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關于變電站直流屏技術的分析研究
時間:2018-11-02 09:44:52 文章來源:www.arbface.com  作者:保定瑞通電氣

直流屏是變電站正常運轉的重要組成,其可以繼續向變電站運送安穩的直流電源,滿足了電力設備操作運轉的用電需求。從實踐運用狀況來說,變電站蓄電池直流屏在運用壽數及電能供給方面的功用難以到達規范要求,約束了直流電源操作體系功用的發揮。研討發現選用超級電容直流屏可有用處理直流電源供給難題,通過改進后的超級電容直流屏在功用、壽數、安穩等方面都有了很大的改進,其與蓄電池直流屏比較存在顯著的優勢。

直流電源操作體系簡稱“直流屏”,在變電站中向各種電力設備供給安穩的直流電源,也是現代變電站中心的電力操作電源。直流屏技能不只保護了電力體系的正常運轉,關于其他元件的安穩操控也起到很好的保護效果。對變電站直流屏存在的問題進行深入剖析,可以確保繼續性的直流電源供給,為電力設備及相關模塊的正常操控發明有利的條件。電力職業積極引進直流屏技能可加速變電站的自動化、智能化開展,進步變電站設備運轉的全體功率。

一、當時變電站直流屏存在的問題

國內變電站選用的直流屏由充電柜、充電模塊、監控模塊、電池組、降壓硅鏈等結構組成,每一個模塊都對直流電源供給發揮重要的效果。從職業開展趨勢剖析直流屏,其歸于數字化調控方式下運轉的直流體系,對變電站直流電源供給具有調控、保護、管理、監測等多方面效果。現在,變電站選用直流屏技能具有了長途監測、調控等高檔功用,便利了值班人員對電力體系運轉的調控。但直流屏存在的一些問題也應該引起技能人員的重視,鎘鎳蓄電池、密封鉛酸蓄電池是常用的直流屏,其主要問題如下:

(一)鎘鎳蓄電池直流屏

1.功用問題。變電站通過直流母線輸出電能需求運用大批蓄電池模塊,以此來堅持正常的直流電源操控。如:一般狀況下,大型變電站直流母線輸出220V,需運用200只左右的蓄電池組合模塊。但鎘鎳蓄電池在出產處理期間,廠家無法確保每只蓄電池的充電、放電功用徹底一致,200只蓄電池組合起來會發作顯著的特性差異。鎘鎳蓄電池直流屏在供給直流電源后所連接的充電電源一致,并且負荷放電的目標相同。這種特色導致局部鎘鎳蓄電池的功用削弱,下降了整個蓄電池組合模塊的功用。

2.壽數問題。因為鎘鎳蓄電池組合資料的缺點,直流屏運轉時本質上處于“浮充狀況”,此時鎘鎳蓄電池直流屏的運用壽數取決于充電機。按照職業規范里的規則,廠家對鎘鎳蓄電池的確保命在10年以上,而詳細運用的記載狀況僅有5年左右的時刻。蓄電池直流屏壽數縮短的原因是由94于爬升電流超標會構成電解液中的水電解成氫、氧,這是構成蓄電池炸的根本原因,若選用鎘鎳蓄電池直流屏時未做特別處理,則很簡單引起意外事故。因而,直流屏的運用壽數長短會遭到其他方面要素的約束。

3.氧化問題。變電廠鎘鎳蓄電池直流屏運用期間也會呈現氧化復原反響,使鎘鎳資料發作化學反響生成氧化鎘,構成極板的有用面積不斷減小。為了防止氧化復原反響的發作,變電站工作人員會定時對蓄電池進行“活化實驗”剖析。在活化實驗里需對蓄電池進行充放電處理,這一階段的操作會發作極性反轉而導致蓄電池作廢。別的,氧化復原反響在損壞鎘鎳直流屏功用的一起,對變電站的安穩運轉也會埋下安全隱患,如:若把蓄電池徹底設備于柜內,很簡單引起焚毀、爆破等安全事故。

(二)密封鉛酸蓄電池直流屏

在科學技能的推進下,國內變電站直流屏技能不斷開展,許多新的蓄電池產品也在變電站中得到了遍及運用。依據鎘鎳蓄電池直流屏存在的缺乏,企業開端選用密封鉛酸蓄電池,簡稱“閥控蓄電池”。這種產品在質量、功用、價格、保護等方面均優于鎘鎳蓄電池。如:閥控蓄電池無需進行過多的保護或加水處理,為變電站操作人員供給了很大的便利。但該直流屏處于“全密封”狀況也引起了許多問題,尤其是在電池觀測、查看等操作時,保護人員難以及時更新設備。別的,因為國內閥控蓄電池技能相對落后,產品運用于變電站時壽數無確保,并且關于閥控蓄電池直流屏的運轉條件非常嚴厲,給變電站的正常出產構成了很大的困難。

二、影響閾控蓄電池壽數的要素

運用壽數是約束閥控蓄電池推行的重要因

素,各大、中、小型變電站選用這種電源設備均會考慮運用壽數的年限,以操控變電站的運轉成本。經實驗數據剖析,對閥控蓄電池運用壽數構成影響的要素集中在溫度要素、放電要素、失水要素、腐蝕要素,等等。

(一)溫度要素

雖然閥控蓄電池運用于變電站還存在顯著的缺乏,但與鎘鎳蓄電池比較已經有了很大的改進,對變電站直流電源操作體系的運轉發明了更好的條件。閥控蓄電池壽數對溫度非常靈敏,出產廠家要求電池運轉環境溫為15℃~25℃,當環境溫度超越25℃后,每升高10℃電池壽數就要縮短一半。

(二)放電要素

蓄電池被過度放電是影響蓄電池運用壽數的另一重要要素。當蓄電池被過度放電到輸出電壓為零時,會導致電池內部有很多的硫酸鉛被吸付到電池的陰極外表,構成電池陰極的硫酸鹽化。在陰極板上構成的硫酸鹽越多,電池的內阻越大,閥控蓄電池的運用壽數會大大減短。

(三)腐蝕要素

板柵腐蝕是影響蓄電池運用壽數的重要原因。在開路狀況下,鉛合金與活性二氧化鉛直接接觸,并且一起浸在硫酸溶液中。在過充電狀況下,正極因為析氧反響,水被耗費,H添加,然后導致正極鄰近酸度增高。電池的柵板就會變薄,容量下降,會縮短運用壽數。

(四)浮充要素

變電站運用的蓄電池大多數都處于長時刻的浮充電狀況下,這樣會構成蓄電池的陽極極板鈍化,使蓄電池內阻急劇增大,使蓄電池的實踐容量(Ah)遠遠低于其規范容量,然后導致蓄電池所能供給的實踐后備供電時刻大大縮短,削減其運用壽數。

(五)失水要素

蓄電池失水也是影響其運用壽數的要素之一,蓄電池失水會導致電解液比重添加,電池柵板的腐蝕,使蓄電池的活性物質削減,然后使蓄電池的容量下降而導致其運用壽數削減。當失水5.5%時,容量降到75%;失水到達25%時,容量根本消失。

三、超級電容用于直流屏的有關實驗

為了證明超級電容用于變電站直流屏中的長處,列舉了幾個常見的實驗事例,依據實驗成果剖析超級電容直流屏技能的歸納功用特色。

(一)用超級電容對斷路器合閘的實驗

超級電容標稱容量0.82F,耐壓280V,用超級電容對斷路器合閘的實驗。實驗方法:斷開615柜合閘電源;將已充電的超級電容兩出線端并接在合閘接觸器觸頭上;模仿正常方法合閘,按下合閘接鈕,記載合閘次數和電容端電壓。共合閘15次,每次都合閘成功。成果:電容充電至10%額外電壓95時,可對CD-Ⅱ型電磁組織牢靠合閘大于8次,每次合閘使電容端電壓下降5V。

(二)超級電容充電時刻測驗

超級電容的初充電,如不加限流電阻,相當于發作短路。出產廠家引薦運用1000W碘鎢燈作限流電阻,其冷態電阻較熱態電阻小近10倍,契合電容電壓上升后宜減小限流電阻的要求。以下實驗數據均是串入1000W碘鎢燈實測的數據。成果:不同的充電電源對充電速度有影響,但不論什么電源電容由零伏充至額外電壓時僅需3分鐘。今后,長時刻浮充電流在0~10mA改變。

(三)超級電容自放電測驗

將超級電容充至242V后,與負載徹底脫離,隔日同一時刻丈量電容端電壓。成果:端電壓下降速度與是否通過浮充有關,未經浮充開端幾個小時達2~3V/h,即每小時下降2~3V,通過浮充半小時今后,自放電速度顯著變緩,可能是電容內部電荷來不及散布均勻有關。在正常運用時,超級電容處在長時刻浮充狀況,徹底斷開負載后可堅持有用電壓達3天(72小時)。

四、超級電容直流屏與蓄電池直流屏的功用比照

依據超級電容運用于直流屏的實驗成果剖析,其不只擺脫了傳統蓄電池直流屏存在的缺乏,也顯著提升了變電站電力體系運轉的功率,為操作人員的體系操控與改造供給了滿足的直流電源。為了驗證超級電容直流屏的許多優勢,本文以運用功用為重點,從毛病、壽數、保護等方面,對超級電容直流屏與蓄電池直流屏進行歸納比照。

(一)毛病方面比照

變電站不論選用哪一類蓄電池,其在運用時都需求裝備相應的放電設備,這是確保蓄電池繼續供給直流電源的重要條件。參照實驗成果判別,傳統蓄電池直流屏選用的放電設備的毛病發作率顯著高于超級電容直流屏,不利于變電站日常操作的安穩運轉。而超級電容放電設備在結構方面更為簡化,對其進行改造或放電愈加速捷。

(二)壽數方面比照

當蓄電池運用結束后需求進行充電才干正常運用,長時刻充電會導致蓄電池的運用壽數減短,一般要短于規范運用壽數的5~10年時刻,約束了蓄電池直流屏效果的安穩發揮。而超級電容直流屏的運用壽數更長,這是因為其不存在過充電、過放電問題,在出產期間限制最高充電電壓即可滿足保護需求,有用防止了超級電容運用壽數減短。

(三)保護方面比照

從直流屏保護角度來看,變電站的日常保護工作量較大,不只要定時對蓄電池進行檢測、更新,還要對電池內部的線路連接歸納監測,給工作人員構成了很大的難度。但超級電容直流屏用于變電站無需過多的保護,在設備初期對直流屏設備全面檢測合格后即可長時刻運用。從功用康復來說,蓄電池放電后要通過幾個小時的康復才干正常供電,超級電容僅需3~5分鐘即可復原電能。堅持了變電站的正常供電。

五、結論

直流電源操作體系是變電站正常運轉的根本確保,其可以及時將電流運送到各個電力設備中供給運用。伴隨著社會現代化開展腳步的加速,我國變電站建造面臨著新的改革優化,各種蓄電池直流屏逐步被其他方式的設備所取代,這關于變電站未來的改造開展大有協助。超級電容直流屏是變電站直流屏的先進技能,其在功用、保護、壽數、毛病等方面都顯著優勝于傳統的蓄電池直流屏,在電力職業中應得到全面推行運用。

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