变电站蓄电池的常见故障及其维护方法

张耀东　李国强　孙照辉

摘要：蓄电池是变电站直流系统后备能源的来源，它能为变电站二次系统的运行提供源源不断的动力，相当于二次系统的心脏，所以蓄电池的稳定性、实际容量和运维状况对保障电力系统安全运行方面意义重大。文章分析了变电站蓄电池的常见故障，并探讨了其维护方法。

关键词：变电站；直流系统；蓄电池组；核心设备；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM910 文章编号：1009-2374（2015）17-0087-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.17.044

1 概述

目前，阀控式密封铅酸蓄电池在潍坊地区变电站中应用十分广泛。它具有全密封、无须加水维护的优点，因此被称为“免维护”蓄电池。但是正因为具有这样的优点，很多单位在日常的使用过程中忽视了对阀控式密封铅酸蓄电池的维护和管理，这就使得阀控式密封铅酸蓄电池容易出现失效或者是容量不足等常见现象。所以，目前相关的技术人员正在不断进行技术创新和科学研究，希望能够最大程度地提高阀控式密封铅酸蓄电池的技术水平，最大程度地保障电力系统的正常运行。

2 蓄电池运行维护现状

潍坊地区变电站直流蓄电池的配置标准一般是，220kV变电站配置200～300Ah的两组蓄电池，110kV变电站配置小于200Ah的一组蓄电池。目前，公司范围内很多单位受条件限制，在进行蓄电池参数检测试验的过程中存在不健全的地方，影响了工作的全面开展。

一直沿用人工计量蓄电池组的容量测试的方法，制约了工作效率的提高，蓄电池组的容量测试复杂、繁重的工作，因此更加需要通过技术手段来减少工作中存在的问题，提高工作效率。近些年来蓄电池组数量不断增多，技术人员数量有限，导致严重的比例失调，因此工作人员常常会忽视对电池的维护，导致容量测试的周期长、测试数据不准确等现象的发生。人们对电能的需求不断增加，但是电网的建设数量不断提高，相关的配套建设还不完善，例如潍坊电网变电站的年增长率达到15%，但是运维人员的配置数量并没有增加，检测手段也有待进一步改善，仍然按照传统的检测方法进行检测，导致电压测量准确度低，这样即使付出再多工作量，也不会取得预期效果，无法发现系统变电站中蓄电池存在的安全隐患。

3 蓄电池运行故障的原因

蓄电池组在运行的过程中会导致出现失效的现象，如现场浮充电压不稳、内部阻力过大、壳体弯曲变

形等。

变电站的蓄电池组在运行过程中会出现容量不达标的现象，更为严重的现象是会出现个体电池放电起始就已经到达最低限度了。另外，容量测试和内阻在线测试等方法是发现蓄电池组容量不够用的最有效的方法。

蓄电池组在进行无容量输出时，部分电池的工作出现故障，形成开路状态。在变电站的系统故障引起交流电源故障之后，如果蓄电池组无法有效地提供电源，那么变电站内测控保护设备就会丧失保护直流，最终造成高频保护或电流差误动现象，严重的将造成电网大面积停电事件的发生。

蓄电池在受长期浮充的过程中容易出现短路的现象，在这种情况下电池极易产生热失控现象。根据作者多年运维统计数据和经验表明，变电站中蓄电池失效的原因主要有以下四个方面：

3.1 盐酸化

由于人为处理不当，增加了电池中的硫酸铅，这种硫酸铅很难溶解，处理困难较大，造成这种现象主要有以下两个方面原因：一方面是由于电池长时间处于不完全充电或者长期闲置的状态，长此以往，电池的负极会转为硫酸铅；另一方面是由于电池长期失水，增加了电池中硫酸的浓度，最终形成了硫酸铅。盐酸化减少了电池的容量，严重则可能导致电池开路。

3.2 失水

失水是蓄电池最常见的故障之一。由于气体化合效率低、电池壳体渗水等原因造成了蓄电池失水，而过充电流大、浮充电压高、温度高、安全阀开阀压力低也会使电池的失水速度加快。通常来说，失水大于15%则电池失效。

3.3 板栅的腐蚀和变形

导致电池使用寿命减短的一个重要原因便是板栅的腐蚀，铅酸蓄电池在充电的过程中正极板栅与负极板栅相比，更容易被氧化，正极板栅被氧化的过程中，其含量和体积不断扩大，导致板栅的腐蚀和严重弯曲变形。

3.4 活性物质软化

电池的不断繁复循环的利用导致晶型不断转化，由原来的Or.变为B型。B型的晶粒具有细小、综合力差的特点，这就削弱了活性物质的网络结构，可以对活性物质加以软化直至脱落，最终会导致电池失效。

4 加强对蓄电池维护的有效方法

4.1 设备的选择及配置

蓄电池要选择合适的配置，对变电站的直流负荷和交流失电后变电站事故的照明都要考虑，参照一般标准的蓄电池配置固定容量的放电率为8～10h，要使用同一厂家的和容量都十分相同的电池。

同一所站用变压器不能在电设备配置的两组工作电源中使用，要分别来自两台不同的变压器，这样做的好处是为了禁止站用交流失电过长时间，最终造成蓄电池过量放电。

在选择主充电设备模块时，尽量选择质量好的而且要具有实时监控和智能化管理功能。这样有利于运行维护人员了解通过后台监视器的数据，进而直接监督直流系统工作状况，另外N-1备用模块能够保证当充电设备出现故障时，备用模块的运用可以防止蓄电池因模块故障而造成蓄电池过度放电。

4.2 在投入使用前需要注意的事项

假如蓄电池闲置了三个月或者是更长的时间，就要在使用之前将其充满，即使用最大的充电电流也不应该超过0.25C10A，一直保持着充电的状态直到电流稳定在3～6h上。浮充电压、均充电压、温度补偿系数、转均充数据、转浮充数据、交流过压值、交流欠压值及充电限流值等参数对蓄电池的运行有着重要的影响，但是这些参数的设置要严格按照说明书中的内容要求来确定。

4.3 日常工作内容

周围的环境与温度可以影响到蓄电池的放电容量、使用寿命及内阻方面，导致开关温度补偿功能的灵敏度和调整幅度不高，由此看来环境的温度是十分重要的。运维人员在每天检查蓄电池室温环境时要做好记录，室温在22℃～25℃之间可以延长电池使用寿命。

每天要检查电池的浮充电流，检查完之后做好记录。如果出现在蓄电池的浮充电流发生突变时，要及时查明原因并做出相应的处理。

电压及终端电压每个月都要进行依次检测。在检查的过程中如果个别的单体电池浮充压低于2.18V时，要对电池组进行人工转换均匀充电。如果在充电过后仍然不能恢复正常的电池，针对这种情况要及时联系厂家进行处理。端电压可以反映电池的工作状况，所以在测量时不能仅仅停留在浮充状态，还要在放电状态下进行。

每年进行一次容量恢复试验可以保证电池有充足的容量来活化电池内的活化物质，使电池容量得到恢复。如果出现蓄电池不均衡状况时进行较深度的放电或是其在运行三个月时，最好采取均衡的方式对电池进行

充电。

每次当电池运行的时候，蓄电池连接螺栓是每周都必须进行检查的，主要检查是否有发热的现象出现，每个月还要检查一次蓄电池的外观是否有发生变形的现象，每六个月都要进行一次连接导线、螺栓的检查，看看是否存在松动或者腐蚀的情况，当发现螺栓出现松动，必须立刻拧紧，有腐蚀污染的接头也应及时清洁。

要对蓄电池的检测记录进行保留，对比原始的数据，如果发现问题要及时处理。

5 结语

通过分析蓄电池的故障，证明了蓄电池产生的故障是有规律可循的，通过一些可行的管理手段，提高蓄电池的使用寿命，降低蓄电池存在的危险。

参考文献

[1] 李宏伟.阀控式密封铅酸蓄电池实用技术问答[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2] 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程（DL/T 714-2000）[S].

作者简介：张耀东（1986-），供职于国网山东省电力公司潍坊供电公司，研究方向：变电二次检修；李国强（1986-），供职于国网山东省电力公司潍坊供电公司，研究方向：变电二次检修；孙照辉（1983-），供职于国网山东安丘市供电公司，研究方向：电网建设管理及技术管理。

（责任编辑：秦逊玉）