在110kV及以下的變電站內(nèi)一般只配置一組蓄電池，在進(jìn)行蓄電池組的核容試驗(yàn)時(shí)，為保證直流充電機(jī)交流失電時(shí)變電站內(nèi)重要二次設(shè)備的供電，一般需要使用臨時(shí)蓄電池組替代運(yùn)行，否則依據(jù)電力規(guī)程只允許放出蓄電池組50%的額定容量，即進(jìn)行50%放電試驗(yàn)。但是規(guī)程中并未對(duì)50%放電試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)方法作出表述。本文討論三種50%放電試驗(yàn)方案的原理及注意事項(xiàng)，對(duì)比分析這三種試驗(yàn)接線方案的優(yōu)缺點(diǎn)，并給出具體應(yīng)用條件建議。

1 試驗(yàn)方案原理及注意事項(xiàng)

1.1 半放電試驗(yàn)方案1

方案原理：直流充電機(jī)輸出開(kāi)關(guān)K1斷開(kāi)，蓄電池組輸出開(kāi)關(guān)K2閉合，放電儀作為蓄電池組的負(fù)荷并聯(lián)在蓄電池組熔斷保險(xiǎn)F1上端。其接線原理如圖1所示。

圖1 方案1接線原理

放電試驗(yàn)時(shí)蓄電池放電電流等于站內(nèi)負(fù)荷電流I1與放電儀放電電流I2之和，即I0=I1+I2。

試驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）放電時(shí)，需要隨時(shí)觀察站內(nèi)負(fù)荷電流I1，同時(shí)調(diào)整放電儀中流過(guò)的放電電流I2，使得I0=I1+I2=1.0I10，I10為10小時(shí)率放電電流；（2）如果蓄電池組端電壓突然下降，應(yīng)立即停止放電試驗(yàn)并恢復(fù)直流充電機(jī)的輸出，然后將該蓄電池組從系統(tǒng)中隔離出來(lái)進(jìn)行檢查。

1.2 半放電試驗(yàn)方案2

方案原理：直流充電機(jī)輸出開(kāi)關(guān)K1閉合，蓄電池組輸出開(kāi)關(guān)K2閉合，在蓄電池組熔斷保險(xiǎn)F1與K2之間串聯(lián)一只整流二極管D1，放電儀并聯(lián)于F1與D1之間。其接線原理如圖2所示。

圖2 方案2接線原理

放電時(shí)蓄電池組端電壓低于直流母線電壓，整流二極管處于反向偏置狀態(tài)，蓄電池組站內(nèi)負(fù)荷電流I1=0，于是蓄電池放電電流等于放電儀放電電流，即I0=I2。

試驗(yàn)注意事項(xiàng)：

（1）整流二極管的反向耐壓至少應(yīng)大于直流母線的最高電壓；

（2）整流二極管可串接在+HM或-KM，串接時(shí)需要取下對(duì)應(yīng)側(cè)的蓄電池組保險(xiǎn)，將該保險(xiǎn)與整流二極管串聯(lián)后再接回到原回路中，串聯(lián)應(yīng)注意整流二極管的極性，保證蓄電池組放電時(shí)整流二極管處于反向偏置；

（3）串接整流二極管前應(yīng)檢驗(yàn)整流二極管是否完好，檢驗(yàn)方式最好采用正向通流及反向加壓的方式，確實(shí)無(wú)條件的情況下也必須用萬(wàn)用表進(jìn)行檢驗(yàn)；

（4）放電時(shí)應(yīng)觀察蓄電池組負(fù)荷電流表I1是否為0，否則應(yīng)該停止放電并進(jìn)行檢查；

（5）如果蓄電池組端電壓突然下降，應(yīng)立即停止放電試驗(yàn)，并將該蓄電池組從系統(tǒng)中隔離出來(lái)進(jìn)行檢查。

1.3 半放電試驗(yàn)方案3

方案原理：直流充電機(jī)輸出開(kāi)關(guān)K1閉合，蓄電池組輸出開(kāi)關(guān)K2斷開(kāi)，在蓄電池組負(fù)荷電流表TA1上端串接一只整流二極管D1及一只大容量直流空開(kāi)K3后連接至直流母排，放電儀并聯(lián)在TA1上端。其接線如圖3所示。

圖3 方案3接線原理

放電時(shí)蓄電池組端電壓低于直流母線電壓，整流二極管處于反向偏置狀態(tài)，蓄電池組站內(nèi)負(fù)荷電流I1=0，于是蓄電池放電電流等于放電儀放電電流，即I0=I2。

試驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）串接時(shí)應(yīng)注意整流二極管的極性，保證蓄電池組放電時(shí)整流二極管處于反向偏置狀態(tài)；（2）串接接整流二極管前應(yīng)檢驗(yàn)整流二極管是否完好，檢驗(yàn)方式最好采用正向通流及反向加壓的方式，確實(shí)無(wú)條件的情況下也必須萬(wàn)用表進(jìn)行檢驗(yàn)；（3）放電過(guò)程中應(yīng)觀察蓄電池組放電電流I0是否等于放電儀放電電流I2，若不相等，則應(yīng)停止放電并進(jìn)行檢查；（4）如果蓄電池組端電壓突然下降，應(yīng)立即停止放電試驗(yàn)，并將該蓄電池組從系統(tǒng)中隔離出來(lái)進(jìn)行檢查。

2 試驗(yàn)方案對(duì)比分析

2.1 方案1優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，蓄電池組充放電轉(zhuǎn)換操作方便，適應(yīng)性廣。

缺點(diǎn)：（1）無(wú)充電機(jī)直流輸出，當(dāng)蓄電池組端電壓突然下降時(shí)會(huì)引起直流母線失壓；（2）需人為的根據(jù)站內(nèi)負(fù)荷變化調(diào)整放電儀的放電電流以滿足恒流放電要求，不能充分利用放電儀的自動(dòng)恒流放電功能。

2.2 方案2優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：（1）不關(guān)閉直流充電機(jī)輸出，因此蓄電池組端電壓突然下降時(shí)不會(huì)引起直流母線失壓；（2）充電機(jī)交流電源失電時(shí)，蓄電池組能通過(guò)整流二極管D1為站內(nèi)負(fù)荷供電。

缺點(diǎn)：接線相對(duì)復(fù)雜，需要增加整流二極管，蓄電池組充放電轉(zhuǎn)換操作復(fù)雜。

2.3 方案3優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：（1）蓄電池組充放電轉(zhuǎn)換操作簡(jiǎn)單；(2）不關(guān)閉直流充電機(jī)輸出，因此蓄電池組端電壓突然下降時(shí)不會(huì)引起直流母線失壓；（3）充電機(jī)交流電源失電時(shí)，蓄電池組能通過(guò)整流二極管D1為站內(nèi)負(fù)荷供電。

缺點(diǎn)：接線相對(duì)復(fù)雜，需要增加直流空開(kāi)與整流二極管，且如果直流母線比較隱蔽，將不易實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)接線。

綜上所述，三種試驗(yàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如表1所示。

表1 三種試驗(yàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較

從表1可以看出三個(gè)半放電試驗(yàn)方案有各自的優(yōu)缺點(diǎn)：方案1因?yàn)橐子诓僮鳎m應(yīng)性最廣，但在放電過(guò)程中不能保證直流母線不失電；方案2與方案3在能夠保證直流母線不失電，但試驗(yàn)接線復(fù)雜，不易于操作，尤其是方案3，因?yàn)樾枰c直流母線搭接，試驗(yàn)接線安全風(fēng)險(xiǎn)較大，現(xiàn)場(chǎng)條件不一定能夠滿足試驗(yàn)接線的要求。

但是，如果直流屏設(shè)備生產(chǎn)廠家能夠參照方案3的接線方案設(shè)計(jì)放電回路，那么在試驗(yàn)時(shí)將獲得操作簡(jiǎn)便且能夠保證直流母線不失電的雙重優(yōu)點(diǎn)。

結(jié)論

雖然方案2、方案3在防止直流母線失電方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但是在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)闆](méi)有合適的裝置來(lái)保證試驗(yàn)接線的安全，大多數(shù)情況下試驗(yàn)人員并未采用。但是，如果采用方案1而且試驗(yàn)前沒(méi)有通過(guò)觀察與測(cè)量蓄電池的狀況對(duì)蓄電池性能作出預(yù)判，那么試驗(yàn)過(guò)程中就很有可能造成直流母線失電事故。

因此，本文認(rèn)為為防止直流母線失電事故，需要有針對(duì)性選擇試驗(yàn)方案：（1）如果蓄電池組投運(yùn)時(shí)間不長(zhǎng)、外觀良好且試驗(yàn)前測(cè)得電池電壓的分布較為均衡，那么可采用方案1放電；（2）如果蓄電池組投運(yùn)時(shí)間已接近更換周期，或者有部分電池電壓偏離正常電壓，或者有電池極柱部分霜化，應(yīng)盡量采用方案2或方案3的方法；（3）如果試驗(yàn)前測(cè)得有電池電壓明顯偏離正常電壓，或者極柱有嚴(yán)重霜化現(xiàn)象，那么應(yīng)該放棄50%放電試驗(yàn)，將異常電池隔離后再進(jìn)行全核容試驗(yàn)。

本文編自《電氣技術(shù)》，論文標(biāo)題為“蓄電池組50%放電試驗(yàn)方案分析”，作者為鐘煒、黃貴鳳。