变电站蓄电池运行维护管理分析

2017-07-21欧立辉

中国高新技术企业 2017年12期

关键词：蓄电池容量变电站

欧立辉

（广东电网有限责任公司珠海供电局，广东珠海 519000）

变电站蓄电池运行维护管理分析

欧立辉

（广东电网有限责任公司珠海供电局，广东珠海 519000）

蓄电池在电路系统中充当电源，是一切无源电路器件工作的源动力。随着电力行业的发展，蓄电池的品种和数量越来越多，其运行中出现的故障也越来越多。文章介绍了变电站蓄电池的工作现状，阐述了变电站蓄电池工作中存在的问题及原因分析，提出了对蓄电池运行的日常维护与管理措施。

变电站；蓄电池；工作现状；维护管理；电路系统

变电站已基本实现无人看守的管理模式，变电站中普遍使用的阀控铅酸免维修蓄电池，简称VRLA，具有许多优良特性，如工作可靠、基本无污染、安装方便、易维护，适合在变电站中为各种电路系统提供可靠的直流电源，但VRLA电池在运行中也会出现许多故障，因此研究蓄电池的工作特性，完成蓄电池的维护和管理工作是保证变电站工作顺利进行的必要途径。

1 变电站蓄电池的工作现状

变电站中的许多装置及设备如自动装置、应急照明装置、测控装置和远动通讯设备等都需要直流电源供电，蓄电池是直流系统的核心，为电路提供直流电源。因此，需要研究蓄电池的工作现状，以便后期提出可靠的日常维护措施和完善的运行管理方案。

1.1 变电站蓄电池的工作原理

蓄电池工作的过程分为充电和放电两部分，充电是储能的过程，放电是供电的过程，变电站中常使用的VRLA蓄电池长期处于浮充状态，因此在工作的过程中无需调整酸碱度和添加电解液，使用方便。

1.2 特性要求

根据相关规定和蓄电池的电力特性，变电站的蓄电池有以下特性要求：第一，蓄电池开路压降为0.03V；第二，2V的单体电池与其他电池之间的连接条压降必须小于或等于8mV；第三，蓄电池的内阻值也要严格要求，误差必须在±10%以内，如蓄电池为220V的绝缘电阻阻值要大于等于200kΩ；第四，一般VRLA蓄电池正极板的厚度必须高于或等于3mm；第五，新买的蓄电池需进行三次充电和放电循环，根据I10循环标准检验合格后才能投入使用；第六，当电路出故障时，蓄电池要有一定的事故冲击放电能力，具体的测试标准可在I10中查到。

1.3 蓄电池的维护管理现状

变电站基本无人看守，工作人员每个月都会去测量所有蓄电池的端电压，并记录数据，进行对比，看其是否出现异常。查看蓄电池的整体外观，防止外因影响内部功能。定期人为地对蓄电池进行核容放电来判断蓄电池的有效使用时间和运行状态。蓄电池电压的监控和警报需借助电池巡检仪来完成。目前，变电站工作人员通过这些方法来管理和维护变电站的蓄电池。显而易见，这些方法不仅测量精确度达不到要求，测量结果可信度低，而且操作过程繁琐、工作量极大、维护管理效率低，由于人的惰性行为，蓄电池在后期的使用过程中会出现很多问题。

2 电池工作中存在的问题及原因分析

蓄电池工作过程中的问题常表现为蓄电池可能失效和蓄电池已经失效，可能失效如：蓄电池外壳变形、蓄电池电解液轻度硫化、浮充时的电压超过标定电压、蓄电池内阻值偏大等；已经失效如：蓄电池不能输出容量甚至出现开路现象、浮充时出现短路现象、运行容量达不到要求。下面就这些情况做具体说明，并分析出现问题的原因。

2.1 蓄电池因失水过多而干涸

变电站中的VRLA蓄电池的贫液式设计结构，如果蓄电池的水分减少，蓄电池的电压就会迅速下降，如果蓄电池失水过度，其电压值很有可能降低到终止电压，也就是说电解液量的多少对蓄电池的放电容量影响非常大，当蓄电池的电压终止时，电池中的电解质就会变质，蓄电池就会失效。造成蓄电池失水干涸的原因有很多，主要表现为蓄电池的浮充电压过高，使电池内部生热，加快电池水分的蒸发，于是蓄电池失水干涸；电池充电时电流过大也会造成内部生热蒸发失水；蓄电池所处的环境温度太高也会让蓄电池失水干涸；当阀控失灵时，蓄电池没有适当的保护措施，蓄电池也会失水干涸。

2.2 蓄电池的外壳发生形变

工作人员发现蓄电池在运行过程中，有时会出现外壳变形或胀大的现象。使用不当，运输和储存方法不规范都会造成蓄电池外壳的形变；在使用时，凡是能升高蓄电池内部压强的因素都会使蓄电池外壳膨胀，如：蓄电池内部温度突然升高、充电电压过高、蓄电池局部放电或者直接短路、安全阀老化失灵等。

2.3 蓄电池容量降低

电池容量降低的衡量标准是，以10小时放电率进行放电，蓄电池的容量不高于其额定容量的80%。电池容量降低是由电解质变质引起的，而电解质变质又是因为电解质失水造成的，所以蓄电池容量降低和蓄电池失水的原因在本质上是相同的。

2.4 蓄电池内部开路

蓄电池内部不导通，电流值为零，而且某一端的端电压非常高，通常称之为蓄电池内部开路。蓄电池内部开路是因为蓄电池内部导体损坏，内部电流不导通，表象原因是：蓄电池极板受外力作用而弯曲、变形直至断裂。

2.5 蓄电池渗漏液

蓄电池内部渗透液流出来的现象叫做蓄电池渗漏液（图1），这些渗漏液流出来经常会留在蓄电池的外表面的槽盖封合出处、正负接线柱上和安全阀口处等，很容易被发现。造成蓄电池渗透液的原因有：蓄电池内部短路、蓄电池所处的环境温度过高和蓄电池充电时充电电流太大等。

图1 蓄电池渗漏液

2.6 蓄电池的电压偏高

蓄电池在运行时的浮充电压一般取值为2.25V，正常范围在2.23～2.28V之间。超过这个范围就说明蓄电池电压偏高或偏低，偏低的情况基本不会出现。造成蓄电池电压偏高的原因主要有两个：第一，蓄电池安装时螺丝与连接条接触不紧密或后期螺丝有松动，导致接触不良，蓄电池内阻过高；第二，蓄电池充电后期经常会出现的，蓄电池内有过氧过电位的现象，这些现象都会使蓄电池电压升高，超过正常范围。

3 蓄电池的日常维护与管理措施

从以上蓄电池出现的常见问题及原因分析可得出，蓄电池最主要最根本的问题是外壳变形、蓄电池失水干涸、容量下降等。针对这些问题，需要从蓄电池的来源采购、到货验收、安装准备、安全运行、定期检测试验等方面进行维修管理。

3.1 来源采购

蓄电池一般有效使用期比较长，采购时一定要找正规的厂商，根据生产厂商提供的资料，初步判断其生产的蓄电池是否合格，千万不能为了省事而随意采购或贪图小便宜而购买大批量的不合格产品。蓄电池的好坏直接决定了变电站整体工作能否顺利运行，如果蓄电池使用不当，会给变电站带来毁灭性的灾害。

3.2 到货验收

蓄电池的验收主要是外观检验验收和性能测试验收。拿到蓄电池时，第一，要看其外观是否规整，尺寸参数是否和出厂检验报告上的一致；第二，看其结构设计是否合理，结构要求通风散热性好，通风最好选择自然风，这就对结构设计有更高要求，同时验收人员也要有相当高的验收水平；第三，要测试蓄电池的容量，用百分百放电试验进行试验，检测蓄电池的容量是否符合变电站蓄电池的用量要求；第四，为了从根源上控制投入运行中的蓄电池的质量，采用电导测试法验收蓄电池，电导测试是用电导仪对电池组中的每一个电池的电导值进行测试，从测试结果看单个蓄电池内部特性的均衡性，要求整组电池的极差不能大于10%。这种测试方法方便快捷、要求严格，使投入使用的蓄电池的质量得到了保障。

3.3 安装准备

合理设置，按规范要求安装蓄电池是蓄电池维护与管理的重要手段。蓄电池安装的外观要求，一般采用台架安装或屏柜安装，安装时要平稳、整齐划一、排布均匀。布局合理，两两之间留一定的间距，确保有良好的通风效果，而且为后期的检测和维修留出足够的操作空间；蓄电池安装的外界条件要求，VRLA蓄电池要安装在独立的蓄电室内，避免与其他电器接触，发生不安全事故。蓄电池需安装在没有阳光直射的地方，并且其所处的环境温度应保持在5℃～30℃，以免温度过高造成蓄电池失水干涸；蓄电池安装的技术要求，安装完成后，要仔细检查每个连接点处的螺栓是否拧紧，并对不合格的进行加固，认真检查电路连接是否准确无误，确保安装的蓄电池的安全运行。

3.4 安全运行

严把蓄电池的验收工作是蓄电池安全运行的重要保障。在蓄电池的运行过程中还要让其处于使用说明书上的安全范围内。VRLA电池采用浮充电的方式运行，运行的均充电压和浮充电压有规范要求，均充电压值范围在2.30～2.35V之间，浮充电压值范围在2.23～2.28V之间，蓄电池投入运行时要注意设置其电压值。当蓄电池所处的外界环境温度不在15℃～25℃之间时，要按照使用说明书上的要求适当调节电压值。

3.5 定期检验测试

变电站由于无人看守，所以相关工作人员应多尽一份心，切实做好蓄电池的视察、检验工作，定期对所有的蓄电池逐个排查。多投入一些时间进行年度检查，并认真做好定检作业。必要时，要检测蓄电池单体的浮充电压和均充电压，发现异常及时调整。检测时，应选取多种检验方法进行检验，如周期性试验、带电检验等，通过对检验结果的分析，确定蓄电池的运行情况，做完整的记录并及时上报，以供专业人员参考研究，得出结论，及时将有缺陷的蓄电池更换维修，也可以用远程设备，优化检测方法，借用远程监控设备，随时随地监测蓄电池的运行状况，确保蓄电池的安全运行。