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变电站直流系统存在的问题及解决的办法
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  摘要:中小型终端变电站使用的蓄电池直流屏,维护工作量大,蓄电池寿命短,如采用超级电容替代蓄电池将具有革命性的进步。
  关键词:直流屏 超级电容

  一、当前变电站直流屏存在的问题

  在我国110KV、35KV、10KV终端变电站,以及厂用6KV配电系统,广泛采用了蓄电池直流屏和硅整流电容储能直流屏作为操作、控制以及保护的电源。几十年来,较多的产品在运行中存在以下问题:

  1、镉镍蓄电池直流屏:

  直流母线输出220V时,一般由180只蓄电池组成。蓄电池在加工生产中不可能做到每只电池的充放电特性完全一致,虽然生产厂家在出厂时进行了匹配组合,到了用户手中就没有挑选的余地了。在使用中,用同一个充电电源,又向同一负荷放电,久而久之,个别电池由于特性差别越来越大,而影响整个装置的性能。

  镉镍蓄电池在运行中,长期处于浮充状态,充电机性能的好坏,直接影响电池的寿命。一般厂家承诺电池寿命大于10年,但在实际运用中,往往只有3~5年。这是因为,如果浮充电流过大,会使电解液中的水电解成氢和氧,这两种气体混合是危险的爆炸气体,如果通风不良,有资料介绍,某无人值班变电站,曾发生直流屏爆炸的事故(电世界2000年12期)。 来源:输配电设备网

  过充电还会使电池冒液。在电池外表及连接片上产生墨绿色氧化物,腐蚀构件,降低绝缘,使自放电增加。

  过充还会产生氧化还原反应,在负极板上生成氧化镉,减少极板有效面积,容量减小,这就是俗称的"记忆"效应。为了保持电池的容量,每年需对蓄电池进行1~2次的"活化"试验,试验必须按生产厂家规定的标准制度进行充放电,才能保证电池的有效率。作为使用维护者来说,是一个令人头痛的事情。由于镉镍电池有较硬的放电特性曲线,放电量达到80%时,电压下降也不明显。稍有疏忽,会造成电池过放电,出现极性反转而报废。由于直流屏是变电站设备中的重中之重,直接影响到变电站的安全运行。在"安全工作重于泰山"的环境下,很多单位都将直流屏列入日常必检项目进行考核。每日对180只(220V)电池进行补液,测量每只端电压,作记录,确实是一项既枯燥、又烦锁的事。如电池全部安装在柜内,还具有一定的危险。                 
  2、密封铅酸蓄电池直流屏:

  由于镉镍蓄电池维护量大,一种免维护密封铅酸蓄电池,简称阀控蓄电池或VRLA电池,开始得到广泛应用。因为是全密封电池,无须加水,这给维护带来很多好处的同时,也给观测和维护带来困难。"免维护"这一名词又给使用者带来认识上的误区,导致使用者放松对蓄电池的日常维护管理 。由于阀控蓄电池在我国问世只有十年左右,至今还没有成熟的制造、运行经验。去年在深圳召开的EVC会议,汇集国内蓄电池有关使用、制造的专家,总结了国内阀控蓄电池的制造、运行方面的经验,达成如下一共识:
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