采取多種控制技術(shù)延長(zhǎng)閥控電池壽命

盛立寧++汪奎++王曉娟

[摘 要] 由于充放電控制及日常維護(hù)存在問(wèn)題，造成部分閥控式鉛酸蓄電池過(guò)早損壞，本文詳細(xì)分析了各種參數(shù)對(duì)閥控式鉛酸蓄電池的壽命影響，采取一些控制措施。使之達(dá)到預(yù)期效果。

[關(guān)鍵詞] 閥控式鉛酸蓄電池；充放電；運(yùn)行；維護(hù)

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 21. 061

[中圖分類(lèi)號(hào)] F273 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2016）21- 0123- 02

0 引 言

隨著我國(guó)電力事業(yè)的迅猛發(fā)展，直流電源設(shè)備逐步更新?lián)Q代，作為變電所交流電源中斷后，保證變電所繼電保護(hù)、事故照明和自動(dòng)裝置等正?？煽窟\(yùn)行的能源——蓄電池組，已用閥控式鉛酸蓄電池替代固定型防酸隔爆蓄電池，閥控式鉛酸蓄電池與傳統(tǒng)蓄電池相比，具有電壓穩(wěn)定、價(jià)格低廉、無(wú)污染，不需添加蒸餾水等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，但在實(shí)際使用過(guò)程中，閥控式鉛酸蓄電池容易損壞，且使用壽命較短，按設(shè)計(jì)要求閥控式鉛酸蓄電池應(yīng)工作10年以上，但絕大部分蓄電池在3～5年內(nèi)損壞，給企業(yè)造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。為此，必須采取多種有效的控制措施。使之達(dá)到閥控式鉛酸蓄電池的使用壽命。

1 均衡充電時(shí)間與周期控制

均衡充電是為了延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，必須根據(jù)均衡充電電壓和充電電流，精確設(shè)置均衡充電時(shí)間。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，若均衡充電時(shí)間設(shè)置過(guò)長(zhǎng)，將引起蓄電池嚴(yán)重過(guò)充電，安全閥開(kāi)閥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，蓄電池內(nèi)部電解液提早干涸；若均衡充電時(shí)間設(shè)置過(guò)短，則蓄電泡充不足電，產(chǎn)生的效果差。若均衡充電周期設(shè)置過(guò)長(zhǎng)，蓄電池經(jīng)常得不到補(bǔ)充電，若均衡充電周期設(shè)置過(guò)短，則蓄電池經(jīng)常處于過(guò)充電狀態(tài)，所以，均衡充電周期過(guò)短或充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，都將影響閥控式鉛酸蓄電池使用壽命，均衡充電周期性一般設(shè)置3個(gè)月，充電時(shí)間為3小時(shí)左右。依據(jù)《變電所直流電源設(shè)備檢修導(dǎo)則》規(guī)定，閥控式鉛酸蓄電池遇下列情況之一時(shí)，應(yīng)進(jìn)行均衡充電：①擱置不用時(shí)間超過(guò)3個(gè)月；②全浮充時(shí)間超過(guò)3個(gè)月；③放出容量超過(guò)額定容量的20%；④兩只單體電池的浮充電壓低于2.18V。

2 均衡充電電壓控制

閥控式鉛酸蓄電池長(zhǎng)期處于浮充電狀態(tài)運(yùn)行，單體蓄電池的電壓和容量在運(yùn)行中可能出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象，用適當(dāng)提高充電電壓消除不平衡現(xiàn)象，均衡充電就是提高充電電壓的方法。當(dāng)環(huán)境溫度為25℃時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)型2V單體電池的均衡充電電壓應(yīng)設(shè)置為2.30～2.35V，充電電流設(shè)置為0.1C10A，特殊情況應(yīng)根據(jù)廠家要求值執(zhí)行，變電所直流電源系統(tǒng)通常采用220V和1 10V兩種，220V直流系統(tǒng)中常用108只閥控式鉛酸蓄電池，其均衡充電電壓應(yīng)設(shè)置為253.8V，即（2.35V×108），在110V直流系統(tǒng)中設(shè)置為131.6V（2.35V×56）。均衡充電電壓與充電時(shí)間、充電電流有關(guān)：因此，均衡充電結(jié)束后，必須立即轉(zhuǎn)入浮充電狀態(tài)，否則，將會(huì)嚴(yán)重過(guò)充電而影響電池的使用壽命。

3 終止電壓的控制

閥控式鉛酸蓄電池過(guò)放電，各單體電池電壓和容量將出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象，這樣，蓄電池組中將出現(xiàn)落后電池。通常過(guò)放電越嚴(yán)重，下次充電時(shí)，落后的蓄電池越不容易恢復(fù)，這樣將嚴(yán)重影響蓄電池組的使用壽命。為了避免過(guò)放電，必須精確計(jì)算并設(shè)定蓄電池的放電終止電壓，從而確保蓄電池的正常使用壽命。從蓄電池的放電曲線特性可以看出，蓄電池放電電流越大，放電終止電壓越低，如采用不同的放電電流，則放電終止電壓也不同。目前，在電力系統(tǒng)中，高頻開(kāi)關(guān)電源通常都將閥控式鉛酸蓄電池終止電壓，設(shè)置為單體電池電壓不低于1.80V。因110kV變電所只裝有一組蓄電池組，為確保變電所直流電源正常工作，蓄電池組核對(duì)性放電試驗(yàn)時(shí)，規(guī)定蓄電池放電速率選用0.1C10A，只允許放出其額定容量的50%，此時(shí)，50%容量放電終止單體電池電壓都應(yīng)大于2.00V，因此，要嚴(yán)格控制閥控式鉛酸蓄電池放電終止電壓，避免單體蓄電池發(fā)生過(guò)放電。

4 安全閥開(kāi)啟的頻度和時(shí)間的控制

閥控式鉛酸蓄電池在正常運(yùn)行過(guò)程中安全閥應(yīng)關(guān)閉，這主要是由于閥控式鉛酸蓄電池失效的原因不僅有正極板活性物質(zhì)的脫落及腐蝕、負(fù)極板鈍化及硫化等，更主要的是決定于失水率。在使用過(guò)程中由于再化合反應(yīng)不完全及板柵腐蝕引起水的損失，當(dāng)每次充電時(shí)，由于產(chǎn)生氣體的速率大干氣體再化合速率，導(dǎo)致部分氣體逸出，同時(shí)帶出酸霧，消耗了有限的電解液，安全閥的每次開(kāi)啟將導(dǎo)致內(nèi)部水分的散失，為減少安全閥的開(kāi)啟次數(shù)和時(shí)間，應(yīng)嚴(yán)格控制閥控式鉛酸蓄電池的充電電壓和環(huán)境溫度。

5 蓄電池溫度補(bǔ)償控制

充電電壓與環(huán)境溫度有著十分密切的關(guān)系，通?；鶞?zhǔn)溫度指25℃而言，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，浮充電壓要按照溫度改變作相應(yīng)調(diào)整。當(dāng)環(huán)境溫度每升高l℃時(shí)，單體蓄電池的充電電壓應(yīng)下降3～5mV。國(guó)外資料介紹當(dāng)環(huán)境溫度高于25℃時(shí)，每升高10℃左右，蓄電池使用壽命縮短一半，所以充電電壓應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度及時(shí)修整，進(jìn)行溫度補(bǔ)償，否則將會(huì)影響蓄電池的性能，縮短蓄電池壽命。

總之，閥控式鉛酸蓄電池在使用過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)運(yùn)行規(guī)程。根據(jù)多年的運(yùn)行、檢修經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為閥控式鉛酸蓄電池在充電設(shè)備和監(jiān)視裝置可靠的情況下，通過(guò)定期普測(cè)電池電壓、溫度、內(nèi)阻特性等，以達(dá)到對(duì)電池的技術(shù)鑒定。適時(shí)開(kāi)展?fàn)顟B(tài)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的狀態(tài)維護(hù)，逐年延長(zhǎng)閥控式鉛酸蓄電池的核對(duì)性充放電周期及使用壽命。