄波,記錄各參數變化情況和整個事故過程,便于事故后分析。
兩組電池解決方案: 蓄電池內阻在線監測模塊、失壓補償及錄波模塊、遠程核容模塊及遠傳通信模塊。 (各模塊根據實際工況選配)
單組電池解決方案: 蓄電池內阻在線監測和跨接模塊、錄波模塊、遠程核容模塊及遠傳通信模塊。 (各模塊根據實際工況選配)