歐立輝

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海 519000）

變電站蓄電池運(yùn)行維護(hù)管理分析

歐立輝

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海 519000）

蓄電池在電路系統(tǒng)中充當(dāng)電源，是一切無源電路器件工作的源動力。隨著電力行業(yè)的發(fā)展，蓄電池的品種和數(shù)量越來越多，其運(yùn)行中出現(xiàn)的故障也越來越多。文章介紹了變電站蓄電池的工作現(xiàn)狀，闡述了變電站蓄電池工作中存在的問題及原因分析，提出了對蓄電池運(yùn)行的日常維護(hù)與管理措施。

變電站；蓄電池；工作現(xiàn)狀；維護(hù)管理；電路系統(tǒng)

變電站已基本實現(xiàn)無人看守的管理模式，變電站中普遍使用的閥控鉛酸免維修蓄電池，簡稱VRLA，具有許多優(yōu)良特性，如工作可靠、基本無污染、安裝方便、易維護(hù)，適合在變電站中為各種電路系統(tǒng)提供可靠的直流電源，但VRLA電池在運(yùn)行中也會出現(xiàn)許多故障，因此研究蓄電池的工作特性，完成蓄電池的維護(hù)和管理工作是保證變電站工作順利進(jìn)行的必要途徑。

1 變電站蓄電池的工作現(xiàn)狀

變電站中的許多裝置及設(shè)備如自動裝置、應(yīng)急照明裝置、測控裝置和遠(yuǎn)動通訊設(shè)備等都需要直流電源供電，蓄電池是直流系統(tǒng)的核心，為電路提供直流電源。因此，需要研究蓄電池的工作現(xiàn)狀，以便后期提出可靠的日常維護(hù)措施和完善的運(yùn)行管理方案。

1.1 變電站蓄電池的工作原理

蓄電池工作的過程分為充電和放電兩部分，充電是儲能的過程，放電是供電的過程，變電站中常使用的VRLA蓄電池長期處于浮充狀態(tài)，因此在工作的過程中無需調(diào)整酸堿度和添加電解液，使用方便。

1.2 特性要求

根據(jù)相關(guān)規(guī)定和蓄電池的電力特性，變電站的蓄電池有以下特性要求：第一，蓄電池開路壓降為0.03V；第二，2V的單體電池與其他電池之間的連接條壓降必須小于或等于8mV；第三，蓄電池的內(nèi)阻值也要嚴(yán)格要求，誤差必須在±10%以內(nèi)，如蓄電池為220V的絕緣電阻阻值要大于等于200kΩ；第四，一般VRLA蓄電池正極板的厚度必須高于或等于3mm；第五，新買的蓄電池需進(jìn)行三次充電和放電循環(huán)，根據(jù)I10循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)檢驗合格后才能投入使用；第六，當(dāng)電路出故障時，蓄電池要有一定的事故沖擊放電能力，具體的測試標(biāo)準(zhǔn)可在I10中查到。

1.3 蓄電池的維護(hù)管理現(xiàn)狀

變電站基本無人看守，工作人員每個月都會去測量所有蓄電池的端電壓，并記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行對比，看其是否出現(xiàn)異常。查看蓄電池的整體外觀，防止外因影響內(nèi)部功能。定期人為地對蓄電池進(jìn)行核容放電來判斷蓄電池的有效使用時間和運(yùn)行狀態(tài)。蓄電池電壓的監(jiān)控和警報需借助電池巡檢儀來完成。目前，變電站工作人員通過這些方法來管理和維護(hù)變電站的蓄電池。顯而易見，這些方法不僅測量精確度達(dá)不到要求，測量結(jié)果可信度低，而且操作過程繁瑣、工作量極大、維護(hù)管理效率低，由于人的惰性行為，蓄電池在后期的使用過程中會出現(xiàn)很多問題。

2 電池工作中存在的問題及原因分析

蓄電池工作過程中的問題常表現(xiàn)為蓄電池可能失效和蓄電池已經(jīng)失效，可能失效如：蓄電池外殼變形、蓄電池電解液輕度硫化、浮充時的電壓超過標(biāo)定電壓、蓄電池內(nèi)阻值偏大等；已經(jīng)失效如：蓄電池不能輸出容量甚至出現(xiàn)開路現(xiàn)象、浮充時出現(xiàn)短路現(xiàn)象、運(yùn)行容量達(dá)不到要求。下面就這些情況做具體說明，并分析出現(xiàn)問題的原因。

2.1 蓄電池因失水過多而干涸

變電站中的VRLA蓄電池的貧液式設(shè)計結(jié)構(gòu)，如果蓄電池的水分減少，蓄電池的電壓就會迅速下降，如果蓄電池失水過度，其電壓值很有可能降低到終止電壓，也就是說電解液量的多少對蓄電池的放電容量影響非常大，當(dāng)蓄電池的電壓終止時，電池中的電解質(zhì)就會變質(zhì)，蓄電池就會失效。造成蓄電池失水干涸的原因有很多，主要表現(xiàn)為蓄電池的浮充電壓過高，使電池內(nèi)部生熱，加快電池水分的蒸發(fā)，于是蓄電池失水干涸；電池充電時電流過大也會造成內(nèi)部生熱蒸發(fā)失水；蓄電池所處的環(huán)境溫度太高也會讓蓄電池失水干涸；當(dāng)閥控失靈時，蓄電池沒有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，蓄電池也會失水干涸。

2.2 蓄電池的外殼發(fā)生形變

工作人員發(fā)現(xiàn)蓄電池在運(yùn)行過程中，有時會出現(xiàn)外殼變形或脹大的現(xiàn)象。使用不當(dāng)，運(yùn)輸和儲存方法不規(guī)范都會造成蓄電池外殼的形變；在使用時，凡是能升高蓄電池內(nèi)部壓強(qiáng)的因素都會使蓄電池外殼膨脹，如：蓄電池內(nèi)部溫度突然升高、充電電壓過高、蓄電池局部放電或者直接短路、安全閥老化失靈等。

2.3 蓄電池容量降低

電池容量降低的衡量標(biāo)準(zhǔn)是，以10小時放電率進(jìn)行放電，蓄電池的容量不高于其額定容量的80%。電池容量降低是由電解質(zhì)變質(zhì)引起的，而電解質(zhì)變質(zhì)又是因為電解質(zhì)失水造成的，所以蓄電池容量降低和蓄電池失水的原因在本質(zhì)上是相同的。

2.4 蓄電池內(nèi)部開路

蓄電池內(nèi)部不導(dǎo)通，電流值為零，而且某一端的端電壓非常高，通常稱之為蓄電池內(nèi)部開路。蓄電池內(nèi)部開路是因為蓄電池內(nèi)部導(dǎo)體損壞，內(nèi)部電流不導(dǎo)通，表象原因是：蓄電池極板受外力作用而彎曲、變形直至斷裂。

2.5 蓄電池滲漏液

蓄電池內(nèi)部滲透液流出來的現(xiàn)象叫做蓄電池滲漏液（圖1），這些滲漏液流出來經(jīng)常會留在蓄電池的外表面的槽蓋封合出處、正負(fù)接線柱上和安全閥口處等，很容易被發(fā)現(xiàn)。造成蓄電池滲透液的原因有：蓄電池內(nèi)部短路、蓄電池所處的環(huán)境溫度過高和蓄電池充電時充電電流太大等。

圖1 蓄電池滲漏液

2.6 蓄電池的電壓偏高

蓄電池在運(yùn)行時的浮充電壓一般取值為2.25V，正常范圍在2.23～2.28V之間。超過這個范圍就說明蓄電池電壓偏高或偏低，偏低的情況基本不會出現(xiàn)。造成蓄電池電壓偏高的原因主要有兩個：第一，蓄電池安裝時螺絲與連接條接觸不緊密或后期螺絲有松動，導(dǎo)致接觸不良，蓄電池內(nèi)阻過高；第二，蓄電池充電后期經(jīng)常會出現(xiàn)的，蓄電池內(nèi)有過氧過電位的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都會使蓄電池電壓升高，超過正常范圍。

3 蓄電池的日常維護(hù)與管理措施

從以上蓄電池出現(xiàn)的常見問題及原因分析可得出，蓄電池最主要最根本的問題是外殼變形、蓄電池失水干涸、容量下降等。針對這些問題，需要從蓄電池的來源采購、到貨驗收、安裝準(zhǔn)備、安全運(yùn)行、定期檢測試驗等方面進(jìn)行維修管理。

3.1 來源采購

蓄電池一般有效使用期比較長，采購時一定要找正規(guī)的廠商，根據(jù)生產(chǎn)廠商提供的資料，初步判斷其生產(chǎn)的蓄電池是否合格，千萬不能為了省事而隨意采購或貪圖小便宜而購買大批量的不合格產(chǎn)品。蓄電池的好壞直接決定了變電站整體工作能否順利運(yùn)行，如果蓄電池使用不當(dāng)，會給變電站帶來毀滅性的災(zāi)害。

3.2 到貨驗收

蓄電池的驗收主要是外觀檢驗驗收和性能測試驗收。拿到蓄電池時，第一，要看其外觀是否規(guī)整，尺寸參數(shù)是否和出廠檢驗報告上的一致；第二，看其結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，結(jié)構(gòu)要求通風(fēng)散熱性好，通風(fēng)最好選擇自然風(fēng)，這就對結(jié)構(gòu)設(shè)計有更高要求，同時驗收人員也要有相當(dāng)高的驗收水平；第三，要測試蓄電池的容量，用百分百放電試驗進(jìn)行試驗，檢測蓄電池的容量是否符合變電站蓄電池的用量要求；第四，為了從根源上控制投入運(yùn)行中的蓄電池的質(zhì)量，采用電導(dǎo)測試法驗收蓄電池，電導(dǎo)測試是用電導(dǎo)儀對電池組中的每一個電池的電導(dǎo)值進(jìn)行測試，從測試結(jié)果看單個蓄電池內(nèi)部特性的均衡性，要求整組電池的極差不能大于10%。這種測試方法方便快捷、要求嚴(yán)格，使投入使用的蓄電池的質(zhì)量得到了保障。

3.3 安裝準(zhǔn)備

合理設(shè)置，按規(guī)范要求安裝蓄電池是蓄電池維護(hù)與管理的重要手段。蓄電池安裝的外觀要求，一般采用臺架安裝或屏柜安裝，安裝時要平穩(wěn)、整齊劃一、排布均勻。布局合理，兩兩之間留一定的間距，確保有良好的通風(fēng)效果，而且為后期的檢測和維修留出足夠的操作空間；蓄電池安裝的外界條件要求，VRLA蓄電池要安裝在獨立的蓄電室內(nèi)，避免與其他電器接觸，發(fā)生不安全事故。蓄電池需安裝在沒有陽光直射的地方，并且其所處的環(huán)境溫度應(yīng)保持在5℃～30℃，以免溫度過高造成蓄電池失水干涸；蓄電池安裝的技術(shù)要求，安裝完成后，要仔細(xì)檢查每個連接點處的螺栓是否擰緊，并對不合格的進(jìn)行加固，認(rèn)真檢查電路連接是否準(zhǔn)確無誤，確保安裝的蓄電池的安全運(yùn)行。

3.4 安全運(yùn)行

嚴(yán)把蓄電池的驗收工作是蓄電池安全運(yùn)行的重要保障。在蓄電池的運(yùn)行過程中還要讓其處于使用說明書上的安全范圍內(nèi)。VRLA電池采用浮充電的方式運(yùn)行，運(yùn)行的均充電壓和浮充電壓有規(guī)范要求，均充電壓值范圍在2.30～2.35V之間，浮充電壓值范圍在2.23～2.28V之間，蓄電池投入運(yùn)行時要注意設(shè)置其電壓值。當(dāng)蓄電池所處的外界環(huán)境溫度不在15℃～25℃之間時，要按照使用說明書上的要求適當(dāng)調(diào)節(jié)電壓值。

3.5 定期檢驗測試

變電站由于無人看守，所以相關(guān)工作人員應(yīng)多盡一份心，切實做好蓄電池的視察、檢驗工作，定期對所有的蓄電池逐個排查。多投入一些時間進(jìn)行年度檢查，并認(rèn)真做好定檢作業(yè)。必要時，要檢測蓄電池單體的浮充電壓和均充電壓，發(fā)現(xiàn)異常及時調(diào)整。檢測時，應(yīng)選取多種檢驗方法進(jìn)行檢驗，如周期性試驗、帶電檢驗等，通過對檢驗結(jié)果的分析，確定蓄電池的運(yùn)行情況，做完整的記錄并及時上報，以供專業(yè)人員參考研究，得出結(jié)論，及時將有缺陷的蓄電池更換維修，也可以用遠(yuǎn)程設(shè)備，優(yōu)化檢測方法，借用遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，隨時隨地監(jiān)測蓄電池的運(yùn)行狀況，確保蓄電池的安全運(yùn)行。

4 結(jié)語

電對人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懺絹碓酱?，因此需要從各個角度考慮保障用電安全，上文就變電站蓄電池的運(yùn)行做了簡單分析，希望對相關(guān)工作者有一定的啟發(fā)作用，做好變電站蓄電池運(yùn)行的維護(hù)與管理工作。

[1]馮正華，楊帆，馬玉新，等．變電站蓄電池支持向量機(jī)建模在線監(jiān)測研究[J]．測控技術(shù)，2014，33（5）.

[2]宋會平，楊東熏，盧萍，等．變電站蓄電池狀態(tài)監(jiān)測與在線核容活化研究[J]．湖北電力，2016，40（4）．

（責(zé)任編輯：蔣建華）

TM63

1009-2374（2017）12-0122-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.063

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