变电站直流系统存在的问题及解决办法

变电站直流系统存在的问题及解决办法现在，由北京金正平科技有限公司开发出来的“超级电容器“，给人们解决直流屏存在的问题带来了曙光。它是一种专门用于储能的特种电容，实现了电容量由微法向法拉级的飞跃，是一种理想的大功率物理电源。它不需要任何维护和保养，寿命长达10年以上，用它来代替老式电容储能硅整流直流屏，和蓄电池将产生革命性的进步。该产品在世界上仅有美、日、俄少数国家才能生产。我国的技术水平接近俄罗斯，价格只是俄产的三分之一，并获得国家专利和1999年全国技术发明博览会金奖，填补了可进行大电流快速充放电的空白。推广该产品将会带来巨大的经济效益，引发相关应用领域的一次技术进步。三、超级电容用于直流屏的有关实验信息请登陆输配电设备网武汉海山电子仪器公司为了将超级电容这一成果，在变、配电站直流系统中的应用，作进一步研究，特作了如下一些实验超级电容标称容量0。82F，耐压280V，出厂编号02020271、用超级电容对断路器合闸的试验时间2002年4月25日，10301100地点武汉市白沙洲水厂变电站615柜参加人彭德明、蒋义、汪维敏高压断路器型号KYN1010型额定电压10KV，额定电流1000A操作机构型号CD10。合闸电压直流220V，电流100A。试验方法1。1、断开615柜合闸电源1。2、将已充电的超级电容两出线端并接在合闸接触器触头上1。3模拟正常方式合闸，按下合闸接钮，记录合闸次数和电容端电压，见下表信息来源HTTP/WWWTEDECN共合闸15次，每次都合闸成功，考虑到从第9次开始电容端电压已降至额定电压10以下，可靠性变差，合闸速度变慢，剔除不算，因而可作如下结论电容充电至10额定电压时，可对CD型电磁机构可靠合闸大于8次，每次合闸使电容端电压下降5V。信息来自WWWTEDECN2、超级电容充电时间测试超级电容的初充电，如不加限流电阻，相当于发生短路。生产厂家推荐使用1000W碘钨灯作限流电阻，其冷态电阻较热态电阻小近10倍，符合电容电压上升后宜减小限流电阻的要求。以下试验数据均是串入1000W碘钨灯实测的数据。第一次用变电站直流电源充电信息请登陆输配电设备网第二次采用单相交流170V经全波整流后作电源充电。信息请登陆输配电设备网小节不同的充电电源对充电速度有影响，但不管什么电源电容由零伏充至额定电压时仅需3分钟。以后，长期浮充电流在010MA变化。3、超级电容自放电测试将超级电容充至242V后，与负载完全脱离，隔日同一时间测量电容端电压记录如下第一次未经浮充电信息来自输配电设备网第二次经过30分钟以后的浮充信息来自WWWTEDECN注V/H为电容端电压下降速度，用下降电压变化量除以小时。小节端电压下降速度与是否经过浮充有关，未经浮充开始几个小时达23V/H，既每小时下降23V，经过浮充半小时以后，自放电速度明显变缓，可能是电容内部电荷来不及分布均匀有关。在正常运用时，超级电容处在长期浮充状态，完全断开负载后可维持有效电压达3天72小时。4、带经常性负载的放电试验模拟当电网失电后，由电容放电来维持直流母线电压的试验。根据电力工程设计手册中，关于直流系统控制母线电压答应波动范围为85110VN，VN220V时，电压波动范围为187V242V。下面是母线电压242V，电容放电至187V时，不同负载的维持时间的实测值。信息来源HTTP/WWWTEDECN注经常性负载按如下方式取其平均值，在242V时，读取电流值I1187V读电流值为I2平均值为I1I2/2。小节中小型变电站如将信号灯换成LED节能灯后，控制母线电流一般小于2A，将保持30秒钟的跳合闸能力。在实际运用中，将配备2只电容互为热备用，因而在极端的情况下，经常性负荷达4A，维持母线电压能达20秒，对于任何一种继电保护，其动作时间都在数秒钟内必须完成。所以说它非常可靠，因为留有了充足的跳合闸的能量。信息来源HTTP/WWWTEDECN四、超级电容直流屏与蓄电池直流屏的性能对比1、无任何种蓄电池都需要配置一套精确的，性能优良的充放电装置。这套装置故障率相对较高，而用超级电容的直流屏可简化这套装置，降低了故障率，使成本下降。信息来自WWWTEDECN2、蓄电池过充电、过放电都会缩短使用寿命，而超级电容不存在过充电、过放电的问题，只需限制最高充电电压就行了。信息来源HTTP/WWWTEDECN3、蓄电池有较大的维护量，即便是免维护蓄电池，同样需要维护而超级电容只需定期检测其容量是否下降就行了，做到了真正意义上的免维护。信息请登陆输配电设备网4、蓄电池一旦过放电，要恢复其容量得充电数小时而超级电容恢复到额定电压，仅需几分钟。单只电容合闸后端电压下降5V，数秒钟即可复原。信息来源HTTP/TEDECN5、电网停电后，直流屏依靠蓄电池放电来维持直流母线电压，电池组的能量究竟有限。停电时间过长，会使电池的能量放完，如不加限制，必然会导致电池组电压下降到终止电压以下而受损，甚至无法再充电而报废。而超级电容当电网停电后，在带有经常性负荷的情况下仍可保证几百次的跳闸和数次合闸。这一点对具有综合重合闸装置和备用电源自动投入装置的中小型终端变电站足矣。假如是母线短路，引起电网电压过低，只要继电保护能正确动作，在短短的几秒钟内，更能可靠的跳闸，事故跳闸后，没有必要维持一定时间的直流供电。当事故处理完毕后，电网恢复供电，在几分钟内，又具五、由超级电容组成的零维护直流屏简介武汉海山电子仪器公司为充分发挥超级电容的特点，而研制的新型直流屏，型号为PEDWC01。该产品定位于110KV、35KV、10KV的中小型未端变电站以及企业内部的6KV配电系统，要求经常性负荷小于5A的场所。该产品性价比较高，采用了当今最流行的新技术，选用日本TDK或ABB公司生产的高频开关整流模块。集成了电压控制、电流控制，以及过程控制于一体，实现对电容恒流充电，达到额定电压后，自动转为恒压控制。，实现无人值成套系统配置了PLC触摸屏方式，并配有四遥接口，使维护工作量降至最低，价格在同档次的直流屏中也是最低的