闞　濤

摘要：文章從VRLA蓄電池的原理、特點(diǎn)出發(fā)、結(jié)合實(shí)際運(yùn)行維護(hù)中出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，以確保變電站直流系統(tǒng)可靠穩(wěn)定地運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：變電站閥控鉛酸蓄電池；免維護(hù)；均衡充電；核對(duì)性放電

中圖分類號(hào)：TM91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）11-0027-02

一、蓄電池組的運(yùn)行與維護(hù)基本要求

蓄電池作為站內(nèi)直流系統(tǒng)的備用電源，要求平時(shí)保持在一定的電壓水平，以便在直流屏高頻開關(guān)電源或硅整

流裝置交流失電，或發(fā)生故障導(dǎo)致不能輸出直流電源時(shí)，能及時(shí)投入，從而不影響站內(nèi)直流設(shè)備和直流回路的正常運(yùn)行，通信設(shè)備的穩(wěn)定。因此，蓄電池本身性能應(yīng)能滿足其容量、電壓在一定時(shí)間內(nèi)（包括直流電源裝置檢修期間），維持在較高水平。只有這樣，才能保證站內(nèi)直流系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

按照電力系統(tǒng)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，閥控式鉛酸蓄電池的運(yùn)行要求如下：閥控式密封鉛酸蓄電池組在正常運(yùn)行時(shí)以浮充方式運(yùn)行，浮充電壓值一般控制為2.23V×n，在運(yùn)行中主要監(jiān)視蓄電池組的端電壓，浮充電流，及每只蓄電池的電壓。

二、變電站蓄電池組運(yùn)行狀況分析與措施

（一）變電站蓄電池組的使用狀況分析

目前110kV、35kV等級(jí)的中低壓變電站內(nèi)，配備蓄電池的設(shè)備主要是直流屏和通信裝置（UPS不間斷電源）。隨著無人值守變電站的普及，變電站直流系統(tǒng)逐步采用“免維護(hù)”閥控鉛酸蓄電池。所謂“免維護(hù)”就是指在蓄電池內(nèi)部采用合理的氣體通道設(shè)計(jì)及先進(jìn)的板柵隔板，使蓄電池在規(guī)定的壽命期間不需要進(jìn)行加水維護(hù)；與普通蓄電池相比，運(yùn)行中免去了添加純水，調(diào)整電解液液面的項(xiàng)目，而并非是免去一切維護(hù)工作。有部分變電站運(yùn)行、檢修人員錯(cuò)誤地把“免維護(hù)”理解為“不用維護(hù)、不需要維護(hù)”，站內(nèi)蓄電池的實(shí)際運(yùn)行情況往往不盡如人意?，F(xiàn)就站內(nèi)蓄電池的使用進(jìn)行分析及如何延長其使用壽命做簡單探討。

以我縣公司所轄35kVA變電站和35kVB變電站為例，兩站同時(shí)更換免維護(hù)鉛酸蓄電池，運(yùn)行前兩年，每年按規(guī)定對(duì)電池只進(jìn)行一次容量測試及活化，蓄電池運(yùn)行狀態(tài)多為浮充狀態(tài)，維護(hù)量確實(shí)很小，電池的各項(xiàng)參數(shù)符合規(guī)程要求。但是到了第三年，A變電站部分電池電壓開始降低，至第三年底，大多數(shù)電池電壓降低到標(biāo)準(zhǔn)值以下，個(gè)別電池降至9V以下。第四年初，蓄電池均充已不能轉(zhuǎn)為浮充電，其性能指標(biāo)不能滿足運(yùn)行要求，只得更換一組新的蓄電池。B變電站蓄電池也存在同樣的問題。兩變電站的蓄電池使用年限均在3年左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到廠家設(shè)計(jì)的5年年限，直接縮短壽命40%。

（二）導(dǎo)致蓄電池壽命縮短的原因分析

1．沿用廠方的習(xí)慣模式，造成維護(hù)的麻痹放松。由于是“免維護(hù)”蓄電池，且電池管理系統(tǒng)為直流自動(dòng)控制充電模式，運(yùn)行比較可靠，按廠家建議，每年只進(jìn)行一次均充。且前兩年運(yùn)行狀況良好，也就默認(rèn)了對(duì)蓄電池的這種管理模式，造成維護(hù)人員責(zé)任心降低，忽視了對(duì)電池的維護(hù)。由于電池潛在的問題，前兩年在運(yùn)行中并未顯露出來，經(jīng)多年運(yùn)行后，電池容量大幅度下降。

2．對(duì)各種類型的直流設(shè)備及蓄電池缺乏充分了解，日常運(yùn)行維護(hù)管理不當(dāng)。按照直流系統(tǒng)反事故措施要求，浮充電運(yùn)行的蓄電池組，除制造廠有特殊規(guī)定外，應(yīng)采用恒壓方式進(jìn)行浮充電。浮充電時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制單體電池的浮充電壓上、下限，防止蓄電池因充電電壓過高或過低而損壞，即避免長期過充電或欠充電。以現(xiàn)在普遍使用的閥控式密封鉛酸蓄電池為例，實(shí)踐證明，實(shí)際的浮充電壓與規(guī)定的浮充電壓相差5V時(shí)，其使用壽命將縮短一半。

蓄電池浮充電壓一般按U（25）=E0.1設(shè)定（E為單體電池額定電壓），生產(chǎn)廠家有說明的，應(yīng)按照說明要求進(jìn)行設(shè)定。均充限流電流可按I=（0.1～0.125）C10（C10為蓄電池10小時(shí)率放電電流）進(jìn)行設(shè)定，最大充電電流不能超過1.5C10。而在日常維護(hù)中往往忽略這個(gè)細(xì)節(jié)，不能根據(jù)不同型號(hào)、廠家的蓄電池對(duì)充電參數(shù)的具體要求不同區(qū)別對(duì)待，而是采用統(tǒng)一的均、浮充電參數(shù)，甚至隨意設(shè)置充電參數(shù)，最終導(dǎo)致了對(duì)蓄電池性能的破壞。

另外，還要防止過放電。過放電電壓的設(shè)定：以2V電池為例，閥控密封鉛酸蓄電池放電時(shí)限為10h，放電電壓為1.8～1.9V。

根據(jù)規(guī)程規(guī)定，運(yùn)行中的蓄電池每年要進(jìn)行核對(duì)性放電測試，以測量蓄電池的容量水平及放電能力，而放電方法的落后及放電設(shè)備的陳舊則對(duì)檢測和掌握蓄電池組的工作狀態(tài)起著很大的影響，甚至于有些地方仍然存在著直接用電爐子進(jìn)行放電的現(xiàn)象。另外直流屏高頻開關(guān)電源及控制器的質(zhì)量和先進(jìn)程度，以及直流系統(tǒng)中對(duì)蓄電池管理的參數(shù)的設(shè)置都直接影響著蓄電池的使用壽命。

3．系統(tǒng)操作設(shè)備的改變，使得蓄電池組的充放電頻率和深度降低，加速了電池老化，進(jìn)而大幅度降低容量。

我縣部分老變電站原有的系統(tǒng)中，斷路器的操作機(jī)構(gòu)為電磁型，合閘電流較大，使蓄電池的放電電流增大，均充電次數(shù)多，可使電池經(jīng)常得到活化，電池的容量始終保持在一個(gè)較高水平。隨著斷路器的操作機(jī)構(gòu)逐步更換為彈簧儲(chǔ)能型，合閘電流較小，使蓄電池的放電電流減小，幾乎沒有均充機(jī)會(huì)，只運(yùn)行在浮充狀態(tài)，電池的活化頻率極低，電池的極板活性物質(zhì)逐步固化，使電池的容量逐步降低，直至下降到標(biāo)準(zhǔn)值以下。

4．運(yùn)行狀態(tài)的不同，電池老化的程度也不同。如我公司所轄A、B變電站為35kV變電站，處在末端，運(yùn)行方式單一，操作機(jī)會(huì)極少，電池的放電率很低，幾乎得不到活化，導(dǎo)致容量降低較快，使用壽命相對(duì)縮短；而C變電站等重要樞紐變電站，運(yùn)行方式多變，操作頻繁，電池經(jīng)常放電，且放電量很大，活化頻率較高，因此蓄電池容量則保持在較高水平，使用壽命相對(duì)較長。

5．其他因素影響。蓄電池在存儲(chǔ)運(yùn)輸過程中對(duì)蓄電池的損壞以及安裝工程不規(guī)范，安裝后未按要求對(duì)蓄電池進(jìn)行檢查補(bǔ)充電處理，蓄電池的工作環(huán)境溫度、通風(fēng)狀況等不符合要求也會(huì)對(duì)蓄電池的性能及壽命造成不利影響。無人值守條件下監(jiān)測系統(tǒng)不完善，也是造成縮短使用年限的一個(gè)重要原因。

閥控密封鉛酸蓄電池由于結(jié)構(gòu)等原因（極板緊密裝配、貧液設(shè)計(jì)、完全密封）散熱不利，其充電電壓及容量受溫度影響較大。簡單地說，在一定條件下，其環(huán)境溫度每升高1℃，單個(gè)蓄電池充電電壓將下降3mV。其溫度越高，放出的電量就相對(duì)高些。另外溫度過高，將導(dǎo)致極板活性物質(zhì)脫落，極板變形和腐蝕，而使電池壽命變短。所以，一定要根據(jù)環(huán)境溫度的變化，對(duì)浮充電壓進(jìn)行補(bǔ)償，還應(yīng)有防高溫措施。

三、相關(guān)措施

針對(duì)以上分析及現(xiàn)場調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，維護(hù)人員的維護(hù)素質(zhì)及責(zé)任心以及直流充放電管理設(shè)備的先進(jìn)程度是造成蓄電池使用壽命縮短的主要原因。針對(duì)這些因素，應(yīng)嚴(yán)格按照《規(guī)程》規(guī)定采取相應(yīng)的措施，強(qiáng)化蓄電池組的可靠運(yùn)行及壽命。

1．提高維護(hù)人員的維護(hù)素質(zhì)，加強(qiáng)維護(hù)人員的責(zé)任心。

2．定期進(jìn)行電池組的放電周期及放電深度?？筛鶕?jù)所在變電所的系統(tǒng)運(yùn)行方式及電池組使用率，靈活地控制蓄電池組放電周期及放電方式和深度。

3．運(yùn)行狀態(tài)不同?？蛇M(jìn)行相關(guān)維護(hù)管理制度的完善，加大對(duì)電網(wǎng)末端變電站蓄電池的監(jiān)測力度，增加巡視次數(shù)。

4．采用先進(jìn)的直流充、放電設(shè)備，科學(xué)合理地設(shè)置高頻直流設(shè)備中蓄電池相關(guān)參數(shù)，充分掌握蓄電池能的放電性能。

5．嚴(yán)格執(zhí)行蓄電池相關(guān)參數(shù)的定期巡查及記錄。例如：蓄電池電壓，蓄電池極柱、殼體、安全全閥，浮充電電壓、電流，電池室溫度等。

6．電池組內(nèi)均一性能的對(duì)比檢查。每半年檢測單體蓄電池的端電壓和內(nèi)阻，若內(nèi)阻大于80mΩ時(shí)，應(yīng)及時(shí)活化或更換；每年以實(shí)際負(fù)荷做一次核對(duì)性放電（春秋季節(jié)比較適合）； 防高溫、防過充電、過放電、及時(shí)充電。

7．絕對(duì)禁止采用新、老組合方式的蓄電池組。不同容量、不同型號(hào)、不同年限的蓄電池絕對(duì)不許在同一組中串聯(lián)使用。

8．強(qiáng)化蓄電池的管理。如蓄電池安裝前的檢查和安全后的核對(duì)性測試、蓄電池組安裝工藝規(guī)范、蓄電池組的運(yùn)行環(huán)境等，均應(yīng)符合《規(guī)程》規(guī)定要求。

9．可安裝先進(jìn)的蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測其運(yùn)行狀態(tài)，并通過遠(yuǎn)動(dòng)傳輸至監(jiān)控中心。

四、結(jié)語

充分了解蓄電池的運(yùn)行機(jī)理，采用先進(jìn)高質(zhì)量的直流設(shè)備，通過合理的維護(hù)手段及科學(xué)的維護(hù)方法，可以有效地提高變電站蓄電池的運(yùn)行效率，從而延長其使用周期，減少供電企業(yè)在這方面的投資，保證了直流系統(tǒng)乃至整個(gè)電網(wǎng)的安全、可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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