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摘 要 文章介绍了电力用直流系统组成及原理，举例故障进行分析，提供预防类似事故的措施和处理方法。
关键词 电力；直流；蓄电池；故障；分析处理
中图分类号：TM721 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0143-01
1 工程概述
1）木贾河水电站位于兴义市马岭镇乌拉村，装机容量为
2 kW×1000 kW，原为民营股份投资，2008年6月投产；采用两机一变接线方式，35 kV线路上网，机组电压6.3 kV；线路、主变压器及机组监控保护都选用常规电磁式继电器，机组励磁系统和调速器系统为微机式；配置100AH直流系统一套，额定电压220 V，选用额定电压12 V为免维护铅酸蓄电池18只，充电及监控选用深圳市瑞虹达电气有限公司生产的SP-0722型智能高频开关电源小系统。
2）该电站SP-0722型智能高频开关电源小系统特点。
系统采用双屏结构，功率屏安装1个监控硅链控制模块和2个整流模块，可提供220 V/14 A，安装降压硅堆一组，有直流馈线10回，电池屏单独安装18只蓄电池，分4层布置；所有模块均采用带电插拔结构，安装、维护方便，模块和监控器在一个托架内，结构紧凑；监控器无需外接线和外接传感器，即可完成三相交流电压、合闸母线电压、控制母线电压，控制母线电流、电池充电电流以及电池放电电流测量，检测模块故障状态、直流断路器状态、熔断器状态、绝缘状态，还具有均浮充自动转换、定期均充、均充限时等自动管理蓄电池的功能，提供RTU、MODBUS、CDT三种通讯规约选择，能与不同综合自动化系统连接，满足对直流系统监控需要。本系统没有选配电池巡检功能、支路绝缘检测功能、温度补偿功能。
2 事故经过及处理
2013年初，电站上网线路故障处理结束，系统带电至线路侧，电站操作主变压器高压侧断路器合闸时，直流电源消失，检查发现其中一只蓄电池损坏，多只蓄电池接线柱锈蚀，对各接线桩头处理并更换损坏的蓄电池后恢复正常。
3 分析与预防蓄电池
1）通过检查设备情况和运行记录，发现设备安装维护不到位是这次事故的主要原因。多处接线柱锈蚀，投运以来未进行蓄电池充放电，也无日常维护记录，部分监控参数设置不合适。
2）细化直流系统安装维护制度并督促严格执行：直流系统安装在远离可能产生火花（>2 m）和热源的地方，在功率屏和蓄电池屏加装良好的排气通风设施，以保持环境温度在45℃以下，相邻蓄电池之间应保持20 cm以上距离，为便于蓄电池散热，每层之间还应考虑蓄电池测量、清扫的安全距离；在连接蓄电池之前，用砂布或铜丝刷打磨极柱的连接面，直至有金属光泽，并涂抹一层凡士林在连接部位。
确保直流系统对地良好绝缘，出现直流系统接地报警及时处理，避免直流系统设备损坏和控制保护误发信号和误动作甚至不动作。
每天记录早班交接班中应有蓄电池处温度及直流系统三相交流电压、直流系统充电状态、充电电压和充电电流等数据。
每月检测并记录直流系统蓄电池处温度及直流系统三相交流电压、直流系统充电状态、充电电压和充电电流和每只蓄电池端电压。浮充电压=13.65+0.1V/只*只数（即247.5 V），浮充电流<0.05CA（C：蓄电池的额定容量，A：电流单位，安培。即5A）。当浮充电压超出规定范围时，要对其进行调整。当浮充电流5 A时，必须对蓄电池组进行均衡充电（以14.10+0.1V/只*只数（即255.6 V）恒压充电16-24小时），至浮充总电流<5 A结束，转为浮充电状态。每只蓄电池端电压，允许范围为13.20 V-14.00 V，且相互间电压差不超过±0.5 V，否则必须对电池组进行均衡充电，直至浮充总电流<5 A，再转为浮充电观察。以便分析直流系统的运行情况。
每半年检查蓄电池外观正常，无液体渗漏和壳体变形现象，外表温度在55℃以下；直流系统无灰尘杂物，连接螺丝无锈蚀或松动，定期涂凡士林保护。
结合水电站的春季或秋季安全检查，每年对直流系统进行定期检测，包括充电装置、监控装置、蓄电池、绝缘监察装置等的检测，具体检测内容和方法按照电力设备预防性试验规范或厂家说明书中的规定。
每年测试蓄电池组蓄电池放电终止电压和电池组容量。以10小时率电流（即10 A）放电3小时，蓄电池端电压应大于11.4 V/只，放电后立即将蓄电池组转入均衡充电。放电过程中，密切注意监视各只电池情况，发现放电异常（如单只蓄电池端电压小于11.4 V等）时，立即停止放电，对蓄电池组进行均衡充电，至浮充电流<5 A结束，再转为浮充电观察。如蓄电池的有效容量降低，可进行多次充放电，使蓄电池的有效容量得以增加。
3）结合电站直流系统实际，对相关参数重新设置。
电池充电限流值限定电池最大充电电流，一般设置为0.1C10，不大于0.15C10，本站设为10 A。
电池均浮充转换电流值一般设置为0.02C10-0.05C10，设为5 A，电池均充充电电流小于此值后再充电3小时转为浮充电。
电池组长期处于浮充电状态情况下，电池有效容量将降低，必须进行维护性均衡充电；需修改定时均充时间间隔，建议值为30-60天，本站设为45天。
均衡充电时间过长，将威胁电池安全，需修改均充限时限制最长均充时间，建议值为15-20小时，本站设为15小时。
合母过压作为合闸母线输出过电压报警门限；220 V系统合母过电压报警值不能大于320 V，本站设为260 V。
合母欠压作为合闸母线输出低电压报警门限；220 V系统合母低电压报警值不能小于180 V，本站设为190 V。
控母过压作为控制母线输出过电压报警门限；220 V系统控母过压报警不能大于242 V，本站设为230 V。
控母欠压作为控制母线输出电压欠压报警门限；220 V系统控母低电压报警值不能小于198 V，本站设为200 V。
4 体会
直流系统安装维护工作一定要按照产品说明书进行，免维护直流系统也应及时对相关参数进行微调，尤其是只配备了基本功能的系统。
参考文献
[1]深圳市瑞虹达电气有限公司.智能高频开关电源小系统使用说明书[M].2007.
[2]国家电网公司.直流电源系统管理规范[M].2002.
[3]唐东平.直流系统的维护不可放松[N].中国电力报，2004-2-5.
作者简介
韦延宏（1969-），贵州省兴义市人，工程师，电气技术
管理。
欧阳燕（1973-），贵州省兴义市人，工程师，电气技术
管理。
唐东平（1974-），贵州省兴义市人，高级工程师，电气技术管理。
关键词 电力；直流；蓄电池；故障；分析处理
中图分类号：TM721 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0143-01
1 工程概述
1）木贾河水电站位于兴义市马岭镇乌拉村，装机容量为
2 kW×1000 kW，原为民营股份投资，2008年6月投产；采用两机一变接线方式，35 kV线路上网，机组电压6.3 kV；线路、主变压器及机组监控保护都选用常规电磁式继电器，机组励磁系统和调速器系统为微机式；配置100AH直流系统一套，额定电压220 V，选用额定电压12 V为免维护铅酸蓄电池18只，充电及监控选用深圳市瑞虹达电气有限公司生产的SP-0722型智能高频开关电源小系统。
2）该电站SP-0722型智能高频开关电源小系统特点。
系统采用双屏结构，功率屏安装1个监控硅链控制模块和2个整流模块，可提供220 V/14 A，安装降压硅堆一组，有直流馈线10回，电池屏单独安装18只蓄电池，分4层布置；所有模块均采用带电插拔结构，安装、维护方便，模块和监控器在一个托架内，结构紧凑；监控器无需外接线和外接传感器，即可完成三相交流电压、合闸母线电压、控制母线电压，控制母线电流、电池充电电流以及电池放电电流测量，检测模块故障状态、直流断路器状态、熔断器状态、绝缘状态，还具有均浮充自动转换、定期均充、均充限时等自动管理蓄电池的功能，提供RTU、MODBUS、CDT三种通讯规约选择，能与不同综合自动化系统连接，满足对直流系统监控需要。本系统没有选配电池巡检功能、支路绝缘检测功能、温度补偿功能。
2 事故经过及处理
2013年初，电站上网线路故障处理结束，系统带电至线路侧，电站操作主变压器高压侧断路器合闸时，直流电源消失，检查发现其中一只蓄电池损坏，多只蓄电池接线柱锈蚀，对各接线桩头处理并更换损坏的蓄电池后恢复正常。
3 分析与预防蓄电池
1）通过检查设备情况和运行记录，发现设备安装维护不到位是这次事故的主要原因。多处接线柱锈蚀，投运以来未进行蓄电池充放电，也无日常维护记录，部分监控参数设置不合适。
2）细化直流系统安装维护制度并督促严格执行：直流系统安装在远离可能产生火花（>2 m）和热源的地方，在功率屏和蓄电池屏加装良好的排气通风设施，以保持环境温度在45℃以下，相邻蓄电池之间应保持20 cm以上距离，为便于蓄电池散热，每层之间还应考虑蓄电池测量、清扫的安全距离；在连接蓄电池之前，用砂布或铜丝刷打磨极柱的连接面，直至有金属光泽，并涂抹一层凡士林在连接部位。
确保直流系统对地良好绝缘，出现直流系统接地报警及时处理，避免直流系统设备损坏和控制保护误发信号和误动作甚至不动作。
每天记录早班交接班中应有蓄电池处温度及直流系统三相交流电压、直流系统充电状态、充电电压和充电电流等数据。
每月检测并记录直流系统蓄电池处温度及直流系统三相交流电压、直流系统充电状态、充电电压和充电电流和每只蓄电池端电压。浮充电压=13.65+0.1V/只*只数（即247.5 V），浮充电流<0.05CA（C：蓄电池的额定容量，A：电流单位，安培。即5A）。当浮充电压超出规定范围时，要对其进行调整。当浮充电流5 A时，必须对蓄电池组进行均衡充电（以14.10+0.1V/只*只数（即255.6 V）恒压充电16-24小时），至浮充总电流<5 A结束，转为浮充电状态。每只蓄电池端电压，允许范围为13.20 V-14.00 V，且相互间电压差不超过±0.5 V，否则必须对电池组进行均衡充电，直至浮充总电流<5 A，再转为浮充电观察。以便分析直流系统的运行情况。
每半年检查蓄电池外观正常，无液体渗漏和壳体变形现象，外表温度在55℃以下；直流系统无灰尘杂物，连接螺丝无锈蚀或松动，定期涂凡士林保护。
结合水电站的春季或秋季安全检查，每年对直流系统进行定期检测，包括充电装置、监控装置、蓄电池、绝缘监察装置等的检测，具体检测内容和方法按照电力设备预防性试验规范或厂家说明书中的规定。
每年测试蓄电池组蓄电池放电终止电压和电池组容量。以10小时率电流（即10 A）放电3小时，蓄电池端电压应大于11.4 V/只，放电后立即将蓄电池组转入均衡充电。放电过程中，密切注意监视各只电池情况，发现放电异常（如单只蓄电池端电压小于11.4 V等）时，立即停止放电，对蓄电池组进行均衡充电，至浮充电流<5 A结束，再转为浮充电观察。如蓄电池的有效容量降低，可进行多次充放电，使蓄电池的有效容量得以增加。
3）结合电站直流系统实际，对相关参数重新设置。
电池充电限流值限定电池最大充电电流，一般设置为0.1C10，不大于0.15C10，本站设为10 A。
电池均浮充转换电流值一般设置为0.02C10-0.05C10，设为5 A，电池均充充电电流小于此值后再充电3小时转为浮充电。
电池组长期处于浮充电状态情况下，电池有效容量将降低，必须进行维护性均衡充电；需修改定时均充时间间隔，建议值为30-60天，本站设为45天。
均衡充电时间过长，将威胁电池安全，需修改均充限时限制最长均充时间，建议值为15-20小时，本站设为15小时。
合母过压作为合闸母线输出过电压报警门限；220 V系统合母过电压报警值不能大于320 V，本站设为260 V。
合母欠压作为合闸母线输出低电压报警门限；220 V系统合母低电压报警值不能小于180 V，本站设为190 V。
控母过压作为控制母线输出过电压报警门限；220 V系统控母过压报警不能大于242 V，本站设为230 V。
控母欠压作为控制母线输出电压欠压报警门限；220 V系统控母低电压报警值不能小于198 V，本站设为200 V。
4 体会
直流系统安装维护工作一定要按照产品说明书进行，免维护直流系统也应及时对相关参数进行微调，尤其是只配备了基本功能的系统。
参考文献
[1]深圳市瑞虹达电气有限公司.智能高频开关电源小系统使用说明书[M].2007.
[2]国家电网公司.直流电源系统管理规范[M].2002.
[3]唐东平.直流系统的维护不可放松[N].中国电力报，2004-2-5.
作者简介
韦延宏（1969-），贵州省兴义市人，工程师，电气技术
管理。
欧阳燕（1973-），贵州省兴义市人，工程师，电气技术
管理。
唐东平（1974-），贵州省兴义市人，高级工程师，电气技术管理。