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技術交流

變電站蓄電池維護分析

  直流電源裝置在變電站為控製回路、信號回路、事故照明回路、繼電保護裝置、自動裝置、遠動終端(RTU)以及逆變電源等提供可靠的直流電源,對保證變電站所有一、二次設備的安全運行起著重要作用。蓄電池組作為直流電源裝置中的重要支柱地位舉足輕重,在電網出現較大事故時,整流電源裝置的交流電源往往失去,這樣蓄電池組成為唯一的直流電源的提供者,成為保證直流不全停的最後一道防線。
  隨著科學技術的進步,閥控密封式蓄電池(包括鉛酸電解液、矽鹽電解液和膠體電解液等多種)以其重量輕、占地少、汙染小等優點,大規模地取代了普通鉛酸蓄電池。閥控密封式電池組在具有突出技術優勢的同時,也存在著測試困難,不能補充電解液,對浮充、使用環境要求較高等不足之處。更重要的是,由於閥控密封式蓄電池在應用的初期,個別生產廠家為急於占領市場,不切實際地宣揚該種蓄電池可以免維護,運行單位對該種蓄電池也缺乏認識,客觀導致了不少蓄電池組的維護跟不上,運行環境惡劣。因此,加強蓄電池組的運行管理,提高其維護水平工作刻不容緩。
 
蓄電池運行維護現狀
  國家電網公司《直流電源係統技術標準》《直流電源係統運行規範》《直流電源係統檢修規範》於2005年開始製定,2006年正式實施。在此之前,由於標準不明確、不統一,各供電公司的蓄電池組的維護工作開展極不均衡。
  一般220kV變電站基本配置了200~300Ah兩組蓄電池;1lOkV變電站基本配置了200Ah或以下的一組蓄電池。目前,多數單位缺乏必要的專業儀器儀表對蓄電池參數進行全麵檢測。尤其對蓄電池組容量測試大多沿用傳統的大電阻放電人工記錄的方法。隨著電網建設的加快,維護人員並沒有隨之增加,定期檢測手段也沒有革新,仍按傳統的每周對蓄電池組各單體電池進行測量等。蓄電池組端電壓與容量並沒有直接關係,從電壓測量無法準確地判斷出電池組的整體容量。
 
蓄電池運行常見故障及原因分析
變電站蓄電池組運行過程中表現可能失效的現場浮充電壓過高/過低、內阻偏大、輕度硫化、滲液爬液、殼體變形、失水等,而已經失效的電池經常表現為以下三種情況:
1、蓄電池組工作時容量達不到標稱容量,嚴重的出現個別電池放電起始就達到下限。蓄電池組容量不足和問題完全可以通過容量測試或內阻在線測試等方法及時發現。
2、蓄電池組無容量輸出,個別電池出現開路狀態。變電站係統故障造成交流電源故障後,這時如果蓄電池組失效,變電站內保護直流消失,高頻保護或電流差動保護可能誤動,後果十分嚴重。
3、長期浮充狀態下的蓄電池出現短路現象,出現短路現象的電池往往可能會產生熱失控現象。
 
根據眾多的數據和現場經驗分析,引起可能失效和已經失效的原因大多是平時維護不到位造成,分析電池失效的原因主要包括以下幾種情況:
1、酸鹽化。當電池長時間處於充電不足,浮充電壓偏低,放電後未能及時補充電,電池長期擱不用等情況時,負極就會形成一種粗大堅硬的硫酸鉛,它幾乎不會溶解。若電池失水嚴重,使得硫酸濃度過高,也會促使硫酸鉛的快速生成。鹽化的直接後果是電池容量不足,甚至電池開路。
2、失水。失水是導致蓄電池失效的常見故障。氣體化合效率低、從電池殼體中滲出水、板柵腐蝕和自放電都會造成電池失水。當前大部分閥控式密封鉛酸蓄電池組容量下降的原因,都是由電池失水造成的。通常認為當失水超過15%時,電池失效。
3、板柵的腐蝕和變形。板柵腐蝕是限定電池壽命的重要因素。在鉛酸蓄電池中,正極板柵比負極板柵厚,原因之一是蓄電池在充電時,特別是在過充電的狀況下,正極板柵要被腐蝕,逐漸被氧化而失去板柵的作用。含量和體積不斷增大,可使極板嚴重彎曲。
4、活性物質軟化。隨著電池循環次數的增加,晶型由Or.型向B型轉化。B型的晶粒相對細小,結合力較差,導致活性物質的網格結構被削弱,最終活性物質軟化脫落(也稱為泥化),導致電池失效。
 
蓄電池加強維護的幾點建議
一、設備選型及配置
1、蓄電池容量配置要合適。既要考慮變電站的經常性直流負荷,又要考慮交流失電後變電站事故照明的負荷,較適宜的蓄電池配置容量是8~10h的放電率。絕不能將不同廠家和不同容量的電池安裝在一起使用。
2、電設備配置的兩組工作電源要分別來自兩台站用變壓器,且變電站一般要配置一台發電機,防止站用交流失電時間過長造成蓄電池過放電。
3、擇高質量的具有實時監控和智能化管理功能的主充電設備模塊。運行維護人員能通過監控器的實時數據隨時了解直流係統工作狀況,同時要有足夠的備用模塊,當主充電設備出現故障時,備用模塊應能夠自動投入使用,以保證蓄電池不因模塊故障而造成過放電。
 
二、投入使用前注意事項
1、如果蓄電池擱置時間超過三個月,在投入使用前一定要進行補充電,一般規定為按單體電池(2V係列)2.23~2.27V/隻充電,最大充電電流不超過0.25C10A,充電至電流穩定3~6h不變。
2、運行參數設置。浮充電壓、均充電壓、溫度補償係數、轉均充數據、轉浮充數據、交流過壓值、交流欠壓值以及充電限流值等這些參數對於蓄電池正常運行都非常重要,這些參數的設置必須嚴格按照梦之城国际說明書的規定,並且應根據所在變電站經常性直流負荷等實際情況與廠家溝通。
 
三、日常工作項目
1、環境溫度對蓄電池的放電容量、壽命、自放電、內阻等方麵都有較大影響。雖然開關電源有溫度補償功能,但其靈敏度和調整幅度畢竟有限,因此環境溫度極其重要。運行維護人員每天須檢查蓄電池室環境溫度並做記錄,同時蓄電池室溫應控製在22~25℃之間,這不僅可延長蓄電池的壽命,還能使蓄電池具有最佳的容量。此外,為成套充電電源的溫度補償功能而裝設的溫度感應探頭也應定期檢測其準確度。
2、每天檢查蓄電池的浮充電流是否在合格範圍內並做記錄。當蓄電池的浮充電流突變時應查明原因並及時處理。
3、每月應測一次電池單體電壓及終端電壓。如發現個別電池(2V係列)浮充電壓低於2.18v/單體時,應對電池組進行人工轉換均衡充電,充電方法為:25℃時2.30V/單體,需24h;或25℃時2.35V/單體,需12h,均充後若仍不能恢複正常的電池應盡快聯係廠家處理。端電壓是反映電池工作狀況的重要參數,所以測量電池端電壓不能隻在浮充狀態,還應在放電狀態下進行。
4、為保證電池有足夠的容量,每年要進行一次容量恢複試驗(即大充大放),讓電池內的活化物質活化,恢複電池的容量。
5、在蓄電池不均衡性較大、較深度地放電後,或運行三個月時,都應采用均衡的方式對電池進行補充充電。
6、電池運行期間,每星期須檢查一次蓄電池的接線螺栓有無發熱現象,每月須檢查一次蓄電池的外觀有無異常變形,每半年須檢查一次連接導線、螺栓是否鬆動或腐蝕汙染,鬆動的螺栓必須及時擰緊,腐蝕汙染的接頭應及時清潔處理。
7、對蓄電池的檢查測試記錄數據應妥善保存,每運行半年,需將運行的數據與原始數據進行比較,如發現異常情況應及時處理。
 
  通過對電池故障原因的分析研究,證實蓄電池故障是有規律可循的,並通過一些切實有效的管理手段,可以大大提供蓄電池運行維護水平和大幅降低蓄電池運行故障。
點擊次數:  更新時間:2018-11-02  【打印此頁】  【關閉