直流系統(tǒng)是變電站非常重要的組成部分，為控制、信號(hào)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置及事故照明等提供可靠供電，對變電站的可靠運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。 近年來，隨著變電站系統(tǒng)的不斷完善，新設(shè)備陸續(xù)引進(jìn)，新技術(shù)不斷應(yīng)用，自動(dòng)化、數(shù)字化程度的提升，對直流系統(tǒng)的運(yùn)行管理和維護(hù)也提出了更高的要求。
一、目前直流系統(tǒng)維護(hù)的主要方法
1、放電核容： 人工進(jìn)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(dá)到截止電壓判斷電池性能。
2、內(nèi)阻測量： 人工進(jìn)行，周期1年，通過蓄電池內(nèi)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(jìn)行，周期3個(gè)月，測量蓄電池浮充狀態(tài)下的單體端電壓，判斷單體蓄電池性能。
4、在線監(jiān)測： 電壓巡檢儀或其他蓄電池監(jiān)測設(shè)備測量蓄電池實(shí)時(shí)電壓，定期測量蓄電池內(nèi)阻。
由于蓄電池組是串聯(lián)結(jié)構(gòu)且長期處于浮充狀態(tài)，運(yùn)行電壓穩(wěn)定、電流很小，常規(guī)的直流運(yùn)維方法無法實(shí)時(shí)有效避免突發(fā)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(shí)外在表現(xiàn)不明顯，需要根據(jù)單體電池一段時(shí)間參數(shù)的變化趨勢以及不同電池之間參數(shù)的不一致性等進(jìn)行系統(tǒng)分析，才能得出電池的劣質(zhì)程度，這對維護(hù)人員專業(yè)知識(shí)技能也提出較高要求。
蓄電池組每年都需要進(jìn)行全面檢查，檢查項(xiàng)目包括端電壓、電阻等4大項(xiàng)12個(gè)小項(xiàng)目。 對于單體電池每月一次端電壓測量、6-12個(gè)月一次單體電池內(nèi)阻測量、1-2年一次核容放電試驗(yàn)等，若完全依靠人工進(jìn)行，耗時(shí)耗力操作難度較大。
3、 開路監(jiān)測數(shù)據(jù)可能不準(zhǔn)確
蓄電池長期處于浮充狀態(tài)，電壓巡檢儀上報(bào)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(jiān)測狀態(tài)發(fā)現(xiàn)開路電池。 電池離線檢測能夠通過開路電壓、內(nèi)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(jìn)行，最多一個(gè)季度檢查一次。 兩次檢測時(shí)間間隔越長，電池在此期間出現(xiàn)開路的風(fēng)險(xiǎn)越大。
4、 發(fā)生開路后臨時(shí)補(bǔ)救措施有限
當(dāng)站用交流電失電或者受到大電流沖擊時(shí)，蓄電池組缺陷可能會(huì)導(dǎo)致直流系統(tǒng)容量崩潰并進(jìn)一步造成電力系統(tǒng)保護(hù)功能失效。 目前部分變電站在直流母線上掛超級(jí)電容，當(dāng)直流系統(tǒng)完全失電前，由超級(jí)電容向直流母線短時(shí)間供電以完成應(yīng)急保護(hù)動(dòng)作。 該方法雖短時(shí)間有效，但是無法應(yīng)對系統(tǒng)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(jù)直流行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，深入研究開發(fā)了MDC-1000G 蓄電池組多功能狀態(tài)監(jiān)測及失壓補(bǔ)償系統(tǒng)。 該系統(tǒng)通過模組方式，集合了直流系統(tǒng)遠(yuǎn)程核容、失壓補(bǔ)償、故障錄波、單體模塊在線監(jiān)測分析等功能。
△ MDC-1000G 蓄電池組多功能狀態(tài)監(jiān)測及失壓補(bǔ)償系統(tǒng)
△ 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖
重復(fù)工作自動(dòng)化、遠(yuǎn)程化： 核容測試、內(nèi)阻測試等耗時(shí)的測試項(xiàng)目，不需大量工時(shí)投入，管理人員通過遠(yuǎn)程（或者就地）發(fā)送核容請求，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)配充電機(jī)并完成放電核容測試，將測試結(jié)果保存、上傳。 測試過程中，系統(tǒng)自動(dòng)檢測整組電池及單節(jié)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(jìn)的回饋式放電方式，將電能通過逆變回饋至電網(wǎng)系統(tǒng)。
復(fù)雜工作智能化： 系統(tǒng)將單次測試結(jié)果與歷史測試數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，智能判定電池狀態(tài)，提高測試結(jié)果可靠性。
直流母線開路監(jiān)測及失壓補(bǔ)償： 當(dāng)直流母線部分出現(xiàn)開路時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)隔離故障部分，并將正常部分母線經(jīng)過DC//DC轉(zhuǎn)換，給失壓部分供電，并實(shí)時(shí)將狀態(tài)信息上傳，為故障處理爭取更大的預(yù)留時(shí)間。
直流運(yùn)行數(shù)據(jù)故障錄波： 在各種突變量情況下啟動(dòng)故障數(shù)據(jù)錄波，記錄各參數(shù)變化情況和整個(gè)事故過程，便于事故后分析。
兩組電池解決方案： 蓄電池內(nèi)阻在線監(jiān)測模塊、失壓補(bǔ)償及錄波模塊、遠(yuǎn)程核容模塊及遠(yuǎn)傳通信模塊。 （各模塊根據(jù)實(shí)際工況選配）
單組電池解決方案： 蓄電池內(nèi)阻在線監(jiān)測和跨接模塊、錄波模塊、遠(yuǎn)程核容模塊及遠(yuǎn)傳通信模塊。 （各模塊根據(jù)實(shí)際工況選配）
