摘要：直流屏是变电站正常运转的重要组成，其能够继续向变电站输送安稳的直流电源，满意了电力设备操作运转的用电需求。从实践运用状况来说，变电站蓄电池直流屏在运用寿数及电能供给方面的功用难以达到标准要求，约束了直流电源操作系统功用的发挥。研究发现选用超级电容直流屏可有用解决直流电源供给难题，通过改进后的超级电容直流屏在功用、寿数、安稳等方面都有了很大的改进，其与蓄电池直流屏比较存在显着的优势。

关键词:变电站；电容；蓄电池；功用比照

直流电源操作系统简称“直流屏”，在变电站中向各种电力设备供给安稳的直流电源，也是现代变电站核心的电力操作电源。直流屏技能不仅保护了电力系统的正常运转，对于其他元件的安稳控制也起到很好的保护作用。对变电站直流屏存在的问题进行深入剖析，能够确保继续性的直流电源供给，为电力设备及相关模块的正常控制创造有利的条件。电力行业积极引入直流屏技能可加速变电站的自动化、智能化发展，提高变电站设备运转的整体效率。

1当前变电站直流屏存在的问题

1.1 功用问题

变电站通过直流母线输出电能需求运用大批蓄电池模块，以此来维持正常的直流电源控制。如：一般状况下，大型变电站直流母线输出220V，需运用200只左右的蓄电池组合模块。但镉镍蓄电池在出产处理期间，厂家无法确保每只蓄电池的充电、放电功用完全一致，200只蓄电池组合起来会产生显着的特性差异。镉镍蓄电池直流屏在供给直流电源后所衔接的充电电源一致，而且负荷放电的对象相同。这种特点导致部分镉镍蓄电池的功用减弱，下降了整个蓄电池组合模块的功用。

1.2  寿数问题

因为镉镍蓄电池组合材料的缺陷，直流屏运转时本质上处于“浮充状况”，此时镉镍蓄电池直流屏的运用寿数取决于充电机。依照行业标准里的规定，厂家对镉镍蓄电池的确保寿数在10年以上，而具体运用的记载状况仅有5年左右的时刻。蓄电池直流屏寿数缩短的原因是因为俯冲电流超标会构成电解液中的水电解成氢、氧，这是构成蓄电池爆破的根本原因，若选用镉镍蓄电池直流屏时未做特别处理，则很简单引起意外事故。因此，直流屏的运用寿数长短会遭到其他方面要素的约束。

1.3  氧化问题

变电厂镉镍蓄电池直流屏运用期间也会出现氧化复原反响，使镉镍材料产生化学反响生成氧化镉，构成极板的有用面积不断减小。为了防止氧化复原反响的产生，变电站工作人员会定时对蓄电池进行“活化实验”剖析。在活化实验里需对蓄电池进行充放电处理，这一阶段的操作会产生极性反转而导致蓄电池作废。别的，氧化复原反响在破坏镉镍直流屏功用的同时，对变电站的安稳运转也会埋下安全隐患，如：若把蓄电池完全安装于柜内，很简单引起焚毁、爆破等安全事故。

1.4  密封铅酸蓄电池直流屏在科学技能的推动下，国内变电站直流屏技能不断发展，许多新的蓄电池产品也在变电站中得到了遍及运用。基于镉镍蓄电池直流屏存在的缺乏，企业开始选用密封铅酸蓄电池，简称“阀控蓄电池”。这种产品在质量、功用、价格、保护等方面均优于镉镍蓄电池。如：阀控蓄电池无需进行过多的保护或加水处理，为变电站操作人员供给了很大的方便。但该直流屏处于“全密封”状况也引起了许多问题，尤其是在电池观测、检查等操作时，保护人员难以及时更新设备。别的，因为国内阀控蓄电池技能相对落后，产品运用于变电站时寿数无保障，而且对于阀控蓄电池直流屏的运转条件十分严格，给变电站的正常出产构成了很大的困难。

2  影响阈控蓄电池寿数的要素

（1）温度要素尽管阀控蓄电池运用于变电站还存在显着的缺乏，但与镉镍蓄电池比较已经有了很大的改进，对变电站直流电源操作系统的运转创造了更好的条件。阀控蓄电池寿数对温度十分灵敏，出产厂家要求电池运转环境温为15℃～25℃，当环境温度超过25℃后，每升高10℃电池寿数就要缩短一半。

（2）放电要素蓄电池被过度放电是影响蓄电池运用寿数的另一重要要素。当蓄电池被过度放电到输出电压为零时，会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸付到电池的阴极外表，构成电池阴极的硫酸盐化。在阴极板上构成的硫酸盐越多，电池的内阻越大，阀控蓄电池的运用寿数会大大减短。

（3）腐蚀要素板栅腐蚀是影响蓄电池运用寿数的重要原因。

在开路状况下，铅合金与活性二氧化铅直接触摸，而且一起浸在硫酸溶液中。在过充电状况下，正极因为析氧反响，水被消耗，H添加，从而导致正极附近酸度增高。电池的栅板就会变薄，容量下降，会缩短运用寿数。

（4）浮充要素变电站运用的蓄电池大多数都处于长时刻的浮充电状况下，这样会构成蓄电池的阳极极板钝化，使蓄电池内阻急剧增大，使蓄电池的实践容量(Ah)远远低于其标准容量，从而导致蓄电池所能供给的实践后备供电时刻大大缩短，削减其运用寿数。

（5）失水要素蓄电池失水也是影响其运用寿数的要素之一，蓄电池失水会导致电解液比重添加，电池栅板的腐蚀，使蓄电池的活性物质削减，从而使蓄电池的容量下降而导致其运用寿数削减。当失水5.5％时，容量降到75％；失水达到25％时，容量根本消失。

3  超级电容直流屏与蓄电池直流屏的功用比照

根据超级电容运用于直流屏的实验成果剖析，其不仅摆脱了传统蓄电池直流屏存在的缺乏，也显着提升了变电站电力系统运转的效率，为操作人员的系统控制与改造供给了满意的直流电源。为了验证超级电容直流屏的许多优势，本文以运用功用为重点，从毛病、寿数、保护等方面，对超级电容直流屏与蓄电池直流屏进行归纳比照。

（1）毛病方面比照变电站不论选用哪一类蓄电池，其在运用时都需求装备相应的放电设备，这是确保蓄电池继续供给直流电源的重要条件。参照实验成果判别，传统蓄电池直流屏选用的放电设备的毛病产生率显着高于超级电容直流屏，不利于变电站日常操作的安稳运转。而超级电容放电设备在结构方面更为简化，对其进行改造或放电愈加速捷。

（2）寿数方面比照当蓄电池运用完毕后需求进行充电才干正常运用，长时刻充电会导致蓄电池的运用寿数减短，一般要短于标准运用寿数的5～10年时刻，约束了蓄电池直流屏作用的安稳发挥。而超级电容直流屏的运用寿数更长，这是因为其不存在过充电、过放电问题，在出产期间限定最高充电电压即可满意保护需求，有用防止了超级电容运用寿数减短。

（3）保护方面比照从直流屏保护视点来看，变电站的日常保护工作量较大，不仅要定时对蓄电池进行检测、更新，还要对电池内部的线路衔接归纳监测，给工作人员构成了很大的难度。但超级电容直流屏用于变电站无需过多的保护，在安装初期对直流屏设备全面检测合格后即可长时刻运用。从功用康复来说，蓄电池放电后要通过几个小时的康复才干正常供电，超级电容仅需3～5分钟即可复原电能。保持了变电站的正常供电。

4  定论

直流电源操作系统是变电站正常运转的根本确保，其能够及时将电流输送到各个电力设备中供给运用。伴随着社会现代化发展步伐的加速，我国变电站建造面临着新的变革优化，各种蓄电池直流屏逐步被其他方式的设备所取代，这对于变电站未来的革新发展大有帮助。超级电容直流屏是变电站直流屏的先进技能，其在功用、保护、寿数、毛病等方面都显着优胜于传统的蓄电池直流屏，在电力行业中应得到全面推广运用。