變電站中蓄電池的安全運行與維護

付二歡

摘要：該文章從蓄電池的結構、原理出發，及對蓄電池的性能指標、對閥控式密封鉛酸蓄電池的運行維護作一介紹，并將這一新技術廣泛地應用于電力系統，以確保系統可靠穩定的運行。

關鍵詞：蓄電池；閥控式密封鉛酸蓄電池；活性物質

蓄電池是直流系統中不可缺少的設備，這種電源廣泛應用于變電站中。正常時直流系統中的蓄電池組處于浮充電狀態，蓄電池是一個獨立的電源，與電力系統運行情況無關，即使在全所停電的情況下，仍能保證繼電保護裝置、自動裝置、控制及信號裝置和斷路器等的可靠工作，同時尚能供給事故照明用電。顯然在交流失電的事故狀態下，蓄電池應作為變電站的備用能源。

1閥控密封式鉛酸蓄電池的運行與維護

1.1 蓄電池特點

1）封閉安全，蓄電池內部能進行自我循環，轉化反應，內部電解液不會從極柱及殼體外溢，非常安全可靠。2）免維護，因采用了獨特的氣體還原系統，通過活性材料，把產生的氣體還原為水，使電池在長期正常運行中，不必補充蒸餾水。3）氣壓自動調節，在異常運行時，電池內部氣體增加，氣壓上升，調節系統能自動檢測并自動放出過剩氣體，調整氣體，使電池內部不積存過剩氣體。4）使用壽命長，由于特殊的防腐合金材料，在浮充電狀態下（15-25℃），使用壽命在10-18年以上。5）在正常浮充電條件下不用均衡充電，因每只電池特殊非常接近，不會出現各只電池不均衡等情況，能自動浮充電和快速充電.

1.2 蓄電池運行要求

按照電力系統的有關標準，閥控式鉛酸蓄電池的運行要求如下：閥控式密封鉛酸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2.23 V×n，在運行中主要監視蓄電池組的端電壓，浮充電流，及每只蓄電池的電壓。

1.3工作原理：

以PIM系列為例說明其工作原理：

輸入三相電源給整流變壓器隔離降壓后，通過三相半控橋整流濾波，輸出較平滑的直流電，除供給蓄電池充電，電流和瞬時合閘電流外，同時經硅管組降壓后供給各工作回路正常負荷電流.當輸入交流電源中斷時，蓄電池向負荷供電，保證一定時間內直流系統不斷電，交流電源恢復時，充電器自動啟動，向負荷供電，同時對蓄電池進行恢復充電。

1.整流主回路。有可控硅二極管組成三相整流橋，整流輸出直流電壓的大小取決于可控硅開放角的大小，而可控硅開放角β的大小由加在可控硅觸發脈沖的相位所決定.

2.脈沖控制回路。觸發可控硅導通的脈沖是由移相觸發單元產生的，三相同步電壓加到“移相觸發”單元的輸入端，以保證可控硅同步觸發.另外，從整流輸出端取出輸出電壓成正比的電壓，信號經過“調節單元”的檢測放大而產生的控制信號電壓加到“移相觸發”另一個輸入端，隨著Uk大小的不同， “移相觸發”單元輸出不同相位的觸發脈沖，以實現控制可控硅開放角的目的.

3.自動恒壓調節原理：

當裝置在自動恒壓工作狀態下運行，但由于某種原因，使輸出直流電壓比整定值升高時，系統能自動調節，使之穩定在整定值，其調節過程如下：

U整流輸出↑ 檢測放大Uk↑ 移相觸發β↓—— U整流輸出 ↓反之也能自動穩定在整定值，實現自動恒壓。

1.4 閥控式密封鉛酸蓄電池的充放電

1）核對性充放電

新安裝或大修后的閥控蓄電池組，應進行全核對性額定容量放電試驗，放電電流不應變動過大，待放電結束后，應立即對蓄電池組進行充電，避免發生電池內部的硫化現象，而導致蓄電池內部短路。此時均采用0.1C10恒流充電，當蓄電池組端電壓上升到2.23 V×n時，將會自動或手動轉為恒壓充電。

2）恒壓充電

在2.35 V×n的恒壓充電下，0.1C10的充電電流逐漸減小，當充電電流減小至0.1C10時，充電裝置的倒計時開始起動，并維持3 h不變。當整定的倒計時結束時，充電裝置自動或手動轉為正常的浮充電運行，浮充電壓為2.23 V×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境溫度給予一定量的補償，避免蓄電池因失水干涸而失效。中心溫度、補償下限、補償上限、補償斜率均可根據電池性能靈活設置。

3）補充充電

為了彌補運行中因浮充電流調整不當，補償不了電池自放電和爬電漏電所造成蓄電池容量的虧損，設定1～3 個月，自動地進行一次恒流充電-恒壓充電-浮充電的補充充電，確保蓄電池組隨時都具有額定容量，以保證運行安全可靠。

4） 事故放電和自動充電

當電網解列或故障、交流電源中斷時，蓄電池組立即承擔起主要負荷和事故照明負荷，若蓄電池組端電壓下降到2 V×n時，電網還未恢復送電，應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。交流電源恢復送電時，充電裝置將自動或手動進入恒流充電-恒壓充電-浮充電，并恢復到正常運行狀態。

2閥控式鉛酸蓄電池使用中應注意事項

為確保蓄電池組正常運行，運行人員務必注意以下幾項：

1）正常時蓄電池組應運行于浮充電狀態。2）浮充時單體電池電壓應為2.23-2.28V（25℃）。3）浮充時蓄電池組端電壓必須嚴格控制為（2.27×n）V（n為投運蓄電池只數，電壓以監視硅整流“蓄電池充電電壓”數為準。4）當蓄電池組電壓偏低時，智能型硅整流會自動轉入“均充”狀態，此時“蓄電池充電電壓”表指示在（2.40×n）V以下，單體蓄電池電壓在2.40V以下，均充完畢能自動轉入浮充狀態。5）單體蓄電池電壓不得低于2.18V或高于2.4V。6）電池室溫應保持在5℃-30℃，環境通風良好，避免陽光直射，保持電池外殼及支架的清潔，清擦外殼可用肥皂水，不可用有機溶劑。7）室內禁止明火及電火花。

3閥控式密封鉛酸蓄電池的發展趨勢

提高蓄電池使用壽命，正極活性物質的利用率，比能量，蓄電池產品的均一性，以及減小浮充電流的大小，正成為進入21世紀的智能化第三代VRLA蓄電池的研制方向，它從制作材料、制作技術、工藝流程等方面不斷更新，克服了以往蓄電池在使用中的弊端。

4結束語

直流電源設備是電力系統發電廠，變（配）電所重要的控制、信號、動力電源，它在電力系統安全運行中起著重要的作用。 為了適應社會需求以及電力系統快速發展和穩定運行的要求，大量可靠性高的現代化電源設備得到廣泛應用，并在生產實踐中有效的管理與維護，對保證直流系統的可靠運行及電力系統的安全運行有著積極和重要的作用。

參考文獻：

[1] 馬文長.變電站直流系統中蓄電池的檢測和維護問題[J].通信電源技術，2017，34（05）：194-195+197.

[2]張萍.變電站直流系統研究[D].天津大學，2016.

[3]汪波.關于變電站內蓄電池組安全運行與維護方式的探討[J].電子世界，2014（10）：34.

（作者單位：內蒙古電力（集團）有限責任公司烏海電業局）