变电站蓄电池在线维护技术

　　摘要：蓄电池在地铁电力系统中有非常重要的作用，是地铁电力稳定的最后一道保障。保障供电就是保障地铁运营。因此，蓄电池的日常维护意义重大。

　　关键词：变电站;蓄电池;在线维护技术

　　引言：随着人类科技的进步和城市基础建设的快速发展,地铁已经成为城市进入现代化交通的重要标志。作为地铁动力的主要来源，电能质量的优劣，将决定着地铁运行的安全和稳定。地铁变电站中的蓄电池，作为地铁电力系统的后备电源，是电能质量的最后一道保障。

　　一、蓄电池的重要作用

　　地铁电力系统中的蓄电池，基本有以下两个作用：

　　1、在地铁电力系统双回路切换时，为供变电所内重要设备提供电源，使重要设备的供电不会因切换而中断。

　　2、在地铁电力系统双回路失电时，提供变电所内的应急照明电源，并且为变电所内重要设备长时间提供稳定电源。

　　变电所内的重要设备包括：站级SCADA系统、各电压等级(35kV、400V、1500V)开关柜的保护电源和操作电源、所内应急照明。

　　站级SCADA系统失电将导致变电所全所通讯退出运行，中心级电力调度将无法远程监控该变电所所有设备。

　　1500V开关柜保护电源短暂失电或完全失电，将会使1500V开关柜保护重启或者退出运行，这都将会导致1500V开关柜跳闸，造成地铁正线四段接触网单边供电，而使地铁供电方式发生改变从而降级运行。在早晚高峰期间,有可能因为牵引负荷过大,而使得相邻的牵引变电所电流超过定值,导致相邻牵引混合变电所1500V开关柜也跳闸,造成供电接触网完全失电，影响电客车的正常供电。

　　由于地铁绝大多数变电所，为地下变电所，当地铁供电系统双回路故障无法正常供电时，所内正常照明将全部熄灭。如果蓄电池无法给应急照明系统供电，变电所将处于完全黑暗之中，故障排查和处理会有极大的困难。

　　二、蓄电池的工作原理

　　蓄电池作为备用电源，在大多数时间时处于浮充状态。单节蓄电池浮充电压一般要求在13.5V左右，蓄电池侧为18节蓄电池组，计算后电源侧浮充电压一般设置为243V，均充电压根据要求一般设置为254V，放电电压设置为200V。电源三个电压输出状态均由智能监控装置进行调节。因合闸母线有多个电压状态，因此在控制母线与合闸母线之间设置了调压装置，以保证控制母线输出电压为230V，调压装置也由智能监控装置进行自动控制。

　　当上级电力设备进行电源切换时，电源侧将短时失电时，失电时长一般超过3秒。在电源侧短时失电的期间，将由蓄电池给DC220V负荷供电。蓄电池维持了电力系统电压的稳定。

　　当电源侧完全失电时，DC220V负荷将由蓄电池长时间供电。供电时长取决于电池容量和负荷的大小。变电所内一般选用12V100AhC10的铅酸蓄电池，这种蓄电池在满容量状态下，如果负荷电流为10A，也就是蓄电池放电电流为10A，可以连续供电10小时。当电源侧恢复供电后，蓄电池将转为充电状态。

　　三、蓄电池的维护过程

　　蓄电池的一般状态为浮充状态，若蓄电池长期浮充，会导致蓄电池容量下降、内阻增加，久而久之，会造成蓄电池漏液、变形，甚至蓄电池内部产生短路或断路，使蓄电池失效。因此，蓄电池长期使用过程中，需要定期对蓄电池进行维护。蓄电池的维护，是通过对蓄电池放电，再对其进行均充完成的，一般称之为活化实验。目前对地铁变电所蓄电池维护周期约为一年一次。

　　当需要对蓄电池进行维护时，智能监控装置将电源侧电压降至200V，放电器开始时工作，蓄电池组电压约为230V，整个DC220V系统将由蓄电池进行供电。放电器是一个受控可调性电阻，受智能监测装置控制，由于变电所DC220V系统负荷有可能比较小，当系统电流不满足设置的放电电流时(一般设置为10A)，由智能监测装置进行调节，通过放电器将蓄电池放电电流，补足至设定的放电电流值。

　　在放电过程中，智能监测系统将对蓄电池进行实施监测，如果有单节电池故障，或整组电池电压衰减过快，容量不足等情况，智能监测装置将停止对蓄电池进行放电，以确保DC220V系统正常供电。

　　维护完成后，智能监测装置将停止放电器工作，恢复电源侧正常浮充供电，是否进入均充状态，装置将根据蓄电池充电电流进行判定。由于蓄电池长时间对外供电，蓄电池电能有一定的亏空，充电电流将会比较大。当充电电流大于8A时，智能监控装置将提高电源侧电压至254V，对蓄电池进行均充。持续均充后，蓄电池渐渐充满，蓄电池充电电流也逐渐变小，当均充电流小于2A时，智能监控装置进入均充倒计时，如果均充电流持续小于2A达两个小时，智能监控装置将会调整电源侧电压为243V，蓄电池又转为浮充状态，直到完全充满。

　　四、蓄电池维护的意义

　　定期对蓄电池进行维护，就犹如定期对蓄电池进行体检。很多蓄电池的早期故障、隐性故障，在浮充的稳定状态下，不易察觉。只有在活化的动态下，才会暴露出来。

　　蓄电池组一般都是单个电池先发生故障，然后才对整组蓄电池造成影响，使整组蓄电池全部故障。因此，定期维护，尽快尽早的发现单节蓄电池故障意义重大，他将蓄电池整组故障扼杀于萌芽，延长蓄电池寿命，避免蓄电池组故障扩大化，造成更大的经济损失，更是为地铁安全稳定的供电，提供保障。

　　电池论文投稿刊物：《电池工业》双月刊是经国家科学技术部批准的科技类专业刊物，中国电池工业协会会刊，国内外公开发行。由国家轻工业联合会主管，中国电池工业协会，轻工业化学电源研究所主办。