二、直流系統(tǒng)的監(jiān)控
變電所的直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地，不會(huì)產(chǎn)生短路電流，則可繼續(xù)運(yùn)行。但是必須及時(shí)查找接地點(diǎn)并盡快消除接地故障，否則當(dāng)發(fā)生另一點(diǎn)接地時(shí)，就有可能引起信號(hào)裝置、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置、斷路器的誤動(dòng)作或拒絕動(dòng)作，有可能造成直流電源短路，引起電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，使設(shè)備失去操作
電源，引發(fā)電力系統(tǒng)嚴(yán)重故障乃至事故。因此，不允許直流系統(tǒng)在一點(diǎn)接地情況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，必須加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，迅速查找并排除接地故障，杜絕因直流系統(tǒng)接地而引起的電力系統(tǒng)故障。過(guò)去，各個(gè)變電站都有人值守，因而可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理其出現(xiàn)的異�，F(xiàn)象，保證變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，推行無(wú)人值守變電站，如何能在異�，F(xiàn)象剛出現(xiàn)時(shí)就及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處理，是一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。在這種情況下，直流監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。它的主要作用就是把直流設(shè)備
信息及時(shí)采集上傳，并且實(shí)時(shí)對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)。這樣，維護(hù)人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的不正常狀態(tài)，及時(shí)處理，而不等其發(fā)展演變成事故。所以，直流監(jiān)控系統(tǒng)的建立，可以節(jié)省人力物力，提高工作效率。目前使用的微機(jī)型的直流絕緣監(jiān)測(cè)和電壓監(jiān)視裝置靈敏度高，正、負(fù)母線絕緣同時(shí)降低時(shí)也能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并帶有分支回路在線監(jiān)測(cè)裝置，能指出絕緣下降或出現(xiàn)接地故障的回路，大大縮短了查找直流系統(tǒng)接地故障的時(shí)間。我公司在總變電所使用了一套在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，裝置利用了信號(hào)相位鎖定、超前校正及跟蹤積木式結(jié)構(gòu)等技術(shù)，從而根本上解決了判斷數(shù)據(jù)不全、選線不準(zhǔn)等弊病。
圖三
直流系統(tǒng)監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖
根據(jù)直流系統(tǒng)的特殊性，此裝置的測(cè)量從測(cè)量?jī)?nèi)容區(qū)分，可分為兩大部分，一是母線監(jiān)測(cè)，在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并顯示兩段母線電壓，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)壓、欠壓情況，則自動(dòng)報(bào)警；二是分支回路查循，并顯示接地電阻阻值，還能自動(dòng)分辨兩條或兩條以上支路同時(shí)接地的故障。實(shí)際使用效果較好，能夠及時(shí)反映出直流系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，消滅了事故隱患。但目前其它變電所尚沒(méi)有能夠有效監(jiān)測(cè)識(shí)別分支回路絕緣的措施，考慮盡快完善。
同時(shí)，對(duì)于UPS
電源直流環(huán)節(jié)的監(jiān)測(cè)，尤其是蓄電池端電壓的監(jiān)測(cè)，尚需要做一些細(xì)致的工作。在電池處在浮充狀態(tài)下時(shí)，每節(jié)電池間的電壓差不應(yīng)相差太大，一般越小越好。如超過(guò)一定值時(shí)（如1V），應(yīng)引起足夠的重視：有可能有電池容量變小或損壞。如果及時(shí)識(shí)別出工作狀態(tài)較差的電池，就可以對(duì)其進(jìn)行單體活化，提高其工作性能，從而提高電池組的整體性能。
三、蓄電池的維護(hù)
蓄電池做為直流系統(tǒng)中的儲(chǔ)能元件，是系統(tǒng)可靠運(yùn)行的核心部件。做好蓄電池的日常維護(hù)，才能保證外界
電源中斷時(shí)發(fā)揮其應(yīng)有的作用。由于鎘鎳蓄電池維護(hù)量大，故障率高，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用一種免維護(hù)密封鉛酸蓄電池，簡(jiǎn)稱閥控蓄電池。因?yàn)槭侨芊怆姵兀瑹o(wú)須加水，這給維護(hù)帶來(lái)很多好處的同時(shí)，也給監(jiān)測(cè)和維護(hù)帶來(lái)困難。
"免維護(hù)"這一名詞又給使用者帶來(lái)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，導(dǎo)致使用者放松對(duì)蓄電池的日常維護(hù)管理。廠家說(shuō)明書(shū)上標(biāo)注的壽命是有前提的，要在規(guī)定的運(yùn)行溫度，標(biāo)準(zhǔn)的充放電方式（包括負(fù)載大小）下運(yùn)行，實(shí)際上這些條件，只有在實(shí)驗(yàn)室才能達(dá)到。多年的使用經(jīng)驗(yàn)證實(shí)，實(shí)際壽命與標(biāo)注壽命還是有很大差距的。如下表所列，為我公司07年部分直流屏蓄電池實(shí)際放電實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果：
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安裝地點(diǎn) |
投用日期 |
放電容量
（AH） |
電池情況評(píng)價(jià) |
備注 |
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一開(kāi) |
2004.3 |
55 |
合格 |
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三開(kāi) |
2001.3 |
41 |
9＃、15＃電池劣化嚴(yán)重 |
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四開(kāi) |
2004.3 |
60 |
合格 |
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五開(kāi) |
2001.3 |
46 |
1、4、6、9、12號(hào)電池已經(jīng)劣化 |
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六開(kāi) |
2001.3 |
50 |
基本合格 |
曾更換過(guò)部分冒堿電池 |
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七開(kāi) |
2001.3 |
36 |
6號(hào)電池已經(jīng)嚴(yán)重劣化 |
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八開(kāi) |
2001.8 |
48 |
2、5、8、15、18號(hào)電池已經(jīng)開(kāi)始劣化 |
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九開(kāi) |
2003.9 |
52 |
合格 |
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十開(kāi) |
2004.3 |
57 |
合格 |
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十一開(kāi) |
2001.9 |
47 |
14、17號(hào)電池已經(jīng)開(kāi)始劣化 |
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十三開(kāi) |
2004.3 |
60 |
合格 |
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十四開(kāi) |
2004.3 |
52 |
合格 |
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十五開(kāi) |
2003.10 |
60 |
合格 |
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十六開(kāi) |
2004.4 |
35 |
將6號(hào)電池去除后進(jìn)行放電活化。放電35AH時(shí)其余17節(jié)電池電壓均在11.7V以上 |
離線測(cè)試結(jié)果6號(hào)電池嚴(yán)重劣化，8＃落后，其它電池合格。 |
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十七開(kāi) |
2002.5 |
50 |
基本合格 |
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可以看出，標(biāo)注十年壽命的蓄電池，實(shí)際使用壽命大相徑庭。通過(guò)對(duì)影響蓄電池使用壽命的因素進(jìn)行分析，有的放矢，才能采取有效應(yīng)對(duì)措施，充分發(fā)揮其功效。影響閾控蓄電池壽命主要有如下幾個(gè)因素：
�、瘛⑿铍姵氐钠ヅ浣M合。蓄電池在加工生產(chǎn)中不可能做到每只電池的充放電特性完全一致，到了用戶手中更沒(méi)有挑選的余地了。在使用中，用同一個(gè)充電
電源，又向同一負(fù)荷放電，久而久之，個(gè)別電池由于特性差別越來(lái)越大，而影響整個(gè)裝置的性能。
�、�、蓄電池的工作溫度。工作溫度是影響蓄電池使用壽命的一個(gè)決定性因素，而大多數(shù)人對(duì)此認(rèn)識(shí)不足。適宜的電池運(yùn)行環(huán)境溫度為20℃－25℃，對(duì)照生產(chǎn)廠家提供的溫度／壽命特性表，可以看出當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)25℃后，每升高10℃電池壽命幾乎就要縮短一半，例如：對(duì)5年期壽命的電池，當(dāng)環(huán)境溫度為35℃時(shí)，實(shí)際壽命只有2.5年，如果再升高10℃達(dá)到45℃時(shí)，其壽命只有約1.25年了。加上安裝閾控蓄電池的配電室，為防小動(dòng)物入室，門(mén)窗都比較封閉，室內(nèi)溫度還要升高，對(duì)蓄電池的運(yùn)行極為不利。
�、�、蓄電池的浮充電的工作狀態(tài)。這一點(diǎn)也是影響蓄電池使用壽命的一個(gè)關(guān)鍵因素。目前，蓄電池大多數(shù)都處于長(zhǎng)期的浮充電狀態(tài)下，只充電，不放電，這種工作狀態(tài)極不合理。大量運(yùn)行統(tǒng)計(jì)資料表明，這樣會(huì)造成蓄電池的陽(yáng)極極板鈍化，使蓄電池內(nèi)阻急劇增大，使蓄電池的實(shí)際容量(Ah)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其標(biāo)準(zhǔn)容量，從而導(dǎo)致蓄電池所能提供的實(shí)際后備供電時(shí)間大大縮短，減少其使用壽命。如果市電一直處于正常的供電之中，蓄電池就沒(méi)有工作的機(jī)會(huì)，就有可能長(zhǎng)時(shí)間浮充而損壞。有的“養(yǎng)兵千日”，一旦到“用兵一時(shí)”的時(shí)候卻無(wú)法使用，甚至造成很大的損失，所以，要定時(shí)進(jìn)行人為的強(qiáng)制放電工作，這樣不但可以活化電池，還可以檢驗(yàn)直流系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)，并可以使操作人員熟悉直流供電系統(tǒng)的使用。
�、�、蓄電池的過(guò)度放電或過(guò)度充電。蓄電池被過(guò)度放電是影響蓄電池使用壽命的另一重要因素。這種情況主要發(fā)生在交流停電或充電模塊損壞后，蓄電池組為負(fù)載供電期間。當(dāng)蓄電池被過(guò)度放電到輸出電壓為零時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部有大量的硫酸鉛被吸付到電池的陰極表面，在陰極板上形成的硫酸鹽越多，電池的內(nèi)阻越大，電池的充、放電性能就越差，其使用壽命就越短。過(guò)充電會(huì)使電池冒液。在電池外表及連接片上產(chǎn)生墨綠色氧化物，腐蝕構(gòu)件，降低絕緣，使自放電增加。如果電池使用不當(dāng)，長(zhǎng)期處于過(guò)充電狀態(tài)，那么電池的柵板就會(huì)變薄，減少極板有效面積，容量降低，會(huì)縮短使用壽命。
�、酢⑿铍姵氐氖盒铍姵厥彩怯绊懫涫褂脡勖囊蛩刂�，蓄電池失水會(huì)導(dǎo)致電解液比重增加，電池柵板的腐蝕，使蓄電池的活性物質(zhì)減少，從而使蓄電池的容量降低而導(dǎo)致其使用壽命減少。當(dāng)失水
5.5％時(shí)，容量降到75％；失水達(dá)到25％時(shí)，容量基本消失。
總之，直流系統(tǒng)的問(wèn)題在很大程度上是電池的問(wèn)題，只要正確使用電池，并經(jīng)常對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)，就能使其保持良好的狀態(tài)，也就解決了直流系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題，就能保證直流系統(tǒng)隨時(shí)處于正常工作狀態(tài)，也就可以使設(shè)備在安全的環(huán)境中工作。
以上就我公司廣泛使用的直流系統(tǒng)的配置、監(jiān)測(cè)及蓄電池維護(hù)等方面的實(shí)際體會(huì)做了簡(jiǎn)單的闡述。直流系統(tǒng)在工業(yè)企業(yè)控制系統(tǒng)中的作用舉足輕重，是實(shí)現(xiàn)
自動(dòng)化控制的基石，因此，采取積極有效措施，持續(xù)改善及提高直流系統(tǒng)的穩(wěn)定性，合理配置直流系統(tǒng)，將是一個(gè)值得研討的課題。
