變電站蓄電池的運行與維護分析

李燕平

（廣東電網有限責任公司陽江供電局，廣東陽江529500）

1 變電站蓄電池日常存在的問題

蓄電池對于在緊急情況下保證變電站持續運行具有重要作用，其作為變電站內直流電的電源，直接關系到變電站的供電安全性及可靠性，是二次設備及通信設備正常運行的保障。然而，蓄電池在長期運行過程中會逐漸老化，由于化學作用自身被腐蝕，如硫化現象，會造成蓄電池組的容量不斷降低，甚至效力也會完全失去，所以變電站內蓄電池在日常工作中需要進行必要的維護。

總結運行中的經驗，蓄電池組最常見的問題包括以下幾點：

第一，蓄電池失水而干枯。導致這種情況的主要原因是蓄電池的安全閥門老化、失去密封性，或是外殼材料的滲透率較高。

第二，蓄電池容量快速降低。其原因也多種多樣，如局部短路、電極腐蝕、極板硫化等情況。

第三，蓄電池的電壓發生異常。其原因主要有電池過度充放電、極板腐蝕、電解液濃度過高、極板硫化等。

第四，蓄電池發生熱失控。即蓄電池的溫度不斷升高，最后造成蓄電池發生損壞，這種情況主要是由過度充電、周圍環境溫度過高所致。

2 蓄電池的特點和原理

變電站使用最為廣泛的蓄電池是閥控式密封鉛酸蓄電池，這種蓄電池的工作原理與其他鉛酸蓄電池的化學原理相同。蓄電池放電過程中，負極氧化、正極還原；蓄電池充電過程中，負極還原。蓄電池的電極反應式如下：

負極：Pb-2e-+H2SO4→PbSO4+2H+（負極失去電子）；

正極：PbO2+2e-+H2SO4+2H+→PbSO4+2H2O（正極得到電子）。

在蓄電池充電的過程中，被電解的水產生的O2在負極板上被還原成了水，所以蓄電池并沒有損失水分，因此可做成密封結構。

3 蓄電池的運行與維護

3.1 蓄電池運行的要求

首先檢查蓄電池組的平衡性。在蓄電池組浮充三個月后，測量各單體蓄電池的電壓，各蓄電池電壓之間的壓差應小于100 mV；或者是將充滿電的蓄電池靜置24 h后，測量各蓄電池的開路電壓，各蓄電池的壓差應不大于20 mV。若發現蓄電池之間電壓不平衡，則需對蓄電池進行均充。在這個過程中，要注意環境溫度可能引起蓄電池個體之間電壓的不平衡。

另外，對蓄電池的外觀進行檢查，主要包括蓄電池的極柱、殼蓋等處有沒有漏液，蓄電池組附近是否有黃色粉末殘渣，蓄電池的外殼是否膨脹，蓄電池的安全閥是否正常等。

根據相關要求，應盡量縮短蓄電池到直流饋線屏之間出線電纜的長度。一旦站用電或直流系統的交流電源失電，蓄電池在很短的時間內會產生很大的放電電流。為了避免在短時間內電纜溫升過高造成絕緣破壞，需采用截面較大的電纜。考慮到經濟因素，及電纜的壓降需盡量減小，這條出線電纜應盡可能縮短。

3.2 蓄電池的充放電

對于新安裝的蓄電池，應先進行核對性的放電作業，以檢查蓄電池組的容量。在蓄電池的放電過程中，如果電流較大，則應當充電，以防止蓄電池內部硫化以及短路事故。在恒壓狀態下充電時，電壓應維持在2.35 V×n之下，同時充電電流逐步降低。當電流小于0.1C10 3 h后，轉為正常浮充狀態。在這種狀態下，需進行溫度補償，以防蓄電池出現干枯。另外，為了對個別蓄電池進行調整，還需進行補充充電。補充充電作業應1～3個月進行一次，以確保蓄電池運行的安全。

此外，蓄電池的浮充電壓不能偏高或偏低。若浮充電壓過高，則會導致過充電；若浮充電壓過低，則會引起充電不足。對于額定電壓為2 V的單體蓄電池，浮充電壓一般為2.23～2.27 V，均充電壓一般為2.3～2.4 V。

3.3 蓄電池的日常維護

根據實踐經驗，蓄電池的故障大多是由于對蓄電池的維護不當引起的。曾經大多數人認為蓄電池是免維護的，這種思想有節約時間和人力成本的考慮，但在實際工作中，需足夠重視蓄電池的維護工作，具體包括以下幾點：

第一，明確蓄電池的具體維護項目，比如定期測量蓄電池兩端電壓、查看連接處有沒有松動、蓄電池本體上有沒有酸性溶液流出、蓄電池的外殼有沒有膨脹等。

第二，在蓄電池組運行過程中，要檢查蓄電池的浮充狀態是否正常，具體數據應當嚴格遵循說明書的要求。各個單體蓄電池連接處必須緊密，其電壓降不超過8 mV；不同蓄電池的壓差應小于20 mV。而在蓄電池浮充過程中，不同蓄電池的壓差也應小于50 mV。

4 蓄電池在運行過程中的注意事項

對蓄電池的性能有幾種檢測方法：

4.1 放電法

將蓄電池組從供電系統中脫離出來，加上負荷以10小時率的電流進行放電，同時測量蓄電池的電壓，當單節蓄電池的電壓降到1.8 V后，則立即停止放電，并根據此數據計算出蓄電池組的容量。

4.2 電壓巡檢法

在蓄電池的放電狀態下，對每一個蓄電池的端電壓進行巡回檢測，找出端電壓降低速度最快的那節電池，再對這一節蓄電池進行放電檢測，以確認其其容量。該方法比較簡單，但主要針對嚴重失效的蓄電池，并沒有辦法反映每個蓄電池的實際情況，無法判斷蓄電池之間的性能差異。

4.3 測量蓄電池的內阻

蓄電池的一些故障，如板柵腐蝕、接觸不良、活性物質可用量減少等，都會導致蓄電池的內阻變大、電導變小，因此對蓄電池的電導或電阻進行測量可判斷蓄電池故障信息。

5 結語

總之，蓄電池作為變電站的關鍵設備之一，在保障變電站設備運行的安全性方面發揮著重要作用。近年來，也發生過一些由于蓄電池在緊急情況下無法提供可靠直流電源而引發的嚴重事故，更加凸顯出了蓄電池運行和維護的重要性。供電可靠性要求的提高，對蓄電池的有效運行提出了新的要求，對于變電站的蓄電池，不僅要使用更可靠的產品，也需要提高其維護水平，從而保證變電站的安全運行，為變電站設備提供可靠的直流電源保障。

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