變電站蓄電池的常見(jiàn)故障及其維護(hù)方法

張耀東　李國(guó)強(qiáng)　孫照輝

摘要：蓄電池是變電站直流系統(tǒng)后備能源的來(lái)源，它能為變電站二次系統(tǒng)的運(yùn)行提供源源不斷的動(dòng)力，相當(dāng)于二次系統(tǒng)的心臟，所以蓄電池的穩(wěn)定性、實(shí)際容量和運(yùn)維狀況對(duì)保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行方面意義重大。文章分析了變電站蓄電池的常見(jiàn)故障，并探討了其維護(hù)方法。

關(guān)鍵詞：變電站；直流系統(tǒng)；蓄電池組；核心設(shè)備；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM910 文章編號(hào)：1009-2374（2015）17-0087-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.17.044

1 概述

目前，閥控式密封鉛酸蓄電池在濰坊地區(qū)變電站中應(yīng)用十分廣泛。它具有全密封、無(wú)須加水維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，因此被稱(chēng)為“免維護(hù)”蓄電池。但是正因?yàn)榫哂羞@樣的優(yōu)點(diǎn)，很多單位在日常的使用過(guò)程中忽視了對(duì)閥控式密封鉛酸蓄電池的維護(hù)和管理，這就使得閥控式密封鉛酸蓄電池容易出現(xiàn)失效或者是容量不足等常見(jiàn)現(xiàn)象。所以，目前相關(guān)的技術(shù)人員正在不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和科學(xué)研究，希望能夠最大程度地提高閥控式密封鉛酸蓄電池的技術(shù)水平，最大程度地保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2 蓄電池運(yùn)行維護(hù)現(xiàn)狀

濰坊地區(qū)變電站直流蓄電池的配置標(biāo)準(zhǔn)一般是，220kV變電站配置200～300Ah的兩組蓄電池，110kV變電站配置小于200Ah的一組蓄電池。目前，公司范圍內(nèi)很多單位受條件限制，在進(jìn)行蓄電池參數(shù)檢測(cè)試驗(yàn)的過(guò)程中存在不健全的地方，影響了工作的全面開(kāi)展。

一直沿用人工計(jì)量蓄電池組的容量測(cè)試的方法，制約了工作效率的提高，蓄電池組的容量測(cè)試復(fù)雜、繁重的工作，因此更加需要通過(guò)技術(shù)手段來(lái)減少工作中存在的問(wèn)題，提高工作效率。近些年來(lái)蓄電池組數(shù)量不斷增多，技術(shù)人員數(shù)量有限，導(dǎo)致嚴(yán)重的比例失調(diào)，因此工作人員常常會(huì)忽視對(duì)電池的維護(hù)，導(dǎo)致容量測(cè)試的周期長(zhǎng)、測(cè)試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等現(xiàn)象的發(fā)生。人們對(duì)電能的需求不斷增加，但是電網(wǎng)的建設(shè)數(shù)量不斷提高，相關(guān)的配套建設(shè)還不完善，例如濰坊電網(wǎng)變電站的年增長(zhǎng)率達(dá)到15%，但是運(yùn)維人員的配置數(shù)量并沒(méi)有增加，檢測(cè)手段也有待進(jìn)一步改善，仍然按照傳統(tǒng)的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，導(dǎo)致電壓測(cè)量準(zhǔn)確度低，這樣即使付出再多工作量，也不會(huì)取得預(yù)期效果，無(wú)法發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)變電站中蓄電池存在的安全隱患。

3 蓄電池運(yùn)行故障的原因

蓄電池組在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)失效的現(xiàn)象，如現(xiàn)場(chǎng)浮充電壓不穩(wěn)、內(nèi)部阻力過(guò)大、殼體彎曲變

形等。

變電站的蓄電池組在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)容量不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，更為嚴(yán)重的現(xiàn)象是會(huì)出現(xiàn)個(gè)體電池放電起始就已經(jīng)到達(dá)最低限度了。另外，容量測(cè)試和內(nèi)阻在線(xiàn)測(cè)試等方法是發(fā)現(xiàn)蓄電池組容量不夠用的最有效的方法。

蓄電池組在進(jìn)行無(wú)容量輸出時(shí)，部分電池的工作出現(xiàn)故障，形成開(kāi)路狀態(tài)。在變電站的系統(tǒng)故障引起交流電源故障之后，如果蓄電池組無(wú)法有效地提供電源，那么變電站內(nèi)測(cè)控保護(hù)設(shè)備就會(huì)喪失保護(hù)直流，最終造成高頻保護(hù)或電流差誤動(dòng)現(xiàn)象，嚴(yán)重的將造成電網(wǎng)大面積停電事件的發(fā)生。

蓄電池在受長(zhǎng)期浮充的過(guò)程中容易出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，在這種情況下電池極易產(chǎn)生熱失控現(xiàn)象。根據(jù)作者多年運(yùn)維統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)表明，變電站中蓄電池失效的原因主要有以下四個(gè)方面：

3.1 鹽酸化

由于人為處理不當(dāng)，增加了電池中的硫酸鉛，這種硫酸鉛很難溶解，處理困難較大，造成這種現(xiàn)象主要有以下兩個(gè)方面原因：一方面是由于電池長(zhǎng)時(shí)間處于不完全充電或者長(zhǎng)期閑置的狀態(tài)，長(zhǎng)此以往，電池的負(fù)極會(huì)轉(zhuǎn)為硫酸鉛；另一方面是由于電池長(zhǎng)期失水，增加了電池中硫酸的濃度，最終形成了硫酸鉛。鹽酸化減少了電池的容量，嚴(yán)重則可能導(dǎo)致電池開(kāi)路。

3.2 失水

失水是蓄電池最常見(jiàn)的故障之一。由于氣體化合效率低、電池殼體滲水等原因造成了蓄電池失水，而過(guò)充電流大、浮充電壓高、溫度高、安全閥開(kāi)閥壓力低也會(huì)使電池的失水速度加快。通常來(lái)說(shuō)，失水大于15%則電池失效。

3.3 板柵的腐蝕和變形

導(dǎo)致電池使用壽命減短的一個(gè)重要原因便是板柵的腐蝕，鉛酸蓄電池在充電的過(guò)程中正極板柵與負(fù)極板柵相比，更容易被氧化，正極板柵被氧化的過(guò)程中，其含量和體積不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致板柵的腐蝕和嚴(yán)重彎曲變形。

3.4 活性物質(zhì)軟化

電池的不斷繁復(fù)循環(huán)的利用導(dǎo)致晶型不斷轉(zhuǎn)化，由原來(lái)的Or.變?yōu)锽型。B型的晶粒具有細(xì)小、綜合力差的特點(diǎn)，這就削弱了活性物質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以對(duì)活性物質(zhì)加以軟化直至脫落，最終會(huì)導(dǎo)致電池失效。

4 加強(qiáng)對(duì)蓄電池維護(hù)的有效方法

4.1 設(shè)備的選擇及配置

蓄電池要選擇合適的配置，對(duì)變電站的直流負(fù)荷和交流失電后變電站事故的照明都要考慮，參照一般標(biāo)準(zhǔn)的蓄電池配置固定容量的放電率為8～10h，要使用同一廠(chǎng)家的和容量都十分相同的電池。

同一所站用變壓器不能在電設(shè)備配置的兩組工作電源中使用，要分別來(lái)自?xún)膳_(tái)不同的變壓器，這樣做的好處是為了禁止站用交流失電過(guò)長(zhǎng)時(shí)間，最終造成蓄電池過(guò)量放電。

在選擇主充電設(shè)備模塊時(shí)，盡量選擇質(zhì)量好的而且要具有實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能化管理功能。這樣有利于運(yùn)行維護(hù)人員了解通過(guò)后臺(tái)監(jiān)視器的數(shù)據(jù)，進(jìn)而直接監(jiān)督直流系統(tǒng)工作狀況，另外N-1備用模塊能夠保證當(dāng)充電設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，備用模塊的運(yùn)用可以防止蓄電池因模塊故障而造成蓄電池過(guò)度放電。

4.2 在投入使用前需要注意的事項(xiàng)

假如蓄電池閑置了三個(gè)月或者是更長(zhǎng)的時(shí)間，就要在使用之前將其充滿(mǎn)，即使用最大的充電電流也不應(yīng)該超過(guò)0.25C10A，一直保持著充電的狀態(tài)直到電流穩(wěn)定在3～6h上。浮充電壓、均充電壓、溫度補(bǔ)償系數(shù)、轉(zhuǎn)均充數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)浮充數(shù)據(jù)、交流過(guò)壓值、交流欠壓值及充電限流值等參數(shù)對(duì)蓄電池的運(yùn)行有著重要的影響，但是這些參數(shù)的設(shè)置要嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)中的內(nèi)容要求來(lái)確定。

4.3 日常工作內(nèi)容

周?chē)沫h(huán)境與溫度可以影響到蓄電池的放電容量、使用壽命及內(nèi)阻方面，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)溫度補(bǔ)償功能的靈敏度和調(diào)整幅度不高，由此看來(lái)環(huán)境的溫度是十分重要的。運(yùn)維人員在每天檢查蓄電池室溫環(huán)境時(shí)要做好記錄，室溫在22℃～25℃之間可以延長(zhǎng)電池使用壽命。

每天要檢查電池的浮充電流，檢查完之后做好記錄。如果出現(xiàn)在蓄電池的浮充電流發(fā)生突變時(shí)，要及時(shí)查明原因并做出相應(yīng)的處理。

電壓及終端電壓每個(gè)月都要進(jìn)行依次檢測(cè)。在檢查的過(guò)程中如果個(gè)別的單體電池浮充壓低于2.18V時(shí)，要對(duì)電池組進(jìn)行人工轉(zhuǎn)換均勻充電。如果在充電過(guò)后仍然不能恢復(fù)正常的電池，針對(duì)這種情況要及時(shí)聯(lián)系廠(chǎng)家進(jìn)行處理。端電壓可以反映電池的工作狀況，所以在測(cè)量時(shí)不能僅僅停留在浮充狀態(tài)，還要在放電狀態(tài)下進(jìn)行。

每年進(jìn)行一次容量恢復(fù)試驗(yàn)可以保證電池有充足的容量來(lái)活化電池內(nèi)的活化物質(zhì)，使電池容量得到恢復(fù)。如果出現(xiàn)蓄電池不均衡狀況時(shí)進(jìn)行較深度的放電或是其在運(yùn)行三個(gè)月時(shí)，最好采取均衡的方式對(duì)電池進(jìn)行

充電。

每次當(dāng)電池運(yùn)行的時(shí)候，蓄電池連接螺栓是每周都必須進(jìn)行檢查的，主要檢查是否有發(fā)熱的現(xiàn)象出現(xiàn)，每個(gè)月還要檢查一次蓄電池的外觀是否有發(fā)生變形的現(xiàn)象，每六個(gè)月都要進(jìn)行一次連接導(dǎo)線(xiàn)、螺栓的檢查，看看是否存在松動(dòng)或者腐蝕的情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)螺栓出現(xiàn)松動(dòng)，必須立刻擰緊，有腐蝕污染的接頭也應(yīng)及時(shí)清潔。

要對(duì)蓄電池的檢測(cè)記錄進(jìn)行保留，對(duì)比原始的數(shù)據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)處理。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析蓄電池的故障，證明了蓄電池產(chǎn)生的故障是有規(guī)律可循的，通過(guò)一些可行的管理手段，提高蓄電池的使用壽命，降低蓄電池存在的危險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李宏偉.閥控式密封鉛酸蓄電池實(shí)用技術(shù)問(wèn)答[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.

[2] 電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程（DL/T 714-2000）[S].

作者簡(jiǎn)介：張耀東（1986-），供職于國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濰坊供電公司，研究方向：變電二次檢修；李國(guó)強(qiáng)（1986-），供職于國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濰坊供電公司，研究方向：變電二次檢修；孫照輝（1983-），供職于國(guó)網(wǎng)山東安丘市供電公司，研究方向：電網(wǎng)建設(shè)管理及技術(shù)管理。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）