35KV变电站阀控铅酸蓄电池的运行与维护
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作者: 张宝归
摘要: 基于对35KV变电站阀控铅酸蓄电池运行维护中存在问题的分析,本文提出从浮充、补充充电、充电电压以温度而调整、加强技术监视、定期修正电池系统的浮充电压值、定期进行核对性放电试验等角度提出相关的改革措施和意见,以加强对阀控铅酸蓄电池的运行维护,从而延长其寿命,提高其可靠性和安全性。
关键词: 阀控铅酸蓄电池;35KV变电站;使用寿命;维护
1绪言
阀控铅酸蓄电池在直流系统中是不可或缺的设备,其具有重量轻、占地面积小、结构紧凑、无酸雾污染、自放电低、不用补充或更换电解液、蓄电池室防爆防酸要求低、大电流放电能力强等优点,当前这种电源在35KV变电站中已大量使用。但是由于其曾被称为“免维护”蓄电池的误导,使得维护人员放松了对阀控铅酸蓄电池的日常维护和管理,造成蓄电池的早期容量降低和损坏现象严重,因蓄电池容量不足或者失效造成的变电站的事故已屡见不鲜。因此,为保证35KV变电站阀控式密封铅酸蓄电池保持良好的运行状态,保证变电站直流母线保持合格电压和蓄电池的放电容量,研究如何正确使用和维护阀控铅酸蓄电池,提高其使用寿命,是十分必要和必须的。
2阀控铅酸蓄电池运行维护中存在的问题
1)放电过度
阀控铅酸蓄电池过度放电主要发生在交流电源停电后,由于阀控铅酸蓄电池长时间处于负载供电状态,当阀控铅酸蓄电池被过度放电到低于1.80 伏,甚至为0时,将在阀控铅酸蓄电池内部产生过量硫酸铅,其多附着在蓄电池的阴极表面,从而使电池阴极产生“硫酸盐化”。由于硫酸铅是绝缘体,其形成将会对阀控铅酸蓄电池的充、放电性能产生不利影响。因为在阴极上形成的硫酸铅越过量,阀控铅酸蓄电池的内阻将越大,导致电池的充、放电性能变差,最终严重缩短阀控铅酸蓄电池的使用寿命和安全性。
2)充电电压设置随意
有些35KV变电站蓄电池运行维护人员对阀控铅酸蓄电池的充电原理不清楚,混淆阀控铅酸蓄电池组的日常运行浮充电电压设置与防酸蓄电池组的电压的设置,将浮充电电压控制在(2.15*n)V*N左右(n指单体阀控铅酸蓄电池的格数,如阀控铅酸蓄电池单体额定电压2V、n=1;阀控铅酸蓄电池单体额定电压12V、n=6;N指阀控铅酸蓄电池组的个数),由于阀控铅酸蓄电池单体端电压偏低,会使得阀控铅酸蓄电池组将长期处于欠充电和容量不足状态。
3)不重视容量试验和核对性放电
当前35KV变电站普遍使用阀控铅酸蓄电池组,但大部分阀控铅酸蓄电池组的寿命或运行特性达不到合同要求,特别是在实际的运作过程中,维护人员对于新安装的阀控铅酸蓄电池的初充电和容量试验、运行中的阀控铅酸蓄电池的核对性放电等验收和维护工作缺乏重视:如未依照制造厂家说明书的初充电工作程序对新安装的阀控铅酸蓄电池进行初充电;未进行阀控铅酸蓄电池的容量试验或容量试验不合格时仍然投入正式使用;对运行中的阀控铅酸蓄电池进行核对性放电时,蓄电池单体端电压低于放电终止电压等等。
4)不重视日常通风
一般情况下,阀控铅酸蓄电池按照正常的充电程序和浮充电运行时不存在气体生成,但在严重的过充电时,可能会产生H2和O2。在电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程(DL/T724-2000)中规定:300Ah以上容量较大的阀控铅酸蓄电池应安装在专用蓄电池室内,阀控蓄电池室应配备相应通风设施;对于300Ah以下的阀控铅酸蓄电池可安装在柜内(也可安装在专用蓄电室内),但蓄电池柜同样应保持良好的通风条件。
3 加强阀控铅酸蓄电池的运行和维护
1)加强运行管理
(1)浮充
应严格控制浮充电压,在周围温度为25℃时,电池的浮充电压应控制在各个单体电池平均电压在2.23到2.27V范围内。若周围温度大于25℃时,则浮充电压应相应升高。降低或升高的幅度是:每变化1℃每个单体电池增减0.003V。且在浮充运行时均衡充电。在正常运行状态下的电池组,一般不需要均衡充电。但如果发现电池组中单体电池之间电压不均衡时,那么应对电池组进行均衡充电。
(2)适度补充充电
为了弥补运行中因浮充电流调整不当,不够补偿漏电爬电以及电池自放电所引起的阀控铅酸蓄电池容量亏损,应设定每隔1到3个月对阀控铅酸蓄电池自动进行一次恒流充电,然后再恒压充电,最后再浮充电的补充充电,以确保蓄电池组任何时候都具有额定容量,从而保证其运行安全可靠。
2)加强维护管理
(1)优选充电设备和注意安装质量
在阀控铅酸蓄电池选型和采购过程中,应熟悉厂家生产工艺、制造流程、质量控制体系,以及掌握稳压精度、稳流精度、纹波系数等主要技术参数,需要时可要求厂家进行首次容量试验,以筛选差异较小的蓄电池。同时在运输、储存工程中应防止碰撞,在安装过程中注意汇接条鱼电池极桩之间的吻合,以及要使蓄电池与直流屏之间各组蓄电池正极与正极、负极与负极的长短一致,以在大电流放电时保持电池组之间的运行平衡。
(2)电池系统浮充电压值应定期修正
周围温度对电池系统浮充电压值影响较大,故必须按照电池系统使用中周围温度变化来及时修正系统的充电电压值。一般情况下,每年应进行2到4次的调整。具体调整标准是:周围温度每增高1℃时,降低浮充电压0•003 V/单体;周围温度每降低1℃时,升高浮充电压0•003 V/单体。阀控铅酸蓄电池在高温环境下运行(大于30℃),电池内阻将变小,电池充电效率提高,电池容量会增加。故适当降低浮充充电电压值,减小浮充电流,对电池容量不会产生影响。当电池运行周围温度降低时(特别是低于20℃以下时),电池内硫酸铅溶解速度和溶解度将降低,电解液浓差极化增大,同时由电解液电阻率变化引起电池内阻同样增大,故在低温条件下,必须保持较高的充电电压,方可满足充电的需要。否则将会产生充电不足现象。
(3)核对性放电试验定期进行
当阀控铅酸蓄电池长期处于浮充工作状态时,因负极活性物质的设计过量以及氧复合的存在,一般会使负极板总有一定的活性物质处于充电不足状态,且长期浮充电流值较小,难以使极板内部的活性物质得到充分的电化学反应,从而将引起极板内部活性物质硫酸盐化,进而降低负极板容量,影响电池使用寿命。为解决上述问题,对于长期处于浮充电工作状态的电池系统,应对新投运的阀控蓄电池前6年每隔2到3年进行1次核对性放电试验;投运6年以后的阀控铅酸蓄电池组应每隔12个月进行1次核对性放电试验。
(4)加强技术监视
在日常维护过程中英注重采用技术手段以加强对阀控铅酸蓄电池的监视。如采用阀控铅酸蓄电池在线监测装备,实时监控阀控铅酸蓄电池的运行状态。若是无人值班变电站,可以考虑采用信息采集系统,将信息反馈至监控中心,如此出现异常情况时可以及时发出警报,以便处理。
总之,阀控铅酸蓄电池是35KV变电站的重要控制、信号、动力电源,对其安全运行中起着重要的作用。在实际中,应努力消除对阀控铅酸蓄电池运行和维护的各种误区和存在的问题,加强相关规程和标准的学习,加强对阀控铅酸蓄电池的日常维护和管理,是提高阀控铅酸蓄电池安全运行可靠性和延长其寿命的基础和保证。
参考文献:
[1]电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程[S]-DL/T724-2000
[2]站用阀控铅酸(VRLA)蓄电池的维护、测试和更换方法[S]-IEEE站用蓄电池标准合作专业委员会
作者简介:
张宝归 男 大专1976年8月生 广西隆安
职称:助理工程师
研究方向:电力工程技术
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