蓄电池组单体放电不合格故障分析及处理

蓄电池组单体放电不合格故障分析及处理

陈婕橦

广东电网有限责任公司汕头供电局广东汕头515000

摘要：变电站蓄电池组对变电站的稳定运行及可靠供电起着极其重要的作用，进行充放电及核容试验，通过检查及分析相关数据能及时发现蓄电池组的缺陷。本文针对500kVXX站蓄电池组的一例缺陷，分析其原因及相关处理措施，为今后发现及解决相似缺陷提供经验及方法。

关键词：蓄电池；核容；容量不足；开裂；更换

前言

在直流系统运行中，蓄电池组在市电中断或整理器设备发生故障时，担负着对负载单独供电的任务，使供电不中断；在短路冲击或正常负荷起始冲击等情况下，承担超出整流器额定输出的部分，也有平滑滤波的作用。蓄电池组的可靠决定了直流系统的稳定运行，而直流系统的稳定对发电厂和变电站的安全运行起着至关重要的作用。

1500kVXX站#1蓄电池组核容情况与分析

1.1核容的意义

蓄电池定期充放电也叫核对性放电，核对其容量，并使极板有效物质得到均匀活化。一方面检查电池容量和健康水平，做到发现问题及时检修；另一方面能活化板上的有效物质，保证蓄电池的正常运行。

1.2核容情况

《广东电网有限责任公司变电站站用交直流电源设备管理细则》中5.9.4项规定了直流电源设备的定期检验周期；而5.9.4.1项规定了新安装的蓄电池组在验收时应进行全容量核对性充放电，以后每隔2年进行一次核对性放电，运行4年以上的蓄电池组，应每年进行1次全容量核对性充放电。

500kVXX站#1蓄电池组（数量54只）于2016年10月30日投产，班组根据规定安排2018年06月19-20日进行投产后第一次核容，试验过程中以0.1电流放电时间10小时，放电容量100%，其中#50电池单体电压最低，为1.843V，充电结束后内阻测量值正常，合格。

2019年1月14号-15号期间，班组人员对500kVXX站#2蓄电池组进行投产后第一次核容，同时现场勘查运行人员于1月2号上报的#1蓄电池组#50电池单体蓄电池欠压的缺陷，由于为了两组电池下次核容时间相近，于是决定在#2蓄电池组核容合格后再次对#1蓄电池组进行核容。2019年01月17-18日，班组人员对#1组蓄电池再次进行核容试验。以0.1电流放电至6.5小时，#50已下降至1.8V，电压特性比较图如下图1，将#50蓄电池拆离后继续放电，放电3.5小时后终止，其他蓄电池容量为100%，电压最低分别为#26蓄电池1.846V、#49蓄电池1.848V，压特性比较图如下图2。放电终止后恢复蓄电池组接线，投入充电，经完整的三段式充电流程后，测量蓄电池组内阻，内阻测量值正常，记录如下图3电池内阻测量值记录表。

图1电压特性比较图（第一阶段0-6.5小时）图2电压特性比较图（第二阶段6.5-10小时）

1.3数据分析

根据图3电池内阻测量值记录表54个电池的内阻值相差不大，看不出问题。但根据电压特性比较图分析：#50单体电池容量下降较快，曲线明显与其他电池不一致，另外#26、#49单体电池的曲线与其他电池曲线有一定离散现象，而且#26、#49电池放电10小时后端电压分别为1.846V、和1.848V，其余51个电池的端电压则在1.90～1.92V之间，由此判断#26、#49、#50三节电池有可能存在问题。

图3#26单体电池图4#49单体电池图5#50单体电池

经现场检查发现#26、#49、#50共3节电池上盖开裂，如上图3图4图5，其余电池外观正常，没有发现开裂或者漏液现象。其中，#50电池上盖损伤最严重，中心排气阀位置出现明显裂痕，排气阀本体根部也出现裂痕。

1.4故障单体电池分析

该蓄电池组54只800Ah胶体电池于2016年3月出厂至今只有3年。按该组电池上述两次核容检试验情况，结合以往同类型设备安装、运行、维护的经验及厂家以往的生产运输经验，该电池组3台电池上盖在排气阀和极柱位置出现开裂的原因可能是电池上盖的极柱和排气阀这两个外凸位置在运输或者施工搬运过程中意外遭受外力冲击或者挤压，造成电池盖受到损伤，投产时的核容并无发现问题，随着电池组在投入浮充运行后，电池内部出现正压力，使用年限的增长，受损部位逐渐产生裂痕而出现漏气，以致在长期浮充运行下，电解液失水，从而造成电池充电接受能力下降以及放电容量减退。

2蓄电池组故障处理措施

由于3个故障电池开裂明显，为避免出现漏液，造成严重后果，为确保直流系统在双充双蓄状态下运行，采取临时处理措施，接入一组核容合格500Ah备用电池组代替原#1蓄电池组运行，在确保安全的情况下为彻底消缺争取时间。

采取此措施是考虑到整组电池投运时间不长，无法整组更换的情况下，本可采取单体更换的方式进行处理，但根据《变电站直流电源系统技术规范》中第7.2.19条规定：不得把不同容量、不同性能或不同品牌蓄电池连接在一起，不得把新旧不同及性能相差太大蓄电池连接在一起，应确保更换的电池为同型号、同种工艺性能，确保整组蓄电池容量、内阻、运行电压一致性满足电力行业DL/T724《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》要求，保证设备在现场安装后能正常运行使用。

故此目前暂时将整组电池退出使用，接入临时合格蓄电池一组，确保500kVXX站处于双充双蓄的运行状态。同时，联系厂家加急生产3个新电池对故障电池进行更换，新电池型号与原有故障电池应一致，尽早使1#电池组恢复正常运行。且要求厂家额外生产两个电池作为备件，存放在工厂仓库进行定期维护，若再出现电池出现缺陷需要更换，保证在8个工作日内备品将发运至现场；同时要求厂家对1#蓄电池整组电池的质保期从故障电池更换时间后免费延长1年，而3台故障电池，安排运回厂家工厂实验室进行检测分析，并要求厂家提交检测分析报告。

3蓄电池维护新技术的运用

蓄电池组日常维护工作量庞大，一年一次单体电池内阻测量，1-2年整组电池的核对性充放电试验，目前基层工作人员不足，加上对测试数据分析不足，故障电池往往不能及时被发现。如果引进可靠的蓄电池在线监测装置，其能在充电、放电、浮充电各种状态下判断电池性能，筛选落后电池，并且自动告警，可视化占时电池内阻历史曲线，自动生成相同状态下的历次充放电电容量曲线，纵向对比历史数据，且能导出相关试验数据。这与传统常规核容方法相比，不需另外增派人手，不需重构直流放电回路，不存在无人放电时发热、切掉充电机后可能造成直流失压等安全问题。这样不仅能提高工作效率，及时发现故障，更能使直流系统运行更加安全可靠。

4结语

由于蓄电池组对变电站的可靠运行起到的重要作用，其设计、安装、验收、投运、维护这几个环节中，我们运行、维护人员都要根据相关的规范及作业指导书认真、细致的进行相关工作，保证蓄电池组的可靠稳定、长久持续的运行。对于文中500kVXX站#1蓄电池组的缺陷，从发现、分析、临时的处理及后续完善的处理、分析，为今后相关运行及专业人员提供了实践经验及处理方法。

参考文献：

[1]变电站直流电源系统技术规范

[2]电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程