变电站直流系统蓄电池运行与维护

变电站直流系统蓄电池运行与维护

李书毫 张玉东

内蒙古东部电力有限公司检修分公司 ±800千伏扎鲁特换流站

内蒙古通辽市 028000

【摘要】近些年来，在我国电力系统中，蓄电池被当做重要的电源而被人们使用。随着电力企业的快速发展，蓄电池的种类逐渐增多。但是，蓄电池在运行过程中还存在多方面的问题。本文就对变电站蓄电池的运行和维护措施进行深入探讨。
【关键词】变电站；蓄电池；运行；维护
1、变电站蓄电池的工作原理
1.1变电站蓄电池的工作原理
充电和放电是蓄电池工作过程的两个重要部分，其中充电可以为蓄电池储备能量，而放电则是提供电的一个过程，由于在变电站中经常使用的VRLA蓄电池时常处于浮充的状态，所以过程当中不需要调整酸碱度和添加电解液，方便人们的使用。
1.2变电站中蓄电池的作用
随着科技水平的进步，目前在变电站系统中运用了越来越多的自动化以及智能化的设备，在这些设备运用到变电站系统中之后，整个变电站系统的稳定性得到了极大的提高，但是为了提高设备运行的稳定性，大部分变电站中的重要设备都是通过直流电源来进行供能的，以此来确保变电站中的额基础设备可以更加稳定的运行。在变电站正常运行过程中，变电站中的变流模块会产生直流电来为变电站中的设备进行供能，但是变电站不可避免的会出现一些故障问题，有些故障问题可能会导致变流模块无法产生直流电，进而很容易导致变电站系统出现崩溃现象，为了提高变电站运行的安全性，蓄电池在变电站中得到了广泛的应用。蓄电池发挥作用的时候主要在变电站出现故障问题以后，当变流模块无法正常的产生直流电情况出现后，变电站系统会自动的连接蓄电池，然后有蓄电池中储存的电能为变电站中的设备进行供能，最大限度的避免变电站系统出现瘫痪情况。
1.3蓄电池的维护管理现状
目前，变电站通常没有人看守，但是每月都有工作人员定期的对蓄电池的端电压展开测量，记录相关数据，之前进行比较，观察其中的不同之处。为了避免外部因素对内部功能的影响，需要对蓄电池的外观进行检查。同时进行人为的测试来检验蓄电池的使用寿命和运行状态。并运用电池巡检仪来对蓄电池的电压进行监控。但是工作人员通过这些方法进行管理和维护变电站的蓄电池工作，其测量的精准度难以达标，测量的结果也不太准确，并且操作复杂、工作量大、工作效率很低，同时，因为工作人员对工作的懈怠，也使得蓄电池的维护和管理工作问题的不断出现。

2、电池工作中存在的问题及原因分析
①板栅的变形及腐蚀：板栅出现变形及腐蚀主要是由于蓄电池在充电过程中电解质中的分子在两个电极部位发生反应，还在负极板栅及正极板栅之间发生氧化反应，长时间充电会导致板栅外部被包裹上密集的氧化物质，使得板栅的外形在时间的积累下逐渐变形，最终导致腐蚀及变形现象的出现。②失水：失水属于蓄电池在使用过程中最为常见的故障现象之一，主要是由于以下原因导致的，蓄电池在运行过程中属于完全封闭的状态，蓄电池内部的水分正常情况下不会出现流失问题，但一旦蓄电池受到外部力量的作用将会导致电池壳体出现渗水现象，导致蓄电池内部大量水分出现流失；或者是由于蓄电池在使用过程中内部的氢气及氧气产生化合反应产生大量水，但由于气体化合效率不高导致蓄电池内部化合产生水的量不多，逐渐出现失水现象；继而是由于使用蓄电池的过程中温度过高、过充电流较大及安全阀开阀压力较低等因素导致蓄电池失水。③酸盐化：蓄电池在日常的使用及运行过程中长期处于充电不足的状态导致浮充电压较低，放电后未能及时进行有效的电量补充，或由于电池长时间搁置不使用等因素导致蓄电池的负极出现一种粗大坚硬的硫酸铅，由于硫酸铅较难溶解加上蓄电池出现的失水现象将会导致硫酸浓度异常升高，加速硫酸铅的生成，酸盐化的现象导致蓄电池的容量明显不足，甚至导致蓄电池开路情况的出现。④活性物质软化：蓄电池在循环反复的运行及使用过程中，蓄电池的晶型由原本的Or型转化为B型，B型的晶粒相对来说具有细小及结合力较差等特点，逐渐削弱了活性物质的网格结构，最终导致活性物质泥化现象及蓄电池无法正常使用的现象出现。

3阀控蓄电池组维护和运行
3.1蓄电池日常运行检查
阀控蓄电池密封维护中，需要进行不同电解液液面高度、密度的检测，同时也需要考虑蒸馏水和电解液添加问题，这些操作都需要根据厂家说明书、实际操作规程进行，这样才能保证蓄电池的有效使用寿命。蓄电池检查中，需要建立全面的检查记录，而负责检查的一般都是值班人员，主要检查内容包括：（1）合闸电压母线。（2）温度环境。（3）浮充电流和充电电压。（4）蓄电池位置的电压。
定期进行蓄电池检查主要是由检修人员负责，一般是按照季度进行检查，检查内容包括：（1）开路蓄电池电压。（2）电池表面是否出现破碎裂纹情况。（3）母线电流和电压的控制。（4）合闸母线的电压。（5）蓄电池内阻。（6）浮充电流和充电电压。（7）保证蓄电池柜严格的卫生检查。（8）蓄电池部分的电压。（9）蓄电池是否出现渗液情况。（10）蓄电池固定的螺丝是否出现松动等情况。这些检查内容需要长期保存记录，主要是为了以后进行蓄电池的维护。

3.2阀控蓄电池的运行
在蓄电池正常运行中，需要对蓄电池组部分的电压值、电池电压值、直流母线、浮充电流值等进行监视，还有就是蓄电池组的绝缘和对地电阻值等。如果系统中只有1组蓄电池组，既不能进行全核放电，也不能退出运行，那么就只有选择恒流110电流额定50%容量，在实际放电中，可以保证蓄电池组位置的电压小于2V×N；之后使用电流110进行放电，步骤：充电恒流限压—充电恒压—浮充电，反复2~3次进行充放，直到电池组恢复容量，再进行电池组问题检查。如果是有2组蓄电池，可以选择一组蓄电池，给全核进行放电，之后放出电流恒流110，到蓄电池电压达到1.8V×N后，结束放电，等1~2h后，进行电流110恒流限压充电——恒定压充电——浮充电等操作，充放反复2~3次，等到蓄电池组容量完全恢复，再检查蓄电池组存在的故障。如果全核放电出现3次，蓄电池组容量保持在小于80%的额定容量范围中，可以说明蓄电池已经达到了使用年限，需要进行更换了。
3.3阀控蓄电池维护对策
蓄电池检查人员需要半个月进行单体蓄电池电压最少检查一次，对于蓄电池内部检查的连接片，需要观察是否出现松动或是腐蚀情况，还有就是查看极柱周围和安全阀有无溢出酸雾等情况。每年最少进行一次二次直流熔丝、空开等普查，保证空开级差和熔丝的合理分配。定期进行蓄电池组放电核对实验，一般都是每两年进行一次，如果是运行超过6年的需要每一年进行放电核对实验。
3.4蓄电池故障处理
在检查蓄电池极柱中，如果发现有硫化情况，要采取清理措施，或是涂抹凡士林。在放电情况下，如果个别蓄电池出现低于额定电压的情况下，要放电接触，之后单独进行问题处理，同时将容量恢复。如果蓄电池阀控壳体因为过大的电流出现异常情况，还有充电电压大于2.4V×N，使蓄电池出现温度超标或是内部电池出现短路、局部出现放电情况，采取的处理方法：首先要减少充电电流，降低充电电压，避免出现安全阀体被堵塞情况。另外，如果浮充电压保持正常，在放电的情况下，内部蓄电池因为电解物质出现变化、水分丢失严重而干涸情况，造成电压显著下降，或是电压停止情况，要及时将蓄电池换掉。

参考文献

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[3]王中杰.变电站直流系统蓄电池组的运行和维护策略[J].中国设备工程,2018,403(18)：57-58.