变电站蓄电池运行维护管理分析章雅纯

变电站蓄电池运行维护管理分析章雅纯

章雅纯李昂

(国网河北省电力有限公司检修分公司河北石家庄050000)

摘要：现阶段，随着社会的不断地发展与进步，人们的生活水平逐渐的提高，逐渐加大了对电力的需求。蓄电池是变电站的关键设备之一，能为变电站内部一次、二次设备的运行提供备用电源。加强蓄电池的运行与维护，确保其能够在紧急情况下发挥作用，对确保电网正常运行具有重要意义。在此背景下，首先阐述了变电站蓄电池日常存在的一些问题，然后对变电站蓄电池的特点及其原理进行了探讨，接着从运行要求、充放电以及日常维护等角度对变电站蓄电池的运行与维护进行了分析，最后提出了几点注意事项及经验。

关键词：变电站；蓄电池；运行维护管理；分析

引言

变电站直流系统主要为控制、信号、继电保护、安全自动装置及事故照明等提供可靠的电源。因为蓄电池可以储存电能,可以看成是与变电站一次回路无关的独立电源,同时可以简化操作保护设备,所以蓄电池是直流系统中不可缺少的重要组成部分。正常运行时直流充电装置在承担直流负荷的同时向蓄电池补充充电,补偿蓄电池的自放电,使蓄电池组处于满容量的备用状态。当发生事故失去交流电源时,蓄电池组将不间断地向直流母线供电,为交流不停电电源、事故照明、控制、信号、保护装置等负荷提供电能,以保证事故时系统的正常运行。

1变电站蓄电池运行维护管理的重要性

蓄电池组，是直流系统的重要组成部分，直流系统是变电站控制、保护等自动化系统的动力来源。它的故障会影响变电站开关、保护和自动化装置正常运行工作，导致发生或扩大电网事故。其工作原理是：放电时，正极板的二氧化铅和负极板的海绵状铅与电解液中的硫酸反映，生成硫酸铅，电解液中的硫酸浓度降低；充电时，通过氧化还原反应分别恢复成二氧化铅和海绵状铅，电解液中的硫酸浓度增大。目前，在国内电力系统中流行使用的阀控式铅酸蓄电池结构封闭，不漏液，使用中不需加水，在电力系统中得到普遍使用。如何排查铅酸电池常见故障及制定有效的运行维护策略，是保障系统稳定、延长使用周期、降低运行成本的重要问题。

2电池工作中存在的问题及原因分析

蓄电池工作过程中的问题常表现为蓄电池可能失效和蓄电池已经失效，可能失效如：蓄电池外壳变形、蓄电池电解液轻度硫化、浮充时的电压超过标定电压、蓄电池内阻值偏大等；已经失效如：蓄电池不能输出容量甚至出现开路现象、浮充时出现短路现象、运行容量达不到要求。下面就这些情况做具体说明，并分析出现问题的原因。

2.1蓄电池因失水过多而干涸

变电站中的VRLA蓄电池的贫液式设计结构，如果蓄电池的水分减少，蓄电池的电压就会迅速下降，如果蓄电池失水过度，其电压值很有可能降低到终止电压，也就是说电解液量的多少对蓄电池的放电容量影响非常大，当蓄电池的电压终止时，电池中的电解质就会变质，蓄电池就会失效。造成蓄电池失水干涸的原因有很多，主要表现为蓄电池的浮充电压过高，使电池内部生热，加快电池水分的蒸发，于是蓄电池失水干涸；电池充电时电流过大也会造成内部生热蒸发失水；蓄电池所处的环境温度太高也会让蓄电池失水干涸；当阀控失灵时，蓄电池没有适当的保护措施，蓄电池也会失水干涸。

2.2蓄电池的外壳发生形变

工作人员发现蓄电池在运行过程中，有时会出现外壳变形或胀大的现象。使用不当，运输和储存方法不规范都会造成蓄电池外壳的形变；在使用时，凡是能升高蓄电池内部压强的因素都会使蓄电池外壳膨胀，如：蓄电池内部温度突然升高、充电电压过高、蓄电池局部放电或者直接短路、安全阀老化失灵等。

2.3蓄电池容量降低

电池容量降低的衡量标准是，以10小时放电率进行放电，蓄电池的容量不高于其额定容量的80%。电池容量降低是由电解质变质引起的，而电解质变质又是因为电解质失水造成的，所以蓄电池容量降低和蓄电池失水的原因在本质上是相同的。

3变电站蓄电池运行维护管理措施

3.1蓄电池组的运行

应做好初充电，提高蓄电池的使用寿命。正常运行中，要用心监视蓄电池组端的每只电池电压值、电压值、浮充电流值和直流母线还有蓄电池组的对地电阻值与绝缘状况等等。假如只有一组蓄电池，既不能退出运行，进行全核对性放电又不行，就只能用I10电流恒流放出50%额定容量，在放电过程中，就得将蓄电池组端电压应大于等于2V×N；放电后即用I10电流进行恒流限压的充电→恒压的充电→浮充电，反复充放2—3次，直到恢复蓄电池组的容量，检查蓄电池组缺陷。如果有两组蓄电池，就先选其中的一组蓄电池，进行全核对性放电，然后以I10电流恒流放出，直到蓄电池端电压下降到1.8V×N，就停止放电，等1～2h以后，以I10电流进行恒流限压充电→恒压充电→浮充电的程序，这样反复充放2～3次，再恢复蓄电池组的容量，并检查蓄电池组的缺陷。若经过3次全核对性放电后，出现容量还在额定容量80%以下的，则可认为该组蓄电池已到使用年限，需要及时的更换。

3.2阀控蓄电池的故障及处理

因蓄电池充电的电流过大是阀控蓄电池壳体出现异常的相关因素。充电电压超过2.4V×N，会造成蓄电池的内部短路或温升超标、局部放电等等情况。在这种情况下，采取如下方法进行处理：降低充电电压和充电电流，防止安全阀体的堵死。此外，即便浮充电压很正常，一旦放电，蓄电池内部就会失水而干涸、电解物质会变质，而使电压很快下降至终止电压，此时要更换蓄电池。

3.3日常运行检查

建立健全运行检查记录，一般由值班人员随班检查，主要内容有：①控制母线电压、电流；②合闸母线电压；③充电电压、浮充电流；④蓄电池端电压；⑤环境温度；⑥电池外观、卫生及连接情况。蓄电池定期检查由检修人员进行，每季度一次，主要内容有：①控制母线电压、电流；②合闸母线电压；③充电电压、浮充电流；④蓄电池端电压；⑤蓄电池开路电压；⑥蓄电池内阻；⑦环境温度；⑧电池是否渗液；⑨电池外壳是否有凹凸、裂纹破碎现象；⑩电池联接螺丝是否松动；○11蓄电池柜（室）卫生情况。以上记录均应有工作人员签名并长期保存，以便于对蓄电池运行情况进行分析。

3.4定期检验测试

变电站由于无人看守，所以相关工作人员应多尽一份心，切实做好蓄电池的视察、检验工作，定期对所有的蓄电池逐个排查。多投入一些时间进行年度检查，并认真做好定检作业。必要时，要检测蓄电池单体的浮充电压和均充电压，发现异常及时调整。检测时，应选取多种检验方法进行检验，如周期性试验、带电检验等，通过对检验结果的分析，确定蓄电池的运行情况，做完整的记录并及时上报，以供专业人员参考研究，得出结论，及时将有缺陷的蓄电池更换维修，也可以用远程设备，优化检测方法，借用远程监控设备，随时随地监测蓄电池的运行状况，确保蓄电池的安全运行。

3.5电压巡检法

在蓄电池的放电状态下，对每一个蓄电池的端电压进行巡回检测，找出端电压降低速度最快的那节电池，再对这一节蓄电池进行放电检测，以确认其其容量。该方法比较简单，但主要针对严重失效的蓄电池，并没有办法反映每个蓄电池的实际情况，无法判断蓄电池之间的性能差异。

结语

分析蓄电池壳体出现异常的相关因素，主要因蓄电池充电电流过大，尤其在充电电压超过2.4V×N时，便会造成蓄电池内部发生短路或者局部放电、温升超标等情况。此种情况下，可采取如下方法加以处理，降低充电电流和充电电压，防止发生堵死情况。此外，即使运行中浮充电压正常，但一旦放电，蓄电池内部将失水干涸、电解物质变质，而造成电压很快下降至终止电压值，此时要及时更换蓄电池。

参考文献:

[1]朱品才,张华.阀控式密封铅酸蓄电池的运行与维护[M].北京:人民邮电出版社,2016

[2]李宏伟.阀控式密封铅酸蓄电池实用技术问答[M].北京:中国电力出版社,2015.