变电站蓄电池的运行与维护分析

李燕平

（广东电网有限责任公司阳江供电局，广东阳江529500）

1 变电站蓄电池日常存在的问题

蓄电池对于在紧急情况下保证变电站持续运行具有重要作用，其作为变电站内直流电的电源，直接关系到变电站的供电安全性及可靠性，是二次设备及通信设备正常运行的保障。然而，蓄电池在长期运行过程中会逐渐老化，由于化学作用自身被腐蚀，如硫化现象，会造成蓄电池组的容量不断降低，甚至效力也会完全失去，所以变电站内蓄电池在日常工作中需要进行必要的维护。

总结运行中的经验，蓄电池组最常见的问题包括以下几点：

第一，蓄电池失水而干枯。导致这种情况的主要原因是蓄电池的安全阀门老化、失去密封性，或是外壳材料的渗透率较高。

第二，蓄电池容量快速降低。其原因也多种多样，如局部短路、电极腐蚀、极板硫化等情况。

第三，蓄电池的电压发生异常。其原因主要有电池过度充放电、极板腐蚀、电解液浓度过高、极板硫化等。

第四，蓄电池发生热失控。即蓄电池的温度不断升高，最后造成蓄电池发生损坏，这种情况主要是由过度充电、周围环境温度过高所致。

2 蓄电池的特点和原理

变电站使用最为广泛的蓄电池是阀控式密封铅酸蓄电池，这种蓄电池的工作原理与其他铅酸蓄电池的化学原理相同。蓄电池放电过程中，负极氧化、正极还原；蓄电池充电过程中，负极还原。蓄电池的电极反应式如下：

负极：Pb-2e-+H2SO4→PbSO4+2H+（负极失去电子）；

正极：PbO2+2e-+H2SO4+2H+→PbSO4+2H2O（正极得到电子）。

在蓄电池充电的过程中，被电解的水产生的O2在负极板上被还原成了水，所以蓄电池并没有损失水分，因此可做成密封结构。

3 蓄电池的运行与维护

3.1 蓄电池运行的要求

首先检查蓄电池组的平衡性。在蓄电池组浮充三个月后，测量各单体蓄电池的电压，各蓄电池电压之间的压差应小于100 mV；或者是将充满电的蓄电池静置24 h后，测量各蓄电池的开路电压，各蓄电池的压差应不大于20 mV。若发现蓄电池之间电压不平衡，则需对蓄电池进行均充。在这个过程中，要注意环境温度可能引起蓄电池个体之间电压的不平衡。

另外，对蓄电池的外观进行检查，主要包括蓄电池的极柱、壳盖等处有没有漏液，蓄电池组附近是否有黄色粉末残渣，蓄电池的外壳是否膨胀，蓄电池的安全阀是否正常等。

根据相关要求，应尽量缩短蓄电池到直流馈线屏之间出线电缆的长度。一旦站用电或直流系统的交流电源失电，蓄电池在很短的时间内会产生很大的放电电流。为了避免在短时间内电缆温升过高造成绝缘破坏，需采用截面较大的电缆。考虑到经济因素，及电缆的压降需尽量减小，这条出线电缆应尽可能缩短。

3.2 蓄电池的充放电

对于新安装的蓄电池，应先进行核对性的放电作业，以检查蓄电池组的容量。在蓄电池的放电过程中，如果电流较大，则应当充电，以防止蓄电池内部硫化以及短路事故。在恒压状态下充电时，电压应维持在2.35 V×n之下，同时充电电流逐步降低。当电流小于0.1C10 3 h后，转为正常浮充状态。在这种状态下，需进行温度补偿，以防蓄电池出现干枯。另外，为了对个别蓄电池进行调整，还需进行补充充电。补充充电作业应1～3个月进行一次，以确保蓄电池运行的安全。

此外，蓄电池的浮充电压不能偏高或偏低。若浮充电压过高，则会导致过充电；若浮充电压过低，则会引起充电不足。对于额定电压为2 V的单体蓄电池，浮充电压一般为2.23～2.27 V，均充电压一般为2.3～2.4 V。

3.3 蓄电池的日常维护

根据实践经验，蓄电池的故障大多是由于对蓄电池的维护不当引起的。曾经大多数人认为蓄电池是免维护的，这种思想有节约时间和人力成本的考虑，但在实际工作中，需足够重视蓄电池的维护工作，具体包括以下几点：

第一，明确蓄电池的具体维护项目，比如定期测量蓄电池两端电压、查看连接处有没有松动、蓄电池本体上有没有酸性溶液流出、蓄电池的外壳有没有膨胀等。

第二，在蓄电池组运行过程中，要检查蓄电池的浮充状态是否正常，具体数据应当严格遵循说明书的要求。各个单体蓄电池连接处必须紧密，其电压降不超过8 mV；不同蓄电池的压差应小于20 mV。而在蓄电池浮充过程中，不同蓄电池的压差也应小于50 mV。

4 蓄电池在运行过程中的注意事项

对蓄电池的性能有几种检测方法：

4.1 放电法

将蓄电池组从供电系统中脱离出来，加上负荷以10小时率的电流进行放电，同时测量蓄电池的电压，当单节蓄电池的电压降到1.8 V后，则立即停止放电，并根据此数据计算出蓄电池组的容量。

4.2 电压巡检法

在蓄电池的放电状态下，对每一个蓄电池的端电压进行巡回检测，找出端电压降低速度最快的那节电池，再对这一节蓄电池进行放电检测，以确认其其容量。该方法比较简单，但主要针对严重失效的蓄电池，并没有办法反映每个蓄电池的实际情况，无法判断蓄电池之间的性能差异。

4.3 测量蓄电池的内阻

蓄电池的一些故障，如板栅腐蚀、接触不良、活性物质可用量减少等，都会导致蓄电池的内阻变大、电导变小，因此对蓄电池的电导或电阻进行测量可判断蓄电池故障信息。

5 结语

总之，蓄电池作为变电站的关键设备之一，在保障变电站设备运行的安全性方面发挥着重要作用。近年来，也发生过一些由于蓄电池在紧急情况下无法提供可靠直流电源而引发的严重事故，更加凸显出了蓄电池运行和维护的重要性。供电可靠性要求的提高，对蓄电池的有效运行提出了新的要求，对于变电站的蓄电池，不仅要使用更可靠的产品，也需要提高其维护水平，从而保证变电站的安全运行，为变电站设备提供可靠的直流电源保障。

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