淺析35千伏變電站蓄電池組的運行與維護

楊慶玲 楊慶云 / 國網(wǎng)慶陽慶城縣供電公司

淺析35千伏變電站蓄電池組的運行與維護

楊慶玲 楊慶云 / 國網(wǎng)慶陽慶城縣供電公司

蓄電池是直流系統(tǒng)中不可缺少的設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于變電站中。正常時，直流系統(tǒng)中的蓄電池組處于浮充電備用狀態(tài)，當(dāng)交流電失電時，蓄電池迅速向事故性負荷提供能量，同時，也為事故停電二次負荷提供電源。本文主要從閥控式密封酸蓄電池的結(jié)構(gòu)、原理出發(fā)，對蓄電池的運行維護作一介紹，并對其日常檢測方法作了詳細的分析。

蓄電池；浮充電壓；充放電；檢測

引言

我公司10座35千伏變電站的蓄電池組由18塊12V的閥控式密封鉛酸蓄電串聯(lián)組成的，主要為斷路器分合閘及繼電保護提供可靠的直流電源。在蓄電池組一旦發(fā)生斷線、短路或者接地，都將有可能導(dǎo)致保護裝置誤動或者拒動，造成停電事故。具有相對穩(wěn)定的電壓和較大的容量；蓄電池可與整流模塊并聯(lián)浮充供電，也可以作為主供電源中斷時的備用電源，它不受主供電源突然中斷影響。

1.蓄電池的結(jié)構(gòu)

閥控式密封鉛酸蓄電池，是在電池槽內(nèi)放置若干個負極板、隔板、正極板、隔板、負極板依次相接組成的極群，正、負極板與各自的匯流排連接后，再分別與正、負極柱和接線端子連接，在電池蓋上防爆裝置內(nèi)置安全閥，電池蓋與電池槽密封固定，其特點是改變現(xiàn)有構(gòu)成正、負極板鉛膏的組份，在正、負極板上套置等厚度墊片，在電池槽內(nèi)的底部設(shè)有墊板。

2.蓄電池的工作原理

是將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能而儲存起來，在用電時再將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽且环N具有良好的可逆性、電壓特性平穩(wěn)、使用壽命長、適用范圍廣、供電方便、安全可靠的直流電源。

3.蓄電池的運行要求

按照電力系統(tǒng)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，蓄電池的運行要求是：蓄電池組在正常運行時以浮充方式運行，浮充電壓值一般控制為2.23V×n，在運行中主要監(jiān)視蓄電池組的端電壓、浮充電流及每只蓄電池電壓。

3.1 蓄電池的充放電

3.1.1 新裝或大修后的蓄電池充放電。

新安裝或大修后的閥控蓄電池組，應(yīng)進行全核對性額定容量放電試驗，放電電流不應(yīng)變動過大，待放電結(jié)束后，應(yīng)立即對蓄電池組進行充電，避免發(fā)生電池內(nèi)部的硫化現(xiàn)象，而導(dǎo)致蓄電池內(nèi)部短路。此時均采用恒流充電，當(dāng)蓄電池組端電壓升到2.23V×n時，將會自動或手動轉(zhuǎn)為恒壓充電。

在2.35V×n的恒壓充電下，充電電流逐漸減小，充電裝置的倒計時開始啟動，并維持3h不變。當(dāng)整定的倒計時結(jié)束時，充電裝置自動或手動轉(zhuǎn)為正常的浮充運行，浮充電壓為2.23V×n。同時，在浮充電過程中要進行溫度補償，即對每只單體蓄電池充電電壓隨環(huán)境溫度給予一定量的補償，避免蓄電池因失水干涸而失效。

為了彌補運行中因浮充電流調(diào)整不當(dāng)，補償不了電池自放電和爬電漏電所造成的蓄電池容量的虧損，設(shè)定1～3個月，自動地進行一次恒流充電，確保蓄電池組隨時都具有額定容量，以保證運行安全可靠。

3.1.2 運行中的蓄電池充放電。

對運行中的閥控式蓄電池的維護工作需要在半年內(nèi)，電池組還未放過電，應(yīng)對電池組進行一次充放電維護操作。放電是為了檢查電池容量是否正常，一般采用10小時率放電，有條件的可用負載放電，也可直接用負載進行放電，即斷開主供電源，從安全角度考慮，放電深度控制在30～50%為宜，當(dāng)然，有條件可放電更深一些，容易暴露電池潛在的問題。并每小時檢測一次單體電池電壓，通過計算放出電池容量，對照電壓值，判斷電池是否正常。在相應(yīng)放出容量下，其測出的單體電池電壓值應(yīng)等于或大于相應(yīng)電壓值，即電池容量為正常，反之電池容量不足。電池組放電后，應(yīng)立即轉(zhuǎn)入充電，開始可控制電流，不大于0.2CA為宜（如200Ah電池，充電電流應(yīng)不大于為0.2×200=40A）。當(dāng)電流變小時，可慢慢提高電池組充電電壓，達到均充電壓值，再充6小時，然后再調(diào)回浮充電壓值。根據(jù)治療性充放電過程，從放電容量和電池電壓值判斷每只電池的“健康情況”，因為不同放電容量過程中每只電池的電壓變化，就代表了該電池“健康”狀況，如有不合格電池，應(yīng)采取補救措施。

當(dāng)光路中耦合點的功率串?dāng)_系數(shù)ρ～10-6，偏振環(huán)行器損耗α=2 dB，繞線圈環(huán)行一次的損耗γ=0.25 dB，可估算出其奇偶時隙中一次、三次環(huán)行造成的輸出誤差量級分別為4×10-6φR與10-6φR.這是一個極小的誤差量級.然而，在實際中，偏振合束器的尾纖消光比通常在20～25 dB左右，即B、E兩處的功率耦合系數(shù)ρB(E)～10-2，故一次、三次環(huán)行誤差可達不可忽略.所以，可利用一次、三次環(huán)行光束所造成的奇、偶時隙輸出之間的確定相關(guān)性，對輸出數(shù)據(jù)進行處理，即相關(guān)性抵消，以抵消零偏并改善其零偏穩(wěn)定性.

3.1.3 事故放電和自動充電。

當(dāng)電網(wǎng)解列或故障、交流電源中斷時，蓄電池組立即承擔(dān)起主要負荷和事故照明負荷，若蓄電池組端電壓下降到2×n時，電網(wǎng)還未恢復(fù)送電，應(yīng)自動或手動斷開蓄電池組的供電，以免因蓄電池組過放電而損壞。交流電源恢復(fù)送電時，充電裝置將自動或手動進入恒流充電一恒壓充電一浮充電，并恢復(fù)到正常運行狀態(tài)。

4.蓄電池運行注意事項

在使用閥控式密封鉛酸蓄電池時需要注意它對周圍環(huán)境和溫度較為敏感，如電池長期在高溫條件下運行，其使用壽命將會大大縮短。一般機房溫度應(yīng)控制在25℃以下，適時進行維護可使電池使用壽命在10～15年。對于容量、新舊、廠家、規(guī)格不同的蓄電池，由于其特性值不同，不能混合使用。由于新電池在運輸存放過程中自放電會損失部分能量，安裝后不宜馬上運行，應(yīng)在使用前進行必要的充電來恢復(fù)電池的能量。對長期不使用的電池，每半年要進行一次充電。免維護電池平時的工作量較小，主要的工作是為電池運行創(chuàng)造良好的環(huán)境及關(guān)注浮充電壓變化。

5.蓄電池的維護

據(jù)統(tǒng)計，我們公司所轄10座變電站酸蓄電池的故障有50%以上是因維護不當(dāng)造成的。通常所說的“免維護”蓄電池即為：在規(guī)定條件下，使用期間不需維護的一種蓄電池。所謂蓄電池的維護地相對傳統(tǒng)鉛酸電池維護而言，僅指試用期間無需加水。在實際工作中，仍需履行維護手續(xù)。變電運行中應(yīng)重視蓄電池的運行與維護，一般應(yīng)做好以下工作。

5.1 經(jīng)常檢查的項目

（1）檢測蓄電池端電壓；

（2）連接處有無松動；

（3）極柱、安全閥周圍是否有滲酸與酸霧逸出；

（4）蓄電池殼體有無滲漏和變形；

（5）浮充電壓低于21.8V；

（6）放出10%以上的額定容量；

（7）擱置不用時間超過3個月；

（8）全浮充運行達3個月。

5.2 運行中的維護

（1）應(yīng)經(jīng)常檢查蓄電池浮充狀態(tài)是否正常中，蓄電池的浮充電壓（25℃）應(yīng)按說明書規(guī)定值進行；

（2）蓄電池端子應(yīng)用螺栓、螺母連接，蓄電池間的浮充電壓△U＜8mV；

（3）蓄電池組中單體蓄電池間的開路電壓最高與最低差值不大于20 mV，浮充單體蓄電池端電壓的最大差值及終止電壓值；

（4）蓄電池的電壓偏差及終止電壓值；

（5）標(biāo)稱電壓為2、6、12（V）

（6）蓄電池運行中的電壓偏差為±0.05、±0.15、±0.3（V）；

（7）開路電壓最大差值為0.03、0.04、0.06（V）;

（8）放電終止電壓為1.80、5.25（1.75×3）、10.5（1.75×6）（V）。

6.結(jié)束語

直流電源設(shè)備在變電站中為控制信號、繼電保護、自動裝置及事故照明等可靠的直流電源，還為操作提供可靠的操作電源，因此我們變電運維在日常生活中對閥控式鉛酸蓄電池的維護不言而喻。應(yīng)該根據(jù)閥控式密封鉛酸蓄電池的特點，不斷提高維護水平，達到提高使用壽命的目的，以提高變電站直流系統(tǒng)的運行可靠性，保證電網(wǎng)的安全。

[1] 朱品才.閥控式密封鉛酸蓄電池的運行與維護，北京：人民郵電出版社，2006.

[2] 徐海明.變電站直流電源設(shè)備使用與維護 閥控式密封鉛酸蓄電池，北京：中國電力出版社，2007.

[3] 周志敏.閥控式密封鉛酸蓄電池實用技術(shù).北京：中國電力出版社，2004.

[4] 汪海霞.電力系統(tǒng)用閥控式密封鉛酸蓄電池的選擇和應(yīng)用.北京：中國電力出版社， 2001.

楊慶玲（1971-），女，助理工程師、技師，從事變電運維管理工作。

楊慶云（1973-），女，技師，從事縣級調(diào)度工作。