進步變電站閥控鉛酸蓄電池使用壽命的措施
發(fā)布者：hydskj 發(fā)布時間：2017-05-22 09:54:06
進步變電站閥控鉛酸蓄電池使用壽命的措施
隨著高頻開關(guān)電源的普及，閥控鉛酸蓄電池已在電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。由于其全密封、無須加水維護，以前曾經(jīng)被稱為“免維護”蓄電池。由于“免維護”這一詞的誤導，使得用戶放松了對閥控鉛酸蓄電池的日常維護和治理，造成了蓄電池的早期容量降低和損壞，由于蓄電池容量不足或者失效造成的變電所和發(fā)電廠的事故已屢見不鮮。因此，正確使用和維護閥控鉛酸蓄電池，進步其使用壽命，具有十分重要的意義。
2、影響閥控鉛酸蓄電池使用壽命的主要因素
閥控鉛酸蓄電池的正常使用壽命在１０年以上，理論上可到２０年，但在實際使用中經(jīng)常出現(xiàn)容量不足或者早期失效的現(xiàn)象。影響閥控鉛酸蓄電池使用壽命的因素很多，主要有：
2.1環(huán)境溫度的影響
蓄電池在２５℃的環(huán)境下可獲得較長的壽命[1]。溫度升高時，蓄電池的極板腐蝕將加劇，同時將消耗更多的水，從而使電池壽命縮短，長期運行溫度若升高１０℃，使用壽命約降低一半。閥控鉛酸蓄電池的容量是隨著溫度的變化而變化的，25℃時蓄電池的容量為100；在25℃以上時，每升高10℃蓄電池的容量會減少一半。
因此必須認真做到根據(jù)實際溫度的變化公道地調(diào)整蓄電池的放電電流，同時要控制好蓄電池室的溫度使其保持在22℃～25℃以內(nèi)。
2.2過度充電的影響
長期過充電狀態(tài)下，正極因析氧反應(yīng)，水被消耗，ｈ＋增加，從而導致正極四周酸度增加，板柵腐蝕加速，使板柵變薄加速電池的腐蝕，使電池容量降低；同時因水損耗加劇，將使蓄電池有干涸的危險，從而影響蓄電池壽命。
2.3過度放電的影響
蓄電池過度放電主要發(fā)生在交流電源停電后，蓄電池長時間為負載供電。當蓄電池被過度放電到其電壓過低甚至為零時，會導致電池內(nèi)部有大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面，在電池的陰極造成“硫酸鹽化”。硫酸鉛是一種盡緣體，它的形成必將對蓄電池的充、放電性能產(chǎn)生很大的負面影響，因此在陰極上形成的硫酸鹽越多，蓄電池的內(nèi)阻越大，電池的充、放電性能就越差，蓄電池的使用壽命就越短。
2.4小電放逐電條件的影響
在小電放逐電下形成的硫酸鉛顆粒的尺寸遠比大電放逐電條件下的尺寸大，就是說在大電流條件下晶體形成的速度要比小電流條件下慢，晶體來不及生長就很快被氧化還原了，因而顆粒比較小，而在小電流條件下，較大的硫酸鉛晶體就不輕易被還原。如硫酸鉛晶體長期得不到清理，必然會影響蓄電池的容量和使用壽命。因此對蓄電池在實際放電電流下運行的容量應(yīng)有一個正確的計算。
2.5不均衡性充放電的影響
有關(guān)的研究結(jié)果表明：板柵不同部位合金成分與結(jié)構(gòu)的分布有所不同，因而會導致板柵電化學性能的不均衡性[2]，這種不均衡性又會使在浮充和充、放電狀態(tài)下的電壓產(chǎn)生差異，且會隨著充、放電的循環(huán)往復，使這種差異不斷增大，形成所謂的“落后電池（蓄電池失效）”。目前國內(nèi)的標準要求，在一組電池中最大浮充電壓的差異應(yīng)≤50mv，而發(fā)達國家的標準是≤20mv，所以應(yīng)重視并減小浮充狀態(tài)下蓄電池運行電壓的差異。
2.6熱失控現(xiàn)象
由于閥控鉛酸蓄電池采用貧液設(shè)計，電池中灌注的電解液都吸附在玻璃纖維板上，當充電電流增大時，就需要通過安全閥來開釋氣體，因而造成了蓄電池失水、內(nèi)阻增大、容量衰減并在充、放電過程中產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量如來不及擴散使溫度劇增，就會形成熱失控。熱失控產(chǎn)生的原因還有沒及時減小浮充電壓、安全閥不嚴或開閥壓過低等等，在熱失控嚴重的情況下假如放電，有可能使蓄電池瞬間電壓驟降和蓄電池殼體溫度上升至70℃～80℃，因此對熱失控的題目必須引起高度的重視。
2.7長期浮充電的影響
蓄電池在長期浮充電狀態(tài)下，只充電而不放電，勢必會造成蓄電池的陽極極板鈍化，使蓄電池內(nèi)阻增大，容量大幅下降，從而造成蓄電池使用壽命縮短。
3.進步閥控式鉛酸蓄電池使用壽命的措施
通過對上述影響閥控鉛酸蓄電池使用壽命的因素的分析，為了進步閥控鉛酸蓄電池的使用壽命，我們就必須做到：
3.1嚴把蓄電池的定貨質(zhì)量。在蓄電池選型和采購的過程中，要充分了解廠家的生產(chǎn)工藝、制造流程和質(zhì)量控制手段，以及技術(shù)特點等，必要時可要求在廠家進行首次容量實驗，以篩選差異較小的蓄電池。
公道選擇充電設(shè)備。由于開關(guān)電源較具有實時監(jiān)控和智能化治理功能，能使密封電池時刻工作在最佳狀態(tài)下，所以要選用高質(zhì)量的開關(guān)電源作為充電設(shè)備。高頻開關(guān)電源系統(tǒng)，要采用模塊化設(shè)計，當出模塊現(xiàn)故障時，應(yīng)能夠立即退出運行，不影響其他模塊的正常運行，備用模塊應(yīng)能夠自動投進，保證蓄電池不因模塊故障而造成過放電。
3.2注重安裝質(zhì)量。安裝質(zhì)量包括儲存、安裝、容量實驗等多個方面，因此在運輸、儲存的過程中應(yīng)留意不要發(fā)生碰撞，在安裝過程中要留意匯接條與電池極樁之間的吻合，小心將不平的極樁整平。在緊固極樁時，用力既不能太大也不能太小。氣力太大會使極樁內(nèi)的銅套溢扣，太小又會造成匯流條與極樁接觸不良，因此安裝中最好采用廠家提供的有過力脫扣的扳手，或按照廠家提供的參考公斤力，使用相應(yīng)的公斤的扳手。安裝中還應(yīng)該留意要使蓄電池與直流屏之間各組蓄電池正極與正極、負極與負極的是非盡量一致，以在大電放逐電時保持電池組間的運行平衡。
在投進使用前一定要進行補充電。一般密封電池的安裝日期距出廠日期時間較長，密封電池經(jīng)過長期的自放電，容量必然大量損失，靠單純的浮充難以恢復其初始容量。此外，由于單體電池自放電大小的差異，致使電池的比重、端電壓等出現(xiàn)不均衡，投進使用前不進行補充，個別電池會進一步擴展成落后電池甚至出現(xiàn)反極現(xiàn)象。
3．3進步維護質(zhì)量
維護職員要在充分理解閥控鉛酸蓄電池產(chǎn)品說明書所提出的各項要求的條件下從事維護工作，進步維護質(zhì)量。
3.3.1環(huán)境溫度對蓄電池的放電容量、壽命、自放電、內(nèi)阻等方面都有較大影響，固然開關(guān)電源有溫度補償功能，但其靈敏度和調(diào)整幅度究竟有限。因此,蓄電池室應(yīng)安裝空調(diào)設(shè)備并將溫度控制在22℃～25℃之間。這不僅可延長蓄電池的壽命，還能使蓄電池有最佳的容量。
3.3.2每月應(yīng)檢查一次充電設(shè)備運行參數(shù)是否在合格范圍之內(nèi)，有無故障告警信號。不論在任何情況下，蓄電池的浮充電壓不應(yīng)超過廠家給定的浮充值，并且要根據(jù)環(huán)境溫度變化，隨時利用電壓調(diào)節(jié)系數(shù)±3mv/℃來調(diào)整浮充電壓的數(shù)值。
3.3.3鑒于不均衡性對閥控鉛酸蓄電池的影響，應(yīng)采用浮充電壓的下限值進行浮充供電。
3.3.4在蓄電池不均衡性比較大、較深度地放電以后，以及在蓄電池運行一個季度時，應(yīng)采用均衡的方式對電池進行補充充電。在均衡充電時要留意環(huán)境溫度的變化，并隨環(huán)境溫度的升高而將均衡電壓設(shè)定的值降低。例如，如環(huán)境溫度升高1℃,那么均衡充電的電壓值就要降低3mv。
3.3.5嘗試用脈沖充電的方式對“落后電池”進行充電，促使蓄電池的活化和恢復。
3.3.6精心維護，在閥控式電池組投產(chǎn)運行前應(yīng)認真記錄每只單體電池的電壓和內(nèi)阻數(shù)據(jù)，作為原始資料妥善保存，以后每運行半年，需將運行的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)進行比較，如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時進行處理。
3.3.7每月應(yīng)測一次電池單體電壓及終端電壓。密封電池端電壓的丈量不能只在浮充狀態(tài)，還應(yīng)在放電狀態(tài)下進行。端電壓是反映密封電池工作狀況好十的一個重要參數(shù)。浮充狀態(tài)下進行電池端電壓丈量，由于外加電壓的存在，丈量出的電池端電壓易造成假象。即使有些電池反極或斷路也能丈量出正常數(shù)值（實際上是外加電壓在該電池兩端造成的電壓差），這極易在交流失電時造成變電所和發(fā)電廠事故。定期在放電狀態(tài)下進行電池端電壓丈量，這種情況就完全可以避免了。
3.3.8為保證電池有足夠的容量，每年要進行一次容量恢復試驗（即大充大放），讓電池內(nèi)的活化物質(zhì)活化，恢復電池的容量。其主要方法是將電池組脫離充電機，在電池組兩端加上可調(diào)負載，使電池組的放電電流為額定容量的0.1倍，每半小時記錄一次電池電壓，直到電池電壓下降到1.8v/只(對于2v/只的單體電池)或10.8v/只(對于12v/只的單體電池)后停止放電，并記錄時間。靜置2h后，再用同樣大小的電流對蓄電池進行恒流充電，使電池電壓上升到2.35v/只或14.1v/只，保持該電壓對電池進行8h的均衡充電后，將恒壓充電電壓改為2.25v/只或13.5v/只，進行浮充電。上述方法，可以放出蓄電池容量的80，由于考慮到安全運行，也可以放出蓄電池容量的30～50，這需要查對蓄電池的放電曲線進行。
3.3.9閥控鉛酸蓄電池運行到使用壽命的1/2時，需適當增加測試的頻次，尤其是對單體12v的電池增加測試。假如電池內(nèi)阻忽然增加或丈量電壓有數(shù)值不穩(wěn)（特別是小數(shù)點后兩位），應(yīng)立即作為“落后電池”，進行活化處理。
3.3.10定期檢查一下外觀閥控鉛酸蓄電池的有無異常變形和發(fā)熱，仔細檢查安全閥的四周是否有被噴射的污點，以此確定安全閥是否擰緊或損壞。
3.3.11蓄電池因單只容量不夠需更換時，只能一次性全部更換，不能僅把性能指標不夠的蓄電池單獨更換下來，否則會因蓄電池的內(nèi)阻不平衡而影響整組電池的發(fā)揮，縮短整組電池的使用壽命。
3.3.12不要單獨增加或減少電池組中幾個單體電池負荷，這將造成單體電池容量的不平衡和充電的不一致性，降低電池壽命。如在整組電池抽出一部分作其它電源，或充電不在一起，放電時疊加一起。
3.3.13采用技術(shù)手段加強監(jiān)視，如使用蓄電池在線監(jiān)測裝置，實時監(jiān)測蓄電池工作狀態(tài)。對無人值班變電所還應(yīng)當將采集的信息送到監(jiān)控中心，出現(xiàn)異常情況及時報警，盡早處理。
4.結(jié)束語
總之，要重視對閥控鉛酸蓄電池的維護，根據(jù)閥控鉛酸蓄電池不同的特點，針對影響閥控鉛酸蓄電池使用壽命的主要因素，不斷進步維護的水平，達到進步使用壽命的目的，以進步變電所、發(fā)電廠和通訊站的安全運行水平。
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