变电站直流蓄电池组核容放电测试新方法研究

许晓阳 谭志聪 谭志保

（广东电网有限责任公司佛山供电局，广东 佛山 528000）

摘要：针对目前直流蓄电池组核容放电测试效率低和人力资源成本高的现状，在已建设的蓄电池组在线监测装置基础上，提出变电站直流蓄电池组核容放电测试新方法。通过增加蓄电池组在线监测装置的核容放电功能，简化蓄电池组核容放电测试工作。项目提出了一个新的变电站直流蓄电池组核容放电测试思路和试验策略，基于蓄电池组监测系统，进行软硬件的二次开发，为实现变电站直流蓄电池组核容放电测试提供了较完善的解决方案。

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关键词 ：直流蓄电池；核容放电；在线监测装置；解决方案

0引言

随着社会的进步和信息化、自动化程度的不断提高，人们对电力供应的依赖程度进一步加深，也就对供电系统的可靠性提出了更高的要求。在变电站中，蓄电池组作为备用电源在系统中起着极其重要的作用，在交流电失电或其他事故状态下，蓄电池组是负荷的唯一能源供给者，一旦出现问题，供电系统将面临瘫痪，造成设备停运及其他重大运行事故［1］。

蓄电池组正常处于浮充电状态，长期浮充电将造成极板硫化、失水等，导致性能下降。因而，蓄电池组的维护极为重要，不仅有利于蓄电池容量的恢复和保持，还可以延长蓄电池使用寿命［2］。但现有的蓄电池组维护方法因工作成员的水平差异、维护设备使用不当等存在很多不规范之处，故简单化、标准化蓄电池组维护工作迫在眉睫。

本项目在变电站内已建设的蓄电池组在线监测装置基础上，提出变电站直流蓄电池组核容放电测试新方法，通过增加蓄电池组在线监测装置核容放电模块，进行开发试验，以满足蓄电池组核容放电测试工作。

1作业现状

目前变电站内很多直流蓄电池组进入老化阶段，依据检验规程，运行超过5年的直流蓄电池组需要每年进行一次核容放电测试，不满5年的直流蓄电池组需要每2年进行一次核容放电测试［3-4］，一个变电站两组直流蓄电池组核容放电测试采用常规方法需要5天（一周）完成。

以佛山供电局变电管理三所为例，该所管辖范围内共有各电压等级变电站62座，现变电站直流系统全部采用双重化配置，即该所共有蓄电池组124组，据完整统计，运行超过5年有66组，不满5年有58组，可知平均每年需核容放电的蓄电池组有66+58/2=95组，按每周同时有2组人员进行核容放电测试工作计算，共需耗时95÷2÷2÷4≈6个月才能完成。

现有核容放电测试仪器主要分为3类：

第一类核容放电测试仪笨重、接线简单，只能显示蓄电池组端电压，不能实时监测单体蓄电池电压，放电期间需多次用其他仪表测试单体蓄电池内阻和电压，放电风险高。

第二类核容放电测试仪笨重、接线较复杂，无线模块易损坏，能实时显示蓄电池组端电压及单体蓄电池电压，不能显示单体蓄电池内阻，放电期间需多次用其他仪表测试单体蓄电池内阻，放电风险高。

第三类核容放电测试仪非常笨重、接线复杂，接线耗时久且易接错线，能实时显示整组蓄电池组端电压及单体蓄电池电压，不能显示单体蓄电池内阻，放电期间需多次用其他仪表测试单体蓄电池内阻，放电风险高。

日常作业中，使用以上3种核容放电测试仪器中任何一种都至少需要3人同时进行工作，因此工作量非常大。

2新方法平台及基于平台的二次开发

DJX8.0系列智能蓄电池组监测系统，适用于各种蓄电池组的性能监测。该系统的主要特点有：微机控制，现场操作灵活简便；自动化程度高，可在线监测单体电池的内阻、电压，蓄电池组端电压、充放电电流和温度；综合测量判定电池性能及其变化趋势，对失效电池予以显示和报警，并对电池进行有效的活化维护。

该系统具有网络通讯功能，通过远程服务器经以太网可对各变电站的蓄电池组监测系统进行实时监控与数据管理，实现遥测、遥信、遥控，使蓄电池得到及时的维护，保证直流系统的安全运行，提高供电系统的可靠性。

该系统采用Davinci平台，具有64M数据内存空间，可检测电池数≤400节×4组，触摸屏设计，具有很好的人机界面。在硬件平台及软件设计方面都有很大的利用空间。因此，本项目尝试在该平台的基础上增加蓄电池组核容放电测试功能模块，不仅实现DJX8.0系列智能蓄电池组监测系统的最大化应用，还为蓄电池组的安全稳定运行提供可靠保障，更是为节约人力资源及维护成本提出一种新的思路。

如图1所示，在原有蓄电池组监测系统软硬件的基础上，首先增加硬件部分：放电模块及放电空开，满足蓄电池组核容放电测试要求；然后编写相应的软件程序，如图2所示，通过对蓄电池核容放电原理的深入分析，建立相应的数学模型，实现硬件部分的灵活控制及良好的蓄电池放电曲线。

3新方法的实施与应用

首先收集各个变电站的直流系统数据，主要包括直流系统电压等级、单体蓄电池电压、蓄电池节数等，根据直流系统维护要求确定核容放电模型。

然后建立一个简单的系统模型（图3），并根据变电站内实际情况设计接线图（图4），在原有蓄电池在线监测系统基础上增加本项目所需硬件部分。

最后根据系统模型在原有蓄电池在线监测程序基础上进行二次开发，增加核容放电测试功能，并选点进行安装测试。本项目在佛山局220 kV后龙站进行首次安装测试，测试放电曲线如图5、图6所示。

通过对比新旧核容放电测试方法的测试结果可知，第一次测试结果符合要求。随后又对变电管理三所220 kV鹅村站、110 kV更楼站、110 kV合水站进行安装测试，测试结果均满足要求。

4结论

至此，通过4座变电站的安装测试可知本项目具备良好的可行性，并且对比新旧测试方法（表1），新核容放电测试方法有很多优势，也达到了本项目的出发点——使定检方法简便化、标准化、自动化，保证定检项目的完整性，同时避免由于工作人员水平差异造成人为的试验漏项、误判断等情况。

本项目提出的变电站直流蓄电池组核容放电测试新方法，为变电站直流蓄电池组核容放电工作标准化的推广应用提供了一套可行的具体解决方案和现场实践指导，适用于所有电压等级变电站的直流蓄电池组核容放电测试工作。创新提出一个变电站直流蓄电池组核容放电试验新思路和新策略，并通过现场试验验证其可操作性，具有很好的推广应用价值。

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参考文献］

［1］杭州高特电子设备有限公司.智能蓄电池组监测系统用户手册V8.0［Z］.

［2］中华人民共和国国家经济贸易委员会.DL/T724—2000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程［S］.北京：中国电力出版社，2001.

［3］国家电网公司.直流电源系统运行规范［S］.北京：中国电力出版社，2006.

［4］李恒.浅析变电站直流蓄电池的运行与维护［J］.科技信息（科学教研），2007（35）：286.

收稿日期：2015-07-30

作者简介：许晓阳（1987—），男，河南平顶山人，助理工程师，从事电力系统继电保护工作。