变电站蓄电池的运行与维护分析

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　　【摘 要】近些年来，在我国电力系统中，蓄电池被当做重要的电源而被人们使用。随着电力企业的快速发展，蓄电池的种类逐渐增多。但是，蓄电池在运行过程中还存在多方面的问题。本文就对变电站蓄电池的运行和维护措施进行深入探讨。
　　【关键词】变电站；蓄电池；运行；维护
　　蓄电池是直流系统中不可缺少的设备，这种电源广泛应用于变电站中。正常时直流系统中的蓄电池组处于浮充电备用状态，当交流电失电时，蓄电池迅速向事故性负荷提供能量。如各类直流泵、事故照明、交流不停电电源、事故停电、断路器跳合闸等，同时也必须为事故停电时的控制、信号、自动装置、保护装置及通信等负荷提供电力。显然在交流失电的事故状态下，蓄电池应作为变电站的备用能源。
　　1、变电站蓄电池的工作原理
　　1.1变电站蓄电池的工作原理
　　充电和放电是蓄电池工作过程的两个重要部分，其中充电可以为蓄电池储备能量，而放电则是提供电的一个过程，由于在变电站中经常使用的VRLA蓄电池时常处于浮充的状态，所以过程当中不需要调整酸碱度和添加电解液，方便人们的使用。
　　1.2变电站中蓄电池的作用
　　随着科技水平的进步，目前在变电站系统中运用了越来越多的自动化以及智能化的设备，在这些设备运用到变电站系统中之后，整个变电站系统的稳定性得到了极大的提高，但是为了提高设备运行的稳定性，大部分变电站中的重要设备都是通过直流电源来进行供能的，以此来确保变电站中的额基础设备可以更加稳定的运行。在变电站正常运行过程中，变电站中的变流模块会产生直流电来为变电站中的设备进行供能，但是变电站不可避免的会出现一些故障问题，有些故障问题可能会导致变流模块无法产生直流电，进而很容易导致变电站系统出现崩溃现象，为了提高变电站运行的安全性，蓄电池在变电站中得到了广泛的应用。蓄电池发挥作用的时候主要在变电站出现故障问题以后，当变流模块无法正常的产生直流电情况出现后，变电站系统会自动的连接蓄电池，然后有蓄电池中储存的电能为变电站中的设备进行供能，最大限度的避免变电站系统出现瘫痪情况。
　　1.3蓄电池的维护管理现状
　　目前，变电站通常没有人看守，但是每月都有工作人员定期的对蓄电池的端电压展开测量，记录相关数据，之前进行比较，观察其中的不同之处。为了避免外部因素对内部功能的影响，需要对蓄电池的外观进行检查。同时进行人为的测试来检验蓄电池的使用寿命和运行状态。并运用电池巡检仪来对蓄电池的电压进行监控。但是工作人员通过这些方法进行管理和维护变电站的蓄电池工作，其测量的精准度难以达标，测量的结果也不太准确，并且操作复杂、工作量大、工作效率很低，同时，因为工作人员对工作的懈怠，也使得蓄电池的维护和管理工作问题的不断出现。
　　2、电池工作中存在的问题及原因分析
　　變电站蓄电池在实际运行过程中常见的故障及其发生的原因主要有以下几个方面：①板栅的变形及腐蚀：板栅出现变形及腐蚀主要是由于蓄电池在充电过程中电解质中的分子在两个电极部位发生反应，还在负极板栅及正极板栅之间发生氧化反应，长时间充电会导致板栅外部被包裹上密集的氧化物质，使得板栅的外形在时间的积累下逐渐变形，最终导致腐蚀及变形现象的出现。②失水：失水属于蓄电池在使用过程中最为常见的故障现象之一，主要是由于以下原因导致的，蓄电池在运行过程中属于完全封闭的状态，蓄电池内部的水分正常情况下不会出现流失问题，但一旦蓄电池受到外部力量的作用将会导致电池壳体出现渗水现象，导致蓄电池内部大量水分出现流失；或者是由于蓄电池在使用过程中内部的氢气及氧气产生化合反应产生大量水，但由于气体化合效率不高导致蓄电池内部化合产生水的量不多，逐渐出现失水现象；继而是由于使用蓄电池的过程中温度过高、过充电流较大及安全阀开阀压力较低等因素导致蓄电池失水。③酸盐化：蓄电池在日常的使用及运行过程中长期处于充电不足的状态导致浮充电压较低，放电后未能及时进行有效的电量补充，或由于电池长时间搁置不使用等因素导致蓄电池的负极出现一种粗大坚硬的硫酸铅，由于硫酸铅较难溶解加上蓄电池出现的失水现象将会导致硫酸浓度异常升高，加速硫酸铅的生成，酸盐化的现象导致蓄电池的容量明显不足，甚至导致蓄电池开路情况的出现。④活性物质软化：蓄电池在循环反复的运行及使用过程中，蓄电池的晶型由原本的Or型转化为B型，B型的晶粒相对来说具有细小及结合力较差等特点，逐渐削弱了活性物质的网格结构，最终导致活性物质泥化现象及蓄电池无法正常使用的现象出现。
　　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100mV；或者是将充满电的蓄电池静置24h后，测量各蓄电池的开路电压，各蓄电池的压差应不大于20mV。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2.35V×n之下，同时充电电流逐步降低。当电流小于0.1C103h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2V的单体蓄电池，浮充电压一般为2.23～2.27V，均充电压一般为2.3～2.4V。
　　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8mV；不同蓄电池的压差应小于20mV。而在蓄电池浮充过程中，不同蓄电池的压差也应小于50mV。
　　4、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。
　　参考文献：
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　　（作者单位：太原供电公司）
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