蓄電池組核對(duì)性充放電過程中單缸電池容量不足異常處置

林宇洲，羅仁浩，王 璟

（國網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司，福建 福州 350000）

蓄電池組是變電站直流系統(tǒng)的核心組成部分，是直流系統(tǒng)的惟一備用電源。蓄電池的可靠運(yùn)行是保證直流系統(tǒng)安全運(yùn)行的基本條件。為了確保變電站直流電源系統(tǒng)供電的可靠性，對(duì)于投入運(yùn)行的蓄電池組，應(yīng)定期對(duì)蓄電池組進(jìn)行核對(duì)性充放電試驗(yàn)，使蓄電池組通過充放電得到活化，容量得以恢復(fù)，使用壽命延長。此外，通過蓄電池充放電試驗(yàn)可檢驗(yàn)出蓄電池組中是否存在容量不足或內(nèi)阻變大的蓄電池，而做出相應(yīng)的處理，從而確保直流系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

1 案例分析

1.1 異常描述

2020年10月26日，CR變運(yùn)維人員在開展220V#1蓄電池組核對(duì)性充放電試驗(yàn)工作中，蓄電池組放電持續(xù)至2h44min時(shí)，試驗(yàn)儀器報(bào)“單體下限到”，自動(dòng)停止放電，試驗(yàn)被迫中斷停止。試驗(yàn)儀器顯示#51蓄電池單體電壓下降至1.792V（低于設(shè)置值1.8V），試驗(yàn)儀器顯示如圖1、圖2所示。

現(xiàn)場(chǎng)查看交直流一體化電源監(jiān)控后臺(tái)#51蓄電池單體電壓為2.033V，用萬用表直流電壓擋實(shí)測(cè)#51蓄電池單體電壓為2.038V，二者顯示數(shù)值與試驗(yàn)儀器顯示電壓值均有明顯偏差。進(jìn)一步測(cè)量#51蓄電池單體內(nèi)阻為1800μΩ，較放電前的試驗(yàn)數(shù)值（#51蓄電池單體內(nèi)阻放電前：416μΩ，整組單體平均值：407μΩ）有明顯增大。

2.2 異常分析

本次試驗(yàn)的#1蓄電池組型號(hào)為GFMD-800C，由104節(jié)蓄電池組成，單體標(biāo)稱電壓2.00V，蓄電池整組容量為800Ah，試驗(yàn)中放電參數(shù)整定如表1所示。

試驗(yàn)儀器所用的蓄電池電壓測(cè)量模塊以4個(gè)為一組，即#47～#51節(jié)蓄電池電壓的測(cè)量由一組蓄電池電壓測(cè)量模塊實(shí)現(xiàn)。運(yùn)維人員對(duì)#51蓄電池電壓測(cè)量單元接線進(jìn)行接觸面處理后重新夾緊，繼續(xù)開展#1蓄電池組核對(duì)性充放電，試驗(yàn)儀器在放電2min后又因#51蓄電池單體電壓低于1.8V而自動(dòng)斷電，排除了現(xiàn)場(chǎng)電壓測(cè)量模塊接線不良的問題。緊接著，運(yùn)維人員通過改變蓄電池電壓測(cè)量模塊內(nèi)部接線（對(duì)調(diào)#47蓄電池和#51蓄電池電壓測(cè)量接線）及將該組蓄電池測(cè)量模塊更換為備用模塊（須重新設(shè)置參數(shù)），試驗(yàn)儀器仍顯示#51蓄電池單體電壓異常，排除了試驗(yàn)儀器電壓測(cè)量模塊異常。

表1 #1蓄電池組核對(duì)性充放電試驗(yàn)放電參數(shù)設(shè)置表

運(yùn)維人員通過對(duì)#51蓄電池單體進(jìn)行內(nèi)阻測(cè)量，試驗(yàn)數(shù)值為1800μΩ，是放電前的內(nèi)阻值的4.3倍，判斷#1蓄電池組無法持續(xù)放電的原因?yàn)?51蓄電池單體性能下降引起。運(yùn)維人員將#1蓄電池組充電至浮充狀態(tài)后，對(duì)#51蓄電池單體進(jìn)行跨接處理（即將#51蓄電池單體接線從蓄電池組中解開，#50蓄電池單體負(fù)極直接跨接至#52蓄電池單體正極），并將#1蓄電池組放電試驗(yàn)參數(shù)中的單體總數(shù)改為103、蓄電池組端電壓下限改為185V后，重新對(duì)其余的103節(jié)單體蓄電池組開展核對(duì)性充放電試驗(yàn)。其余單體蓄電池組放電時(shí)間滿足要求，#1蓄電池組實(shí)際放電容量為728Ah，除#51蓄電池單體外，其余蓄電池放電結(jié)果正常。

為使#1蓄電池組在充電后能恢復(fù)至正常電壓，運(yùn)維人員將#51單體接回蓄電池組中，在對(duì)#1蓄電池組進(jìn)行整組恢復(fù)充電過程中，一體化監(jiān)控后臺(tái)報(bào)“#1蓄電池#51單體電壓異常”告警，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示#51單體蓄電池端電壓異常升高至2.825V（如圖3所示），遠(yuǎn)高于其他單體電壓（約2.09V）。現(xiàn)場(chǎng)用萬用表直流電壓擋復(fù)測(cè)該單體電壓實(shí)測(cè)值與一體化監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示值一致，且#51蓄電池單體發(fā)出類似于水沸騰的異常聲響。運(yùn)維人員立即停止對(duì)#1蓄電池組充電，并再次將#51蓄電池單體跨接處理（如圖4所示）后，對(duì)其余103節(jié)蓄電池繼續(xù)完成充電。

圖3 一體化監(jiān)控后臺(tái)顯示值

圖4 #51蓄電池跨接后恢復(fù)蓄電池組接線

考慮到#1蓄電池組#51單體暫時(shí)退出運(yùn)行，為防止#1蓄電池組在#1充電機(jī)現(xiàn)有整定的充電參數(shù)下，長期處于過充狀態(tài)而引起蓄電池組性能下降，運(yùn)維人員積極聯(lián)系檢修人員，在檢修人員的指導(dǎo)下對(duì)#1充電機(jī)充電參數(shù)及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整（參數(shù)調(diào)整界面如圖5所示），1充電機(jī)充電參數(shù)設(shè)置如表2所示。

圖5 #1充電機(jī)充電參數(shù)設(shè)置界面

表2 #1充電機(jī)臨時(shí)充電定值表

2 提升措施

考慮到蓄電池組充放電過程中可能發(fā)現(xiàn)蓄電池單體容量不足或其他異常，試驗(yàn)人員應(yīng)提前做好相關(guān)事故預(yù)案，準(zhǔn)備好跨接線，以提高充放電效率，減少一組充電機(jī)及蓄電池較長時(shí)間帶兩段直流母線的時(shí)間。

因調(diào)整充電參數(shù)后的#1充電機(jī)與正常充電參數(shù)的#2充電機(jī)在浮充狀態(tài)下，存在2V電壓差，后續(xù)如需要退出#2充電機(jī)及#2蓄電池組，做#2蓄電池組核對(duì)性充放電試驗(yàn)，須要臨時(shí)將#2充電機(jī)浮充電壓參數(shù)調(diào)整與#1充電機(jī)一致，測(cè)量?jī)山M蓄電池端電壓差滿足要求后，才能進(jìn)行220VⅠ/Ⅱ段直流母線的并列。

當(dāng)蓄電池因異常被跨接時(shí)，為防止蓄電池長期處于過充狀態(tài)，要及時(shí)對(duì)充電機(jī)充電參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整（調(diào)整的參數(shù)已標(biāo)黃）。

組織編制#1蓄電池組某單體容量不足時(shí)#2蓄電池組充放電試驗(yàn)的處置流程（如表3所示），提高現(xiàn)場(chǎng)異常處置能力和效率。

表3 異常處置流程

3 結(jié)束語

本文介紹了一起蓄電池組核對(duì)性充放電過程中出現(xiàn)的單缸蓄電池容量不足的案例，梳理了此類異常情況的處置方法和要點(diǎn)，并總結(jié)了提升方法及改進(jìn)措施，對(duì)運(yùn)維人員快速處置此類異常起到促進(jìn)作用[1]。