變電站蓄電池運行維護管理分析

歐立輝

（廣東電網有限責任公司珠海供電局，廣東 珠海 519000）

變電站蓄電池運行維護管理分析

歐立輝

（廣東電網有限責任公司珠海供電局，廣東 珠海 519000）

蓄電池在電路系統中充當電源，是一切無源電路器件工作的源動力。隨著電力行業的發展，蓄電池的品種和數量越來越多，其運行中出現的故障也越來越多。文章介紹了變電站蓄電池的工作現狀，闡述了變電站蓄電池工作中存在的問題及原因分析，提出了對蓄電池運行的日常維護與管理措施。

變電站；蓄電池；工作現狀；維護管理；電路系統

變電站已基本實現無人看守的管理模式，變電站中普遍使用的閥控鉛酸免維修蓄電池，簡稱VRLA，具有許多優良特性，如工作可靠、基本無污染、安裝方便、易維護，適合在變電站中為各種電路系統提供可靠的直流電源，但VRLA電池在運行中也會出現許多故障，因此研究蓄電池的工作特性，完成蓄電池的維護和管理工作是保證變電站工作順利進行的必要途徑。

1 變電站蓄電池的工作現狀

變電站中的許多裝置及設備如自動裝置、應急照明裝置、測控裝置和遠動通訊設備等都需要直流電源供電，蓄電池是直流系統的核心，為電路提供直流電源。因此，需要研究蓄電池的工作現狀，以便后期提出可靠的日常維護措施和完善的運行管理方案。

1.1 變電站蓄電池的工作原理

蓄電池工作的過程分為充電和放電兩部分，充電是儲能的過程，放電是供電的過程，變電站中常使用的VRLA蓄電池長期處于浮充狀態，因此在工作的過程中無需調整酸堿度和添加電解液，使用方便。

1.2 特性要求

根據相關規定和蓄電池的電力特性，變電站的蓄電池有以下特性要求：第一，蓄電池開路壓降為0.03V；第二，2V的單體電池與其他電池之間的連接條壓降必須小于或等于8mV；第三，蓄電池的內阻值也要嚴格要求，誤差必須在±10%以內，如蓄電池為220V的絕緣電阻阻值要大于等于200kΩ；第四，一般VRLA蓄電池正極板的厚度必須高于或等于3mm；第五，新買的蓄電池需進行三次充電和放電循環，根據I10循環標準檢驗合格后才能投入使用；第六，當電路出故障時，蓄電池要有一定的事故沖擊放電能力，具體的測試標準可在I10中查到。

1.3 蓄電池的維護管理現狀

變電站基本無人看守，工作人員每個月都會去測量所有蓄電池的端電壓，并記錄數據，進行對比，看其是否出現異常。查看蓄電池的整體外觀，防止外因影響內部功能。定期人為地對蓄電池進行核容放電來判斷蓄電池的有效使用時間和運行狀態。蓄電池電壓的監控和警報需借助電池巡檢儀來完成。目前，變電站工作人員通過這些方法來管理和維護變電站的蓄電池。顯而易見，這些方法不僅測量精確度達不到要求，測量結果可信度低，而且操作過程繁瑣、工作量極大、維護管理效率低，由于人的惰性行為，蓄電池在后期的使用過程中會出現很多問題。

2 電池工作中存在的問題及原因分析

蓄電池工作過程中的問題常表現為蓄電池可能失效和蓄電池已經失效，可能失效如：蓄電池外殼變形、蓄電池電解液輕度硫化、浮充時的電壓超過標定電壓、蓄電池內阻值偏大等；已經失效如：蓄電池不能輸出容量甚至出現開路現象、浮充時出現短路現象、運行容量達不到要求。下面就這些情況做具體說明，并分析出現問題的原因。

2.1 蓄電池因失水過多而干涸

變電站中的VRLA蓄電池的貧液式設計結構，如果蓄電池的水分減少，蓄電池的電壓就會迅速下降，如果蓄電池失水過度，其電壓值很有可能降低到終止電壓，也就是說電解液量的多少對蓄電池的放電容量影響非常大，當蓄電池的電壓終止時，電池中的電解質就會變質，蓄電池就會失效。造成蓄電池失水干涸的原因有很多，主要表現為蓄電池的浮充電壓過高，使電池內部生熱，加快電池水分的蒸發，于是蓄電池失水干涸；電池充電時電流過大也會造成內部生熱蒸發失水；蓄電池所處的環境溫度太高也會讓蓄電池失水干涸；當閥控失靈時，蓄電池沒有適當的保護措施，蓄電池也會失水干涸。

2.2 蓄電池的外殼發生形變

工作人員發現蓄電池在運行過程中，有時會出現外殼變形或脹大的現象。使用不當，運輸和儲存方法不規范都會造成蓄電池外殼的形變；在使用時，凡是能升高蓄電池內部壓強的因素都會使蓄電池外殼膨脹，如：蓄電池內部溫度突然升高、充電電壓過高、蓄電池局部放電或者直接短路、安全閥老化失靈等。

2.3 蓄電池容量降低

電池容量降低的衡量標準是，以10小時放電率進行放電，蓄電池的容量不高于其額定容量的80%。電池容量降低是由電解質變質引起的，而電解質變質又是因為電解質失水造成的，所以蓄電池容量降低和蓄電池失水的原因在本質上是相同的。

2.4 蓄電池內部開路

蓄電池內部不導通，電流值為零，而且某一端的端電壓非常高，通常稱之為蓄電池內部開路。蓄電池內部開路是因為蓄電池內部導體損壞，內部電流不導通，表象原因是：蓄電池極板受外力作用而彎曲、變形直至斷裂。

2.5 蓄電池滲漏液

蓄電池內部滲透液流出來的現象叫做蓄電池滲漏液（圖1），這些滲漏液流出來經常會留在蓄電池的外表面的槽蓋封合出處、正負接線柱上和安全閥口處等，很容易被發現。造成蓄電池滲透液的原因有：蓄電池內部短路、蓄電池所處的環境溫度過高和蓄電池充電時充電電流太大等。

圖1 蓄電池滲漏液

2.6 蓄電池的電壓偏高

蓄電池在運行時的浮充電壓一般取值為2.25V，正常范圍在2.23～2.28V之間。超過這個范圍就說明蓄電池電壓偏高或偏低，偏低的情況基本不會出現。造成蓄電池電壓偏高的原因主要有兩個：第一，蓄電池安裝時螺絲與連接條接觸不緊密或后期螺絲有松動，導致接觸不良，蓄電池內阻過高；第二，蓄電池充電后期經常會出現的，蓄電池內有過氧過電位的現象，這些現象都會使蓄電池電壓升高，超過正常范圍。

3 蓄電池的日常維護與管理措施

從以上蓄電池出現的常見問題及原因分析可得出，蓄電池最主要最根本的問題是外殼變形、蓄電池失水干涸、容量下降等。針對這些問題，需要從蓄電池的來源采購、到貨驗收、安裝準備、安全運行、定期檢測試驗等方面進行維修管理。

3.1 來源采購

蓄電池一般有效使用期比較長，采購時一定要找正規的廠商，根據生產廠商提供的資料，初步判斷其生產的蓄電池是否合格，千萬不能為了省事而隨意采購或貪圖小便宜而購買大批量的不合格產品。蓄電池的好壞直接決定了變電站整體工作能否順利運行，如果蓄電池使用不當，會給變電站帶來毀滅性的災害。

3.2 到貨驗收

蓄電池的驗收主要是外觀檢驗驗收和性能測試驗收。拿到蓄電池時，第一，要看其外觀是否規整，尺寸參數是否和出廠檢驗報告上的一致；第二，看其結構設計是否合理，結構要求通風散熱性好，通風最好選擇自然風，這就對結構設計有更高要求，同時驗收人員也要有相當高的驗收水平；第三，要測試蓄電池的容量，用百分百放電試驗進行試驗，檢測蓄電池的容量是否符合變電站蓄電池的用量要求；第四，為了從根源上控制投入運行中的蓄電池的質量，采用電導測試法驗收蓄電池，電導測試是用電導儀對電池組中的每一個電池的電導值進行測試，從測試結果看單個蓄電池內部特性的均衡性，要求整組電池的極差不能大于10%。這種測試方法方便快捷、要求嚴格，使投入使用的蓄電池的質量得到了保障。

3.3 安裝準備

合理設置，按規范要求安裝蓄電池是蓄電池維護與管理的重要手段。蓄電池安裝的外觀要求，一般采用臺架安裝或屏柜安裝，安裝時要平穩、整齊劃一、排布均勻。布局合理，兩兩之間留一定的間距，確保有良好的通風效果，而且為后期的檢測和維修留出足夠的操作空間；蓄電池安裝的外界條件要求，VRLA蓄電池要安裝在獨立的蓄電室內，避免與其他電器接觸，發生不安全事故。蓄電池需安裝在沒有陽光直射的地方，并且其所處的環境溫度應保持在5℃～30℃，以免溫度過高造成蓄電池失水干涸；蓄電池安裝的技術要求，安裝完成后，要仔細檢查每個連接點處的螺栓是否擰緊，并對不合格的進行加固，認真檢查電路連接是否準確無誤，確保安裝的蓄電池的安全運行。

3.4 安全運行

嚴把蓄電池的驗收工作是蓄電池安全運行的重要保障。在蓄電池的運行過程中還要讓其處于使用說明書上的安全范圍內。VRLA電池采用浮充電的方式運行，運行的均充電壓和浮充電壓有規范要求，均充電壓值范圍在2.30～2.35V之間，浮充電壓值范圍在2.23～2.28V之間，蓄電池投入運行時要注意設置其電壓值。當蓄電池所處的外界環境溫度不在15℃～25℃之間時，要按照使用說明書上的要求適當調節電壓值。

3.5 定期檢驗測試

變電站由于無人看守，所以相關工作人員應多盡一份心，切實做好蓄電池的視察、檢驗工作，定期對所有的蓄電池逐個排查。多投入一些時間進行年度檢查，并認真做好定檢作業。必要時，要檢測蓄電池單體的浮充電壓和均充電壓，發現異常及時調整。檢測時，應選取多種檢驗方法進行檢驗，如周期性試驗、帶電檢驗等，通過對檢驗結果的分析，確定蓄電池的運行情況，做完整的記錄并及時上報，以供專業人員參考研究，得出結論，及時將有缺陷的蓄電池更換維修，也可以用遠程設備，優化檢測方法，借用遠程監控設備，隨時隨地監測蓄電池的運行狀況，確保蓄電池的安全運行。

4 結語

電對人們日常生活的影響越來越大，因此需要從各個角度考慮保障用電安全，上文就變電站蓄電池的運行做了簡單分析，希望對相關工作者有一定的啟發作用，做好變電站蓄電池運行的維護與管理工作。

[1]馮正華，楊帆，馬玉新，等．變電站蓄電池支持向量機建模在線監測研究[J]．測控技術，2014，33（5）.

[2]宋會平，楊東熏，盧萍，等．變電站蓄電池狀態監測與在線核容活化研究[J]．湖北電力，2016，40（4）．

（責任編輯：蔣建華）

TM63

1009-2374（2017）12-0122-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.063

A