[摘 要]讨论变电所蓄电池的功用，分析海拉尔油田电网变电所事故照明的薄弱环节，探讨利用蓄电池的可行性。利用逆变器的逆变原理将蓄电池直流电转换为交流电，解决事故照明电源问题，可以保证在变电所夜间发生事故或异常时值班人员及参加事故处理的人员能够看清楚设备和道路，保障事故处理的顺利进行。
　　中图分类号：TM912.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）45-0080-01
　　前言
　　目前海拉尔油田所辖变电所事故照明的设置存在比较严重的问题。由于设计缺陷及产品质量问题，严重影响了变电所的安全运行及人身安全，所以有必要对事故照明系统进行改造。
　　一.原设计存在的问题
　　1、设计缺陷：在建所时，未设计全所失电或停电后，用于处理事故的照明电源。当全所失电后无事故明电灯，严重威胁变电所的夜间事故处理的安全性和可靠性。2、急照明灯数量不足：仅在高压室和主控室的安全出口处设置发生火灾后，用于逃生用途的应急照明灯。设置位置和数量不能满足工作需要。3.产品质量问题：安装的逃生应急照明灯当电源正常运行时为充电状态，仅在失去交流电源后，利用照明灯里面的小型蓄电池电源使事故照明灯工作，引导工作人员逃离危险区域。
　　由于产品质量等原因，我们在运行中发现其亮度及照明时间无法满足工作需要，从最初投产时逃生照明时间的十多分钟，下降到现在所有故明间都达不到五分钟，不能满足事故照明逃生需求。
　　二、蓄电池担任事故照明备用电源的可行性分析
　　直流电源多种多样，但当前变电所的直流电源主要还是采用硅整流和蓄电池组。以前使用比较广泛的油开关采用的大多是电磁操作机构，需要强大的电功率才能完成操作。早期的蓄电池担负着承受高压开关分合闸所需的动力负荷冲击的作用，因为硅整流一般容量较小，难以承受很大的电流冲击，因此蓄电池显得至关重要。
　　随着科技进步，目前高压开关广泛采用弹簧储能操作机构，所需操作功率很小，硅整流足以承受其操作冲击。本所的蓄电池组仅作为备用电源使用，只有当变电所全所失电或者所用交流电源失去时才起作用，以保证直流负荷的操作需求，确保变电设备控制、保护装置不失去电源，从而保护高压变电设备的安全。
　　但是该蓄电池组并没有连接照明灯具，而且只保证直流负荷的操作需求。
　　为保证在变电所夜间发生事故或异常时值班人员及参加事故处理的人员能够看清楚设备和道路，保障事故处理的顺利进行，对变电所事故照明电源进行改造势在必行。
　　三、蓄电池组电源容量及负荷分析
　　市场上所售的自带充电电池的照明灯具价格不一，低廉的无法满足事故照明要求，价格昂贵的又增加生产成本。因此，变电所内的蓄电池组可否综合利用对我们十分有吸引力。为此，我们对蓄电池进行作为事故照明电源的可性进行了讨论分析。
　　目前，我们变电所现有的蓄电池组容量65Ah，日常直流负荷不到2安培。以变电所发生重大事故时失电时间两个小时计算，蓄电池容量冗余度足够大；
　　1、如果利用逆变技术将变电所蓄电池的直流电源逆變为民用的220伏交流电，可以使用通用的、比较便宜的、现有的照明设施保证变电所事故照明需求。2、按照直接利用40瓦日光灯设计（主控室6盏，高压室4盏），根据单管40W荧光灯（不带起动器、并联补偿）的额定电流0.26A计算：单管0.26A计算，10盏为2.6A；所需负荷对蓄电池影响很小。3、如果直接使用交直流均可以使用的60W白炽灯设计，根据60W白炽灯额定电流0.27A计算，10盏为2.7A4、市场上逆变器功率1000伏安以上的十分常见，根据照明灯负荷我们选用1000伏安的逆变器即可。
　　另外，变电所蓄电池可靠性及稳定性，大大超过市场上所售的自带充电电池的照明灯具使用寿命。同时，利用逆变技术可以考虑同时对其它需要不间断电源的重要设施提供可靠电源。
　　四、方案分析
　　逆变器工作原理及作用：所谓逆变和整流可以说是可逆的工作过程，整流就是将交流电变压到合适的交流电压值，再经过整流电路整流成直流电源，供需要直流电的设备使用。而逆变就是将低压直流电能转变为220伏交流电的常用电子设备。
　　生活中常用的有电脑用的UPS电源、应急照明灯、应急电源等。逆变器常用的输入直流电压为12伏、48伏和60伏，而我们的蓄电池组直流电压为220伏左右，不适合常见的逆变器使用，很少有将直流220伏电压逆变为交流220伏电压使用的情况，因为一般情况下变电所一定会考虑安装足够的事故照明电源的。
　　为此，我们讨论了多种方案，甚至考虑了从蓄电池组中抽取所需的12伏或48伏直流电压，但是又担心这样做会影响到整组蓄电池性能，不得不放弃了这种设想。后来，通过和同行不断探讨和互联网搜索，研究解决问题的途径，都没有找到比较简便易行的方案。
　　最后，通过询问逆变器生产厂家，发现有将直流220伏电压逆变为交流220伏电压的逆变器。
　　在解决了逆变器问题后，我们制定了二种实施方案，
　　第一种是将蓄电池经逆变器后的交流电源直接接入专用的事故照明灯具，这种方法需要重新在适当位置布置专用事故照明灯具，直接将逆变后的交流电接入即可，此方法虽然简单可靠，但是需要重新布线，在经济性和美观性上性价比不高。如图2：第二种方法是将蓄电池直流电源直接接入白炽灯作为事故照明灯使用，因为白炽灯是利用电阻性的灯丝发光的，交直流电都可以发光，因此这种方法在技术上是可行的，但是它也存在以下三个缺点：
　　1、白炽灯不节能，耗电量较大；（相同的照度下白炽灯功率要更大） ；2、照度相比与同功率的日光灯相去甚远，即相同功率照度小；3、这种方式仍然需要重新铺设照明灯线路，会破坏室内美观性。
　　经过认真分析比选，感觉以上两种都不适合变电所事故照明改造，所以设计了如下所述的第三种设计方案。 　　五.改造方案
　　我们决定对变电所事故照明采用新的方法进行改造，即利现有的照明灯具同时兼作事故照明。
　　根据《DL/T5390-2014发电厂和变电站照明设计技术规定》中的第四部分变电站照明设计规范的规定：“对有人值班变电所、主控制室、继电器室、屋内配电装置室、所用配电屏室、蓄电池室、通信机房、消防设备室、主要屋内通道、楼梯出口，应装设事故应急照明。事故应急照明宜兼做正常照明用”。
　　该标准中的“事故应急照明宜兼做正常照明用”说明应该利用现有的照明灯具满足事故照明是最合理的。
　　1.基本原理：是将蓄电池经逆变器后的事故照明电源直接接入正常照明的灯具回路，采取在电气上互相闭锁的方式，即将正常电源和事故照明电源利用交流接触器常闭接点互相闭锁线圈电路。如图1：2.工作过程：正常运行时，L和N交流电经过QF1-KM2常闭接点--KM1接触器线圈，KM1接触器受电后，（电流回路：L-QF1-KM2常闭接点-KM1接触器-N），常开接点KM1闭合，经过KM2常闭接点，照明灯亮（电流回路：L和N-QF1-KM1常开接点-KM2常闭接点-照明灯）；当交流电失去后，KM1接触器失电，蓄电池直流电经过逆变器，逆变器输出220伏交流电（电流回路：逆变器输出L-KM1常闭接点-KM2接触器线圈-N），KM2接触器线圈受电，照明灯亮（电流回路：逆变器输出-KM2常开接点-KM1常闭接点-照明灯）。3.保护原理：其保护原理类似于电动机正反转的控制，相同之处是都是利用两个接触器的常闭接点互为闭锁，以保证两个电源不会同时接入照明回路。不同之处是电机正反转控制的两个接触器线圈所取得电源属于同一个回路的，而我们设计的电气回路两个接触器线圈所取电源分别来自所用变交流电源和蓄电池逆变后的电源，类似于双电源供电电路。4.改造后效果：改造完成后，为了检查电源切换是否正常，我们要求值班人员每个月断开交流电源开关进行一次试验，试验时间三十分钟，效果良好。
　　2015年4月20日凌晨01点左右，我们变电所110千伏电源故障（运行方式为单回线受电）跳闸，为了尽快送电，电力调度在上级调度要求下连续多次试送电都没有成功，直到第二天下午才找到故障点处理好。在天亮之前，我们改造的事故照明电路运行可靠，保证了值班人员在正常照明情况下处理事故。
　　五、结束语
　　我们在工作中经常会遇到一些问题制约着安全生产，这就要求我们寻求解决方法，所谓办法总比困难多。该成果可推广应用于设计较为落后的变电所中，对于变电所的事故照明情况进行综合分析，达不到照明时间、强度要求的均可采用此成果，能够可靠保证变电所夜间事故处理时的准确、快速及人員设备安全。该项成果主要意义在于预防，可以想象夜间发生变电所全所停电或者所用电失电的事故，值班人员如果在没有可靠照明的情况下进行事故处理，极易造成人身设备事故或者延误事故处理时机。因此，其现实意义极其重大，隐性经济效益可观，让我们共同努力，为油田平稳供电贡献自己的力量。