淺析35千伏變電站蓄電池組的運(yùn)行與維護(hù)

楊慶玲 楊慶云 / 國(guó)網(wǎng)慶陽(yáng)慶城縣供電公司

淺析35千伏變電站蓄電池組的運(yùn)行與維護(hù)

楊慶玲 楊慶云 / 國(guó)網(wǎng)慶陽(yáng)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(shí)，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(shí)，蓄電池迅速向事故性負(fù)荷提供能量，同時(shí)，也為事故停電二次負(fù)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(duì)蓄電池的運(yùn)行維護(hù)作一介紹，并對(duì)其日常檢測(cè)方法作了詳細(xì)的分析。

蓄電池；浮充電壓；充放電；檢測(cè)

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(hù)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(hù)裝置誤動(dòng)或者拒動(dòng)，造成停電事故。具有相對(duì)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(shí)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(gè)負(fù)極板、隔板、正極板、隔板、負(fù)極板依次相接組成的極群，正、負(fù)極板與各自的匯流排連接后，再分別與正、負(fù)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(diǎn)是改變現(xiàn)有構(gòu)成正、負(fù)極板鉛膏的組份，在正、負(fù)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(chǔ)存起來(lái)，在用電時(shí)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(zhǎng)、適用范圍廣、供電方便、安全可靠的直流電源。

3.蓄電池的運(yùn)行要求

按照電力系統(tǒng)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，蓄電池的運(yùn)行要求是：蓄電池組在正常運(yùn)行時(shí)以浮充方式運(yùn)行，浮充電壓值一般控制為2.23V×n，在運(yùn)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(jìn)行全核對(duì)性額定容量放電試驗(yàn)，放電電流不應(yīng)變動(dòng)過(guò)大，待放電結(jié)束后，應(yīng)立即對(duì)蓄電池組進(jìn)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(shí)均采用恒流充電，當(dāng)蓄電池組端電壓升到2.23V×n時(shí)，將會(huì)自動(dòng)或手動(dòng)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(jì)時(shí)開(kāi)始啟動(dòng)，并維持3h不變。當(dāng)整定的倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，充電裝置自動(dòng)或手動(dòng)轉(zhuǎn)為正常的浮充運(yùn)行，浮充電壓為2.23V×n。同時(shí)，在浮充電過(guò)程中要進(jìn)行溫度補(bǔ)償，即對(duì)每只單體蓄電池充電電壓隨環(huán)境溫度給予一定量的補(bǔ)償，避免蓄電池因失水干涸而失效。

為了彌補(bǔ)運(yùn)行中因浮充電流調(diào)整不當(dāng)，補(bǔ)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(gè)月，自動(dòng)地進(jìn)行一次恒流充電，確保蓄電池組隨時(shí)都具有額定容量，以保證運(yùn)行安全可靠。

3.1.2 運(yùn)行中的蓄電池充放電。

對(duì)運(yùn)行中的閥控式蓄電池的維護(hù)工作需要在半年內(nèi)，電池組還未放過(guò)電，應(yīng)對(duì)電池組進(jìn)行一次充放電維護(hù)操作。放電是為了檢查電池容量是否正常，一般采用10小時(shí)率放電，有條件的可用負(fù)載放電，也可直接用負(fù)載進(jìn)行放電，即斷開(kāi)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(wèn)題。并每小時(shí)檢測(cè)一次單體電池電壓，通過(guò)計(jì)算放出電池容量，對(duì)照電壓值，判斷電池是否正常。在相應(yīng)放出容量下，其測(cè)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(kāi)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(shí)，可慢慢提高電池組充電電壓，達(dá)到均充電壓值，再充6小時(shí)，然后再調(diào)回浮充電壓值。根據(jù)治療性充放電過(guò)程，從放電容量和電池電壓值判斷每只電池的“健康情況”，因?yàn)椴煌烹娙萘窟^(guò)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(bǔ)救措施。

當(dāng)光路中耦合點(diǎn)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(shí)隙中一次、三次環(huán)行造成的輸出誤差量級(jí)分別為4×10-6φR與10-6φR.這是一個(gè)極小的誤差量級(jí).然而，在實(shí)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(dá)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(shí)隙輸出之間的確定相關(guān)性，對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)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(dòng)充電。

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

4.蓄電池運(yùn)行注意事項(xiàng)

在使用閥控式密封鉛酸蓄電池時(shí)需要注意它對(duì)周?chē)h(huán)境和溫度較為敏感，如電池長(zhǎng)期在高溫條件下運(yùn)行，其使用壽命將會(huì)大大縮短。一般機(jī)房溫度應(yīng)控制在25℃以下，適時(shí)進(jìn)行維護(hù)可使電池使用壽命在10～15年。對(duì)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(yùn)輸存放過(guò)程中自放電會(huì)損失部分能量，安裝后不宜馬上運(yùn)行，應(yīng)在使用前進(jìn)行必要的充電來(lái)恢復(fù)電池的能量。對(duì)長(zhǎng)期不使用的電池，每半年要進(jìn)行一次充電。免維護(hù)電池平時(shí)的工作量較小，主要的工作是為電池運(yùn)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(hù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(hù)不當(dāng)造成的。通常所說(shuō)的“免維護(hù)”蓄電池即為：在規(guī)定條件下，使用期間不需維護(hù)的一種蓄電池。所謂蓄電池的維護(hù)地相對(duì)傳統(tǒng)鉛酸電池維護(hù)而言，僅指試用期間無(wú)需加水。在實(shí)際工作中，仍需履行維護(hù)手續(xù)。變電運(yùn)行中應(yīng)重視蓄電池的運(yùn)行與維護(hù)，一般應(yīng)做好以下工作。

5.1 經(jīng)常檢查的項(xiàng)目

（1）檢測(cè)蓄電池端電壓；

（2）連接處有無(wú)松動(dòng)；

（3）極柱、安全閥周?chē)欠裼袧B酸與酸霧逸出；

（4）蓄電池殼體有無(wú)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(shí)間超過(guò)3個(gè)月；

（8）全浮充運(yùn)行達(dá)3個(gè)月。

5.2 運(yùn)行中的維護(hù)

（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(shuō)明書(shū)規(guī)定值進(jìn)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(kāi)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(yùn)行中的電壓偏差為±0.05、±0.15、±0.3（V）；

（7）開(kāi)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(yǔ)

直流電源設(shè)備在變電站中為控制信號(hào)、繼電保護(hù)、自動(dòng)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(yùn)維在日常生活中對(duì)閥控式鉛酸蓄電池的維護(hù)不言而喻。應(yīng)該根據(jù)閥控式密封鉛酸蓄電池的特點(diǎn)，不斷提高維護(hù)水平，達(dá)到提高使用壽命的目的，以提高變電站直流系統(tǒng)的運(yùn)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(yùn)行與維護(hù)，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(hù) 閥控式密封鉛酸蓄電池，北京：中國(guó)電力出版社，2007.

[3] 周志敏.閥控式密封鉛酸蓄電池實(shí)用技術(shù).北京：中國(guó)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(guó)電力出版社， 2001.

楊慶玲（1971-），女，助理工程師、技師，從事變電運(yùn)維管理工作。

楊慶云（1973-），女，技師，從事縣級(jí)調(diào)度工作。