电力系统蓄电池容量不足分析处理方法探讨

电力系统蓄电池容量不足分析处理方法探讨

杨成亮

（云南电网有限责任公司昭通供电局云南昭通657000）

摘要：我局220kV昭通变I组蓄电池系哈尔滨光宇蓄电池有限公司生产的GMF-400z阀控式密封铅酸蓄电池，免维护，标称电压2.23±0.01V，25℃，安装时间为2010年，已使用8年。根据厂家提供的使用手册，今年是第三次对蓄电池进行全容量核对放电。

关键词：电力系统；蓄电池；容量不足；处理方法

一、放电参数

a.整组电池放电最低电压：1.8×103＝185.4V，实际设定值186V。

b.放电容量：400Ah。

c.放电电流：01C10，40A。

d.单瓶最低电压：1.8V。

e.放电时间：10小时。

f.环境温度：27℃。

放电率对电池容量的影响：

图1放电曲线图

表1阀控蓄电池在运行中电压偏差值及放电终止电压值的规定

二、放电过程

1、第一次放电

1.1蓄电池内阻、电压测量（见放电记录，已存档）。

1.2蓄电池组连接母排螺丝检查紧固，部分负极爬霜清除。

1.3仪器连接、放电：

a.放电约40分钟时，发现整组电压下降较快，抽查单瓶电压，未发现异常。做1小时测量记录时，发现第90瓶电池已降到1.8V以下，第1瓶电池1.88V，整组电压195.3V，电压降了约36V。将这一异常情况汇报相关领导，要求继续放电，加强监测。b.放电约1小时25分时，第1瓶电池电压低于1.8V。由于该组蓄电池整体电压异常，个体电压差别大，强制停止放电。汇报领导同意停止放电。c.把第90瓶、第1瓶（两只电池彻底隔离）电池从蓄电池组里隔离，对蓄电池组进行第一次均充。要求入下：

提高单瓶充电电压为2.27V；

重新设置智能充电器参数：2.27×101＝229.27V，即230V进行限压恒流充电。

2、第二次放电

2.1经第一次充电后，单个电池电压为2.28±0.01V（浮充状态），达到充电要求。停止浮充30分钟后，测量单个电池电压为2.24±0.01V，进行第二次放电试验。

2.2由于蓄电池个体电压差别大，加强对蓄电池的测量次数。在进行放电到30分钟时，测得第12瓶电压为1.81V，第24瓶电压为1.83V，立即强制中断放电，将第12、24瓶电池隔离。为了检查是否还有落后蓄电池，继续对其余电池进行放电，同时，将蓄电池电压放低到一个较低的电压水平再进行均充，有利于蓄电池的容量恢复。

2.3当放电时间达到6小时时，整组蓄电池电压降到184V，有多瓶电池电压降至1.82V，平均电压约为1.85V，最高单瓶电压1.89V，停止放电。把第12瓶、第24瓶电池接入蓄电池组，进行第二次均充，充电参数同前。

3、第三次放电

3.1经过第二阶段均充，在充电状态时的单体电压为2.27±0.01V，达到了预期的充电要求，对蓄电池组进行第三次放电。

3.2经过10小时40A恒流放电后，整组蓄电池电压为188V，单体电池电压在1.83V~1.88V，符合蓄电池容量的要求。

3.3经过2次均充，3次放电500kV网控I组蓄电池组容量不足得到恢复。

三、蓄电池容量不足的影响因素

极板是蓄电池储存电能的主要部件，做成栅架（网架）形式，上面附满活性物质，极板分正负两种。蓄电池的充电和放电，就是靠正、负极板上的活性物质与硫酸溶液的化学反应来实现的。当其他条件相同时，蓄电池的容量取决于极板的面积以及活性物质的多孔性。所以蓄电池极板尺寸越大、片数越多、活性物质的多孔性好，则活性物质与电解液的接触面积就越大，容量也就越大。为提高蓄电池容量，极板通常做得很薄。铅蓄电池的极板厚度为1.45～3.0mm。另外，不同使用条件（放电电流大小，电解液温度、密度等）也决定了蓄电池的容量大小，是影响蓄电池容量不足的使用因素。

1、放电电流大。当蓄电池放电程度较大时，由于硫酸铅析出量多，而使极板孔隙的截面积减小，从而造成硫酸渗入极板困难。因此，当放电电流增大时，渗入极板孔隙内的硫酸不足以补偿单位时间内所消耗的硫酸量，致使蓄电池的电压迅速下降，而不能继续放电。所以放电电流增大，蓄电池容量减小。

2、电解液温度低。温度降低时，由于黏度增大而使电解液渗入极板困难，同时温度降低时，电解液电阻会增大而使电压降低，所以蓄电池的容量将减小。

3、电解液密度不合适。加大电解液密度，可以提高蓄电池的电动势及电解液向极板内活性物质的渗透能力，并减少电解液的电阻，而使蓄电池容量增加。但若是继续加大电解液密度，将使其黏度增大，所以当电解液密度超过某一数值时，电解液渗透速度反而会减小，且内阻增大，极板硫化增加，使蓄电池容量减小。故只有当电解液密度处于最佳状态时，蓄电池才能获得最大容量。

4、蓄电池使用中的一些常见故障也是影响蓄电池容量的主要因素。如：极板上活性物质软化脱落，大电流放电，使极板上电化学反应激烈，硫酸铅迅速生成，体积严重膨胀，极板变形不均匀，形成拱曲，造成活性物质脱落；极板栅腐蚀变形，板栅的腐蚀速度取决于板栅合金的组成，但储存温度越高，腐蚀速度越快，放电深度越深，腐蚀越严重；极板硫酸盐化，蓄电池在放完电或充电不足的情况下长期放置，极板表面逐渐生成一层很硬的白色物质——粗结晶的硫酸铅。这种物质颗粒粗大，导电性差，容易堵塞极板空隙，因而使蓄电池内阻显著增加，容量大幅度下降。

四、蓄电池运行及维护

1、运行环境要求

1.1蓄电池室温和蓄电池本体温度在15~25°C。

1.2室内应有足够的照明。照明应采用密封防爆灯具，开关设在室外。

1.3蓄电池室内通风良好、室内及蓄电池干净无灰尘及杂物。

1.4电池应避免受到阳光直射。

1.5蓄电池外观壳体无渗漏和变形、连接片无松动和腐蚀现象、极柱与安全阀周围应无酸雾溢出。

2、蓄电池维护

每年进行一次完整的充放电试验，放电环境一般是在25℃±5℃条件下，以十小时率放电电流进行放电，放电终止电压设置为1.8V。在25℃条件下按照十小时率放电倍率进行核对放电，所放出的容量是电池的标准容量；每个月对蓄电池进行一次清扫、检查，蓄电池单体端电压及内阻测试；每三个月对蓄电池进行一次定期均衡充电；每年进行一次稳压精度、稳流精度、均流功能测试。

结束语

本文对电力系统蓄电池容量不足进行深入分析及处理方法探讨，通过加强对蓄电池容量的在线监测及在正常充放电时发现容量不足蓄电池进行维护处理，以达到增强供电的可靠性，从而提高直流系统的运行稳定性与安全性，对防止直流系统突然失电和直流系统电压不足引起电力系统保护拒动，从而造成重大事故具有重要意义。作为电力系统内具有重要地位的蓄电池，随着使用年限的增加，如何快速、有效地监测蓄电池容量及对容量不足蓄电池进行合理、安全处置，使其运行在良好状态已成为直流系统运行维护重中之重。针对蓄电池的重要性，用先进的检测技术和合理有效的充放电手段，保证直流系统蓄电池的稳定运行，对容量不足蓄电池已不是盲目单独更换，而是用更为科学合理方法使得容量不足蓄电池得以恢复，从而在保证对直流系统稳定运行的同时也在经济效益上得到明显体现。

参考文献：

[1]熊玉辉编著.《汽车电器设备构造与维修》.吉林大学出版社.2013年8月第一版.

[2]朱品才，张华编著.阀控式密封铅酸蓄电池的运行与维护.人民邮电出版社，2006