變電站蓄電池運(yùn)行維護(hù)管理分析

歐立輝

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海 519000）

變電站蓄電池運(yùn)行維護(hù)管理分析

歐立輝

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海 519000）

蓄電池在電路系統(tǒng)中充當(dāng)電源，是一切無(wú)源電路器件工作的源動(dòng)力。隨著電力行業(yè)的發(fā)展，蓄電池的品種和數(shù)量越來(lái)越多，其運(yùn)行中出現(xiàn)的故障也越來(lái)越多。文章介紹了變電站蓄電池的工作現(xiàn)狀，闡述了變電站蓄電池工作中存在的問(wèn)題及原因分析，提出了對(duì)蓄電池運(yùn)行的日常維護(hù)與管理措施。

變電站；蓄電池；工作現(xiàn)狀；維護(hù)管理；電路系統(tǒng)

變電站已基本實(shí)現(xiàn)無(wú)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(jiǎn)稱VRLA，具有許多優(yōu)良特性，如工作可靠、基本無(wú)污染、安裝方便、易維護(hù)，適合在變電站中為各種電路系統(tǒng)提供可靠的直流電源，但VRLA電池在運(yùn)行中也會(huì)出現(xiàn)許多故障，因此研究蓄電池的工作特性，完成蓄電池的維護(hù)和管理工作是保證變電站工作順利進(jìn)行的必要途徑。

1 變電站蓄電池的工作現(xiàn)狀

變電站中的許多裝置及設(shè)備如自動(dòng)裝置、應(yīng)急照明裝置、測(cè)控裝置和遠(yuǎn)動(dòng)通訊設(shè)備等都需要直流電源供電，蓄電池是直流系統(tǒng)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(xiàn)狀，以便后期提出可靠的日常維護(hù)措施和完善的運(yùn)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(guò)程分為充電和放電兩部分，充電是儲(chǔ)能的過(guò)程，放電是供電的過(guò)程，變電站中常使用的VRLA蓄電池長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)，因此在工作的過(guò)程中無(wú)需調(diào)整酸堿度和添加電解液，使用方便。

1.2 特性要求

根據(jù)相關(guān)規(guī)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(nèi)阻值也要嚴(yán)格要求，誤差必須在±10%以內(nèi)，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(jìn)行三次充電和放電循環(huán)，根據(jù)I10循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)合格后才能投入使用；第六，當(dāng)電路出故障時(shí)，蓄電池要有一定的事故沖擊放電能力，具體的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)可在I10中查到。

1.3 蓄電池的維護(hù)管理現(xiàn)狀

變電站基本無(wú)人看守，工作人員每個(gè)月都會(huì)去測(cè)量所有蓄電池的端電壓，并記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)比，看其是否出現(xiàn)異常。查看蓄電池的整體外觀，防止外因影響內(nèi)部功能。定期人為地對(duì)蓄電池進(jìn)行核容放電來(lái)判斷蓄電池的有效使用時(shí)間和運(yùn)行狀態(tài)。蓄電池電壓的監(jiān)控和警報(bào)需借助電池巡檢儀來(lái)完成。目前，變電站工作人員通過(guò)這些方法來(lái)管理和維護(hù)變電站的蓄電池。顯而易見，這些方法不僅測(cè)量精確度達(dá)不到要求，測(cè)量結(jié)果可信度低，而且操作過(guò)程繁瑣、工作量極大、維護(hù)管理效率低，由于人的惰性行為，蓄電池在后期的使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題。

2 電池工作中存在的問(wèn)題及原因分析

蓄電池工作過(guò)程中的問(wèn)題常表現(xiàn)為蓄電池可能失效和蓄電池已經(jīng)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(shí)的電壓超過(guò)標(biāo)定電壓、蓄電池內(nèi)阻值偏大等；已經(jīng)失效如：蓄電池不能輸出容量甚至出現(xiàn)開路現(xiàn)象、浮充時(shí)出現(xiàn)短路現(xiàn)象、運(yùn)行容量達(dá)不到要求。下面就這些情況做具體說(shuō)明，并分析出現(xiàn)問(wèn)題的原因。

2.1 蓄電池因失水過(guò)多而干涸

變電站中的VRLA蓄電池的貧液式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，如果蓄電池的水分減少，蓄電池的電壓就會(huì)迅速下降，如果蓄電池失水過(guò)度，其電壓值很有可能降低到終止電壓，也就是說(shuō)電解液量的多少對(duì)蓄電池的放電容量影響非常大，當(dāng)蓄電池的電壓終止時(shí)，電池中的電解質(zhì)就會(huì)變質(zhì)，蓄電池就會(huì)失效。造成蓄電池失水干涸的原因有很多，主要表現(xiàn)為蓄電池的浮充電壓過(guò)高，使電池內(nèi)部生熱，加快電池水分的蒸發(fā)，于是蓄電池失水干涸；電池充電時(shí)電流過(guò)大也會(huì)造成內(nèi)部生熱蒸發(fā)失水；蓄電池所處的環(huán)境溫度太高也會(huì)讓蓄電池失水干涸；當(dāng)閥控失靈時(shí)，蓄電池沒有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，蓄電池也會(huì)失水干涸。

2.2 蓄電池的外殼發(fā)生形變

工作人員發(fā)現(xiàn)蓄電池在運(yùn)行過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)外殼變形或脹大的現(xiàn)象。使用不當(dāng)，運(yùn)輸和儲(chǔ)存方法不規(guī)范都會(huì)造成蓄電池外殼的形變；在使用時(shí)，凡是能升高蓄電池內(nèi)部壓強(qiáng)的因素都會(huì)使蓄電池外殼膨脹，如：蓄電池內(nèi)部溫度突然升高、充電電壓過(guò)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(biāo)準(zhǔn)是，以10小時(shí)放電率進(jìn)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(zhì)變質(zhì)引起的，而電解質(zhì)變質(zhì)又是因?yàn)殡娊赓|(zhì)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(zhì)上是相同的。

2.4 蓄電池內(nèi)部開路

蓄電池內(nèi)部不導(dǎo)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(nèi)部開路。蓄電池內(nèi)部開路是因?yàn)樾铍姵貎?nèi)部導(dǎo)體損壞，內(nèi)部電流不導(dǎo)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(nèi)部滲透液流出來(lái)的現(xiàn)象叫做蓄電池滲漏液（圖1），這些滲漏液流出來(lái)經(jīng)常會(huì)留在蓄電池的外表面的槽蓋封合出處、正負(fù)接線柱上和安全閥口處等，很容易被發(fā)現(xiàn)。造成蓄電池滲透液的原因有：蓄電池內(nèi)部短路、蓄電池所處的環(huán)境溫度過(guò)高和蓄電池充電時(shí)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(yùn)行時(shí)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(guò)這個(gè)范圍就說(shuō)明蓄電池電壓偏高或偏低，偏低的情況基本不會(huì)出現(xiàn)。造成蓄電池電壓偏高的原因主要有兩個(gè)：第一，蓄電池安裝時(shí)螺絲與連接條接觸不緊密或后期螺絲有松動(dòng)，導(dǎo)致接觸不良，蓄電池內(nèi)阻過(guò)高；第二，蓄電池充電后期經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的，蓄電池內(nèi)有過(guò)氧過(guò)電位的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都會(huì)使蓄電池電壓升高，超過(guò)正常范圍。

3 蓄電池的日常維護(hù)與管理措施

從以上蓄電池出現(xiàn)的常見問(wèn)題及原因分析可得出，蓄電池最主要最根本的問(wèn)題是外殼變形、蓄電池失水干涸、容量下降等。針對(duì)這些問(wèn)題，需要從蓄電池的來(lái)源采購(gòu)、到貨驗(yàn)收、安裝準(zhǔn)備、安全運(yùn)行、定期檢測(cè)試驗(yàn)等方面進(jìn)行維修管理。

3.1 來(lái)源采購(gòu)

蓄電池一般有效使用期比較長(zhǎng)，采購(gòu)時(shí)一定要找正規(guī)的廠商，根據(jù)生產(chǎn)廠商提供的資料，初步判斷其生產(chǎn)的蓄電池是否合格，千萬(wàn)不能為了省事而隨意采購(gòu)或貪圖小便宜而購(gòu)買大批量的不合格產(chǎn)品。蓄電池的好壞直接決定了變電站整體工作能否順利運(yùn)行，如果蓄電池使用不當(dāng)，會(huì)給變電站帶來(lái)毀滅性的災(zāi)害。

3.2 到貨驗(yàn)收

蓄電池的驗(yàn)收主要是外觀檢驗(yàn)驗(yàn)收和性能測(cè)試驗(yàn)收。拿到蓄電池時(shí)，第一，要看其外觀是否規(guī)整，尺寸參數(shù)是否和出廠檢驗(yàn)報(bào)告上的一致；第二，看其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，結(jié)構(gòu)要求通風(fēng)散熱性好，通風(fēng)最好選擇自然風(fēng)，這就對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有更高要求，同時(shí)驗(yàn)收人員也要有相當(dāng)高的驗(yàn)收水平；第三，要測(cè)試蓄電池的容量，用百分百放電試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)，檢測(cè)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(yùn)行中的蓄電池的質(zhì)量，采用電導(dǎo)測(cè)試法驗(yàn)收蓄電池，電導(dǎo)測(cè)試是用電導(dǎo)儀對(duì)電池組中的每一個(gè)電池的電導(dǎo)值進(jìn)行測(cè)試，從測(cè)試結(jié)果看單個(gè)蓄電池內(nèi)部特性的均衡性，要求整組電池的極差不能大于10%。這種測(cè)試方法方便快捷、要求嚴(yán)格，使投入使用的蓄電池的質(zhì)量得到了保障。

3.3 安裝準(zhǔn)備

合理設(shè)置，按規(guī)范要求安裝蓄電池是蓄電池維護(hù)與管理的重要手段。蓄電池安裝的外觀要求，一般采用臺(tái)架安裝或屏柜安裝，安裝時(shí)要平穩(wěn)、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(fēng)效果，而且為后期的檢測(cè)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(dú)立的蓄電室內(nèi)，避免與其他電器接觸，發(fā)生不安全事故。蓄電池需安裝在沒有陽(yáng)光直射的地方，并且其所處的環(huán)境溫度應(yīng)保持在5℃～30℃，以免溫度過(guò)高造成蓄電池失水干涸；蓄電池安裝的技術(shù)要求，安裝完成后，要仔細(xì)檢查每個(gè)連接點(diǎn)處的螺栓是否擰緊，并對(duì)不合格的進(jìn)行加固，認(rèn)真檢查電路連接是否準(zhǔn)確無(wú)誤，確保安裝的蓄電池的安全運(yùn)行。

3.4 安全運(yùn)行

嚴(yán)把蓄電池的驗(yàn)收工作是蓄電池安全運(yùn)行的重要保障。在蓄電池的運(yùn)行過(guò)程中還要讓其處于使用說(shuō)明書上的安全范圍內(nèi)。VRLA電池采用浮充電的方式運(yùn)行，運(yùn)行的均充電壓和浮充電壓有規(guī)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(yùn)行時(shí)要注意設(shè)置其電壓值。當(dāng)蓄電池所處的外界環(huán)境溫度不在15℃～25℃之間時(shí)，要按照使用說(shuō)明書上的要求適當(dāng)調(diào)節(jié)電壓值。

3.5 定期檢驗(yàn)測(cè)試

變電站由于無(wú)人看守，所以相關(guān)工作人員應(yīng)多盡一份心，切實(shí)做好蓄電池的視察、檢驗(yàn)工作，定期對(duì)所有的蓄電池逐個(gè)排查。多投入一些時(shí)間進(jìn)行年度檢查，并認(rèn)真做好定檢作業(yè)。必要時(shí)，要檢測(cè)蓄電池單體的浮充電壓和均充電壓，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整。檢測(cè)時(shí)，應(yīng)選取多種檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)，如周期性試驗(yàn)、帶電檢驗(yàn)等，通過(guò)對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的分析，確定蓄電池的運(yùn)行情況，做完整的記錄并及時(shí)上報(bào)，以供專業(yè)人員參考研究，得出結(jié)論，及時(shí)將有缺陷的蓄電池更換維修，也可以用遠(yuǎn)程設(shè)備，優(yōu)化檢測(cè)方法，借用遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，隨時(shí)隨地監(jiān)測(cè)蓄電池的運(yùn)行狀況，確保蓄電池的安全運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

電對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懺絹?lái)越大，因此需要從各個(gè)角度考慮保障用電安全，上文就變電站蓄電池的運(yùn)行做了簡(jiǎn)單分析，希望對(duì)相關(guān)工作者有一定的啟發(fā)作用，做好變電站蓄電池運(yùn)行的維護(hù)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(jī)建模在線監(jiān)測(cè)研究[J]．測(cè)控技術(shù)，2014，33（5）.

[2]宋會(huì)平，楊東熏，盧萍，等．變電站蓄電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)與在線核容活化研究[J]．湖北電力，2016，40（4）．

（責(zé)任編輯：蔣建華）

TM63

1009-2374（2017）12-0122-02

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

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