變電站中蓄電池的安全運行與維護(hù)

付二歡

摘要：該文章從蓄電池的結(jié)構(gòu)、原理出發(fā)，及對蓄電池的性能指標(biāo)、對閥控式密封鉛酸蓄電池的運行維護(hù)作一介紹，并將這一新技術(shù)廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)，以確保系統(tǒng)可靠穩(wěn)定的運行。

關(guān)鍵詞：蓄電池；閥控式密封鉛酸蓄電池；活性物質(zhì)

蓄電池是直流系統(tǒng)中不可缺少的設(shè)備，這種電源廣泛應(yīng)用于變電站中。正常時直流系統(tǒng)中的蓄電池組處于浮充電狀態(tài)，蓄電池是一個獨立的電源，與電力系統(tǒng)運行情況無關(guān)，即使在全所停電的情況下，仍能保證繼電保護(hù)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(tài)下，蓄電池應(yīng)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(hù)

1.1 蓄電池特點

1）封閉安全，蓄電池內(nèi)部能進(jìn)行自我循環(huán)，轉(zhuǎn)化反應(yīng)，內(nèi)部電解液不會從極柱及殼體外溢，非常安全可靠。2）免維護(hù)，因采用了獨特的氣體還原系統(tǒng)，通過活性材料，把產(chǎn)生的氣體還原為水，使電池在長期正常運行中，不必補(bǔ)充蒸餾水。3）氣壓自動調(diào)節(jié)，在異常運行時，電池內(nèi)部氣體增加，氣壓上升，調(diào)節(jié)系統(tǒng)能自動檢測并自動放出過剩氣體，調(diào)整氣體，使電池內(nèi)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(tài)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(xiàn)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(tǒng)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，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(jiān)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(jīng)硅管組降壓后供給各工作回路正常負(fù)荷電流.當(dāng)輸入交流電源中斷時，蓄電池向負(fù)荷供電，保證一定時間內(nèi)直流系統(tǒng)不斷電，交流電源恢復(fù)時，充電器自動啟動，向負(fù)荷供電，同時對蓄電池進(jìn)行恢復(fù)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(fā)脈沖的相位所決定.

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

3.自動恒壓調(diào)節(jié)原理：

當(dāng)裝置在自動恒壓工作狀態(tài)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(tǒng)能自動調(diào)節(jié)，使之穩(wěn)定在整定值，其調(diào)節(jié)過程如下：

U整流輸出↑ 檢測放大Uk↑ 移相觸發(fā)β↓—— U整流輸出 ↓反之也能自動穩(wěn)定在整定值，實現(xiàn)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(yīng)進(jìn)行全核對性額定容量放電試驗，放電電流不應(yīng)變動過大，待放電結(jié)束后，應(yīng)立即對蓄電池組進(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。此時均采用0.1C10恒流充電，當(dāng)蓄電池組端電壓上升到2.23 V×n時，將會自動或手動轉(zhuǎn)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(dāng)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(dāng)整定的倒計時結(jié)束時，充電裝置自動或手動轉(zhuǎn)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(jìn)行溫度補(bǔ)償，即對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。中心溫度、補(bǔ)償下限、補(bǔ)償上限、補(bǔ)償斜率均可根據(jù)電池性能靈活設(shè)置。

3）補(bǔ)充充電

為了彌補(bǔ)運行中因浮充電流調(diào)整不當(dāng)，補(bǔ)償不了電池自放電和爬電漏電所造成蓄電池容量的虧損，設(shè)定1～3 個月，自動地進(jìn)行一次恒流充電-恒壓充電-浮充電的補(bǔ)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(dāng)電網(wǎng)解列或故障、交流電源中斷時，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 V×n時，電網(wǎng)還未恢復(fù)送電，應(yīng)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(fù)送電時，充電裝置將自動或手動進(jìn)入恒流充電-恒壓充電-浮充電，并恢復(fù)到正常運行狀態(tài)。

2閥控式鉛酸蓄電池使用中應(yīng)注意事項

為確保蓄電池組正常運行，運行人員務(wù)必注意以下幾項：

1）正常時蓄電池組應(yīng)運行于浮充電狀態(tài)。2）浮充時單體電池電壓應(yīng)為2.23-2.28V（25℃）。3）浮充時蓄電池組端電壓必須嚴(yán)格控制為（2.27×n）V（n為投運蓄電池只數(shù)，電壓以監(jiān)視硅整流“蓄電池充電電壓”數(shù)為準(zhǔn)。4）當(dāng)蓄電池組電壓偏低時，智能型硅整流會自動轉(zhuǎn)入“均充”狀態(tài)，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(zhuǎn)入浮充狀態(tài)。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(yīng)保持在5℃-30℃，環(huán)境通風(fēng)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(jī)溶劑。7）室內(nèi)禁止明火及電火花。

3閥控式密封鉛酸蓄電池的發(fā)展趨勢

提高蓄電池使用壽命，正極活性物質(zhì)的利用率，比能量，蓄電池產(chǎn)品的均一性，以及減小浮充電流的大小，正成為進(jìn)入21世紀(jì)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(shù)、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(jié)束語

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

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

（作者單位：內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司烏海電業(yè)局）