变电站充电装置与蓄电池管理及维护林炜

变电站充电装置与蓄电池管理及维护林炜

林炜

（广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞523000）

摘要：目前，在蓄电池的维护中，缺少专业的仪器对蓄电池的状态和参数进行全面检测。特别是蓄电池容量测试，仍采用人工记录的方式，工作量大、操作繁琐，数据的准确度较低。同时在蓄电池运维过程中，由于工作人员的重视程度不够，许多蓄电池组常常未能定期进行容量测试，甚至从未做过容量测试。蓄电池在长时间运行过程中，由于物理和化学的作用会发生劣化，个别蓄电池甚至会在充放电过程中发生燃烧或爆炸。在紧急情况下，变电站内的设备需要蓄电池作为直流电源，若此时蓄电池组发生问题不能提供稳定的直流电源，一旦发生外部线路故障，极有可能造成越级跳闸，导致事故范围扩大，近年来便有多起类似事件发生。因此需要重视蓄电池的日常维护，提前发现劣化蓄电池，以确保直流系统能够保证变电站的安全持续运行。

关键词：变电站；充电装置；蓄电池管理；维护

充电装置的运行管理与维护，决定着装置工作状态的好坏。目前随着科学技术的飞速发展，电力系统内城网改造与技改工作的大量开展，变电站中的老式充电装置已大部分被淘汰，取而代之的是微机型相控充电装置与高频开关电源。由于其自动化程度较高，部分管理与维护人员难以充分掌握情况，误认为可以放松对设备的管理。其实不然，由于设备自动化程度较高，必然会大量使用电子组件、集成电路，而这些元器件都有一个通病，就是易受环境磁场与温度的干扰，受到干扰时，其性能就可能直线下降。而充电装置由于其自动化程度较高，各种控制回路又大量使用插件的形式，而这些元器件会产生磁场并发出热量。由于其密闭在插件箱内，不可避免地会造成互相干扰，热量散发不出去，产生温飘，直接影响设备的精度，造成信号的误报，显示的数据和实际不符。引起运行人员对实际情况的误判。再者由于设备受磁场的影响，运行时间一长还会造成大量的灰尘附着在模块内部及插件板上。造成组件参数的变化，甚至造成短路。再者，充电装置一般是与保护盘、远动盘、继电盘等安装在同一房间，这就可能会造成他们之间信号的互相干扰，影响设备的正常运行，容易引起信息误报。

一、蓄电池常见故障

（一）蓄电池容量下降

蓄电池组在运行过程中容量与其标称容量相差很大，这可能由多种原因造成，如蓄电池的硫酸盐化，会在电池负极表面形成硫酸铅层，蓄电池的溶解度大大降低，化学反应减弱，也会堵塞电解液与活性物质的接触信道，造成电池容量降低;板栅腐蚀也是容量降低的重要原因。目前市面上各种材料制成的板栅在蓄电池的充电过程中都可以被氧化，会造成活性物质失效;电池的骨架板栅有抗腐蚀能力，但在酸性电解液中长期运行，也会发生金属腐蚀，导致板栅裂隙甚至断裂，造成蓄电池容量下降。在日常维护过程中，可通过容量测试或内阻在线测试等方法，发现蓄电池容量下降的问题并及时处理。

第二，蓄电池内部短路。蓄电池的正负极板间一般由隔膜隔开，但如果发生穿透，则蓄电池内部的正负极板会直接导通，发生短路。严重的短路可造成该蓄电池电压为零，并伴随热失控现象。

（二）蓄电池开路，没有电压输出

蓄电池开路一般不是完全断路，而是虚接。在虚接处会有很大的内阻，造成蓄电池容量下降，一般是由于蓄电池制造过程中焊接工艺缺陷所致。蓄电池开始都正常，在运行一段时间后会出现虚焊，产生裂隙。在蓄电池运行过程中，虚焊部位会产生尖端腐蚀，致使裂隙变大，最终导致蓄电池开路。在变电站直流系统发生故障后，如果蓄电池组因发生开路而失效，不能提供稳定的直流电源，则可能造成严重的后果。

二、充电装置与蓄电池管理及维护措施

（一）定期测量蓄电池

把蓄电池组与供电系统完全分离，用10h率电流对负荷进行放电。与此同时，测量每一蓄电池的电压，如果测量的电压与规定值相符（单体1.8V），就要停止放电，并根据计算时间算出蓄电池组的容量。放电法的主要优点是准确，缺点是能量浪费比较严重、具体的实施程序复杂。通常情况下，放电的时候，要对VRLA蓄电池组的每只VRLA蓄电池的端电压实施巡回检测，并选出端电压下降速度极快的一个，然后对这个蓄电池实施在线放电检测，测试其容量。这样，就可以得出这一组VRLA蓄电池的容量。对蓄电池电压实施巡检实际操作起来比较方便，但对于一些严重失效的蓄电池，却无法全面体现每个单体的情况及其性能差异。

（二）远程放电维护的设计

蓄电池远程放电流程：（1）断开直流接触器J1-4；（2）延时3秒，通过DJX（蓄电池监测系统主机接收远程的放电命令）向FD-B发静态放电命令，开始放电；（3）放电结束时，FD-B接收到DJX的放电终止命令；（4）判断蓄电池组电压上升到（2.05V*电池节数），吸合直流接触器J1-4，对蓄电池组进行充电。

（三）蓄电池的日常运行维护

周围环境的温度对蓄电池的各项参数及使用寿命均有较大影响。一般情况下，蓄电池室的环境温度应在22~25℃之间，这能够延长蓄电池的使用寿命，并使其保持最佳的容量。

运行人员需定期对蓄电池各种参数进行检查并做好记录，如发现突变因素，则应立即查明突变原因，如果确定是故障则要及时处理。保存蓄电池测试记录数据，每隔一段时间后，将蓄电池现在的数据与原始数据进行对比，如发现数据偏移很大，则应及时处理。为了保证电池容量维持在最佳状态，每年蓄电池组都要进行容量恢复试验，对电池内的活化物质进行激活，提高蓄电池的容量。

（四）把握好定期核对性放电试验

定期核对性放电试验主要体现在以下两方面：①全充全放。这个过程就是我们所说的活化处理或理疗性充放电，对电池实施放电和充电过程的循环，使里面的活性物质获得恢复。②针对变电站蓄电池组只有一组配置而不能停止工作的情况，我们可实施半容量核对性试验，主要步骤是放出额定容量的1/2.然而，在实际操作中，许多任务作者错误地认为，1/2容量的放电测试就是0.1C10电流放电需要5h。其实，在放电测试结束前，我们对电池实际容量是不清楚的，因此，对于1/2容量的放电，我们只能通过蓄电池组放电曲线得出。这样，就可以确定每一次核对性放电1/2容量时的电压值。核对性充放电对电池性能的检测效果很好，所以我们要创造良好的条件实施全充全放的全容量核对性充放电试验。假如变电站中仅有一组蓄电池工作，我们可选用便携式蓄电池临时代替。核对性充放电时，必须选用专业的智能充放电系统和智能放电负载，这样就可以自动形成核对性充放电报告，并将电压曲线直观地显示出来。将电压曲线与平均值曲线进行对比，就可以看出一些与电压平均值相差很多的蓄电池。智能充放电系统不但提供的数据比较准确，而且还减少了检修人员的工作量。

三、结论

蓄电池是直流系统的重要组成部分，直接关系到变电站运行的安全性和可靠性。根据变电站的实际情况制定蓄电池的运行维护方案，保证直流系统的安全性，可以提高变电站的运行维护水平。

参考文献

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