论文部分内容阅读
摘要：在变电站直流系统中，蓄电池是提供能源的主要设备之一，其作用等同于变电站二次系统的心脏，主要为其正常运行提供必要的动力。因此，为了确保电力设备的正常安全运行，蓄电池的稳定、安全以及在放电过程中的负载量大小就显得十分重要了。文中主要介绍了蓄电池在运行过程中最常出现的故障，对故障的原因进行了分析，并对蓄电池的运行和维护方法进行了介绍，希望能对读者提供一些有益的参考。
关键词：蓄电池；运行；维护方法；变电站
电源的动力需要蓄电池组的合闸、控制、信号及综合自动化提供，决定了变电站设备的安全稳定运行。伴随着科技的不断进步，蓄电池已经发展为阀控式密封铅酸蓄电池。厂家虽然普遍保证铅酸蓄电池的平均使用寿命为8年，但一般运行5年左右电池就会出现报废的情况。因此，蓄电池运行维护的情况直接决定着电力系统的安全、稳定和可靠运行。
1、蓄电池组运行与维护的现状
依靠先进的设计思路和工作原理，阀控式密封铅酸蓄电池理论上有较长的使用寿命，且厂家也承诺有10～15年的使用期限，但实际却不能达到。其中有些厂家的电池寿命仅为5～7年，甚至是更短的时间。通过查阅某电力局近三年来蓄电池组的运行情况，发现由于电压不合格、电解液渗漏、外壳变形等缺陷的存在，直接影响着直流电力系统的正常运行。
根据行业要求蓄电池在正常工作状态时，电池电压要控制在2.23～2.28V之间，但在实际运行过程中普遍存在着电池电压或高于或低于标准值的情况。在正常运行过程中，如果单电池电压较长时间偏离正常值得不到及时处理的话，会降低蓄电池的实际电容量。
在蓄电池正常运行过程中，工艺要求安全阀能随着蓄电池内部压力的改变而自动开启或关闭，但由于安全阀故障频出或外壳密封不好等原因，实际运行中蓄电池电解液经常会出现渗漏。电解液渗漏不仅使蓄电池寿命减少，而且还会造成直流系统接地，直接影响二次回路的工作。
2、变电站蓄电池组运行要求
根据电力系统中的相关标准，要求阀控密封式铅酸蓄电池组在正常工作时以浮充的方式运行，浮充的电压值一般控制在2.23V×n，并在运行过程中需要监控蓄电池组的浮充电流、端电压及单只蓄电池的电压。
工作人员往往会忽略工作温度对蓄电池的影响。电池导电性能随着电解液温度的上升而增强，即电池的内阻随温度升高而减少。当浮充电压不变时，电池内的浮充电流则随着温度的上升而变大。相关实验研究表明，温度变化对浮充电流的影响不容小视，电池电解液温度每增加10℃，浮充电流会成倍上升。
如果蓄电池组中有落后电池，导致电池之间的浮充电压差过大，其危害也是很大的。若不对其进行处理而继续浮充，会使每只电池之间的压差进一步被拉大，从而加速电池的损坏进程，加快电池容量的降低速度，最终使电池的使用寿命大大缩短。
3、电力蓄电池的维护方法
根据相关统计，蓄电池发生故障的原因，有五成以上是蓄电池组故障或是对蓄电池维护不当。对蓄电池的维护工作在电力行业中就显得极为重要了，通常要做到以下几点：
首先要准确地设置浮充电压。上文已经提到，根据相关规定阀控式蓄电池浮充电压需维持在2.23～2.28 V之间。但是根据蓄电池的化学特点，确定浮充电压的前提条件是环境温度的确定，因此无法规定浮充电压的单个数值，进而浮充电压的值必须随着环境温度的变化不断进行调整。蓄电池的浮充电压温度系数为-3～-5mV/℃，这就是说环境温度每升高1摄氏度，单体电池的浮充电压会下降3～5mV。一般变电站直流系统中的微控单元都具有温度自动补偿功能，通常以25℃为额定温度，运行时应选择开启自动温度补偿功能。设定浮充电压，除了准确的计算之外，现场还要求有足够精度的试验仪器。直流系统试验过程中，根据有关章程规定，测量浮充电压的仪表的准确级别要不低于0.5级。通常情况下，变电站直流监控系统测量的电压值的准确级别不高，而且有时误差还较大，因此现场需用电压表做一下修正，使实测浮充电压尽量与计算值保持一致。
其次要控制环境温度对蓄电池的影响。环境温度不仅会对蓄电池的容量有影响，而且对蓄电池寿命的影响也不容忽视。一般情况下蓄电池使用寿命的终止不外乎以下原因：电池内部发生短路而不能使用、电解液干涸以及电池容量缩小导致的使用失效。正極板腐蚀、负极板硫酸盐化、电池失水等均为电池失效的主要原因，而高温都会加速蓄电池的这些失效形式。与高温相比低温对蓄电池的伤害不那么明显，但也会对负极板的硫酸盐化起到加速作用。综上蓄电池运行的最适宜环境温度为20～25℃。根据查阅的相关资料显示，在25℃条件下，如果浮充电池的预期寿命为20年，而温度每升高10℃，其预期寿命则减少一半。而极端情况下，太高的工作温度短时间内就会使蓄电池永久性失效。
最后要对蓄电池性能进行定期监测。检测蓄电池最常用的方法是对电池组浮充电压进行测量。目前公认唯一判别蓄电池失效的有效方法是核容试验，但由于核容试验工作量巨大，所以在例行维护中，可以从以下三个方面来判断蓄电池的寿命及使用性能：工作温度、工作电压和内阻。电池密封破坏、内部短路等异常状况可以通过浮充电压过高或过低来反应。如发现落后电池，应尽早将其分离蓄电池组，并用一台专门的放电器和充电机对其进行充放电，使落后电池尽量恢复。若完成上述步骤后仍不能使落后电池恢复正常，则考虑更换。依据相关规程规定，浮充运行至多6个月时，蓄电池端电压的偏差不应超过0.05V。由于活性材料的消耗导致电池容量减小是内阻增加的主要原因，实际中蓄电池寿命完成时内阻显著增大。因此可以通过测量电池的电导或内阻来反映电池的使用状况。
4、结束语
蓄电池是电网直流系统的后备电源，有力地保证着电网的安全运行。如果我们在运行管理的各个细微环节都严格把关，是可以掌握和了解各变电站蓄电池组的运行情况的。一套系统的、科学的、行之有效的维护方法，不仅仅可以简化直流检修人员的工作，且对确保电网的安全运行有更重要的意义。
参考文献
[1] 岳地松.变电站用阀控铅酸蓄电池的运行与维护[J].蓄电池，2008，（2）：93-96
[2] 杨跃斌.对变电站蓄电池组运行与维护的新思考[J].湖州师范学院学报，2010，32（6）：182-185.
[3] 栾晖.变电站蓄电池的运行与维护[J].内蒙古石油化工，2011（3）：69-71.
[4] 李德琼.谈变电站蓄电池的运行与维护[J].现代企业教育，2010（04）：152-153.
[5] 马一峰，韩玉. 延长变电站阀控式蓄电池使用寿命的日常维护方法[J].蓄电池，2010，47（1）：30-32.
作者简介：王曼，女，江苏省电力公司检修分公司南通运维分部盐城运维站助理工程师。
邮寄地址：江苏省盐城市解放南路189号，周洪益 （收）
邮编224005
电话13914626420/68863537
关键词：蓄电池；运行；维护方法；变电站
电源的动力需要蓄电池组的合闸、控制、信号及综合自动化提供，决定了变电站设备的安全稳定运行。伴随着科技的不断进步，蓄电池已经发展为阀控式密封铅酸蓄电池。厂家虽然普遍保证铅酸蓄电池的平均使用寿命为8年，但一般运行5年左右电池就会出现报废的情况。因此，蓄电池运行维护的情况直接决定着电力系统的安全、稳定和可靠运行。
1、蓄电池组运行与维护的现状
依靠先进的设计思路和工作原理，阀控式密封铅酸蓄电池理论上有较长的使用寿命，且厂家也承诺有10～15年的使用期限，但实际却不能达到。其中有些厂家的电池寿命仅为5～7年，甚至是更短的时间。通过查阅某电力局近三年来蓄电池组的运行情况，发现由于电压不合格、电解液渗漏、外壳变形等缺陷的存在，直接影响着直流电力系统的正常运行。
根据行业要求蓄电池在正常工作状态时，电池电压要控制在2.23～2.28V之间，但在实际运行过程中普遍存在着电池电压或高于或低于标准值的情况。在正常运行过程中，如果单电池电压较长时间偏离正常值得不到及时处理的话，会降低蓄电池的实际电容量。
在蓄电池正常运行过程中，工艺要求安全阀能随着蓄电池内部压力的改变而自动开启或关闭，但由于安全阀故障频出或外壳密封不好等原因，实际运行中蓄电池电解液经常会出现渗漏。电解液渗漏不仅使蓄电池寿命减少，而且还会造成直流系统接地，直接影响二次回路的工作。
2、变电站蓄电池组运行要求
根据电力系统中的相关标准，要求阀控密封式铅酸蓄电池组在正常工作时以浮充的方式运行，浮充的电压值一般控制在2.23V×n，并在运行过程中需要监控蓄电池组的浮充电流、端电压及单只蓄电池的电压。
工作人员往往会忽略工作温度对蓄电池的影响。电池导电性能随着电解液温度的上升而增强，即电池的内阻随温度升高而减少。当浮充电压不变时，电池内的浮充电流则随着温度的上升而变大。相关实验研究表明，温度变化对浮充电流的影响不容小视，电池电解液温度每增加10℃，浮充电流会成倍上升。
如果蓄电池组中有落后电池，导致电池之间的浮充电压差过大，其危害也是很大的。若不对其进行处理而继续浮充，会使每只电池之间的压差进一步被拉大，从而加速电池的损坏进程，加快电池容量的降低速度，最终使电池的使用寿命大大缩短。
3、电力蓄电池的维护方法
根据相关统计，蓄电池发生故障的原因，有五成以上是蓄电池组故障或是对蓄电池维护不当。对蓄电池的维护工作在电力行业中就显得极为重要了，通常要做到以下几点：
首先要准确地设置浮充电压。上文已经提到，根据相关规定阀控式蓄电池浮充电压需维持在2.23～2.28 V之间。但是根据蓄电池的化学特点，确定浮充电压的前提条件是环境温度的确定，因此无法规定浮充电压的单个数值，进而浮充电压的值必须随着环境温度的变化不断进行调整。蓄电池的浮充电压温度系数为-3～-5mV/℃，这就是说环境温度每升高1摄氏度，单体电池的浮充电压会下降3～5mV。一般变电站直流系统中的微控单元都具有温度自动补偿功能，通常以25℃为额定温度，运行时应选择开启自动温度补偿功能。设定浮充电压，除了准确的计算之外，现场还要求有足够精度的试验仪器。直流系统试验过程中，根据有关章程规定，测量浮充电压的仪表的准确级别要不低于0.5级。通常情况下，变电站直流监控系统测量的电压值的准确级别不高，而且有时误差还较大，因此现场需用电压表做一下修正，使实测浮充电压尽量与计算值保持一致。
其次要控制环境温度对蓄电池的影响。环境温度不仅会对蓄电池的容量有影响，而且对蓄电池寿命的影响也不容忽视。一般情况下蓄电池使用寿命的终止不外乎以下原因：电池内部发生短路而不能使用、电解液干涸以及电池容量缩小导致的使用失效。正極板腐蚀、负极板硫酸盐化、电池失水等均为电池失效的主要原因，而高温都会加速蓄电池的这些失效形式。与高温相比低温对蓄电池的伤害不那么明显，但也会对负极板的硫酸盐化起到加速作用。综上蓄电池运行的最适宜环境温度为20～25℃。根据查阅的相关资料显示，在25℃条件下，如果浮充电池的预期寿命为20年，而温度每升高10℃，其预期寿命则减少一半。而极端情况下，太高的工作温度短时间内就会使蓄电池永久性失效。
最后要对蓄电池性能进行定期监测。检测蓄电池最常用的方法是对电池组浮充电压进行测量。目前公认唯一判别蓄电池失效的有效方法是核容试验，但由于核容试验工作量巨大，所以在例行维护中，可以从以下三个方面来判断蓄电池的寿命及使用性能：工作温度、工作电压和内阻。电池密封破坏、内部短路等异常状况可以通过浮充电压过高或过低来反应。如发现落后电池，应尽早将其分离蓄电池组，并用一台专门的放电器和充电机对其进行充放电，使落后电池尽量恢复。若完成上述步骤后仍不能使落后电池恢复正常，则考虑更换。依据相关规程规定，浮充运行至多6个月时，蓄电池端电压的偏差不应超过0.05V。由于活性材料的消耗导致电池容量减小是内阻增加的主要原因，实际中蓄电池寿命完成时内阻显著增大。因此可以通过测量电池的电导或内阻来反映电池的使用状况。
4、结束语
蓄电池是电网直流系统的后备电源，有力地保证着电网的安全运行。如果我们在运行管理的各个细微环节都严格把关，是可以掌握和了解各变电站蓄电池组的运行情况的。一套系统的、科学的、行之有效的维护方法，不仅仅可以简化直流检修人员的工作，且对确保电网的安全运行有更重要的意义。
参考文献
[1] 岳地松.变电站用阀控铅酸蓄电池的运行与维护[J].蓄电池，2008，（2）：93-96
[2] 杨跃斌.对变电站蓄电池组运行与维护的新思考[J].湖州师范学院学报，2010，32（6）：182-185.
[3] 栾晖.变电站蓄电池的运行与维护[J].内蒙古石油化工，2011（3）：69-71.
[4] 李德琼.谈变电站蓄电池的运行与维护[J].现代企业教育，2010（04）：152-153.
[5] 马一峰，韩玉. 延长变电站阀控式蓄电池使用寿命的日常维护方法[J].蓄电池，2010，47（1）：30-32.
作者简介：王曼，女，江苏省电力公司检修分公司南通运维分部盐城运维站助理工程师。
邮寄地址：江苏省盐城市解放南路189号，周洪益 （收）
邮编224005
电话13914626420/68863537