1 前言
蓄电池、充电设备、直流柜、直流馈电柜等直流设备组成电力系统中变电站的直流电源系统，简称站用直流电源系统。变电站直流系统必须24h不间断运行,一般没有机会安排停电检修，因此直流系统一旦发生故障必须在带电状态下进行消缺，其安全风险非常大。如果电力系统同时发生故障，可能会由于保护装置断路器因失去直流电源而不能及时隔离故障，造成事故扩大，进而危及电力系统。因此，直流设备检修必须防患于未然，确保直流系统的可靠性，保证电力系统的安全、稳定运行。随着变电站智能化的普及和无人值守变电站的推广，对直流系统的可靠性有了更高的要求，影响直流系统稳定性的因素很多，其中之一便是“蓄电池硫酸盐化”。
2 蓄电池硫酸盐化的原因和危害
正常的铅酸蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶，充电时比较容易地还原为铅。目前普遍采用限流恒压充电法对阀控式密封铅酸蓄电池（VRLAB）进行充电，该充电模式下的正极板表现正常，但如果蓄电池的使用和维护不善，例如经常充电不足或过放电，负极上就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅结晶。这些结晶体导电性能差，会堵塞极板的微孔，防碍电解液的渗透，增加电阻。这种硫酸铅用常规的方法充电很难还原，要求充电电压很高，由于充电时充电接受能力很差，大量析出气体，这种现象通常发生在负极，被称为不可逆硫酸盐化[1]，它引起蓄电池容量下降，甚至成为蓄电池寿命终止的原因。
现有功能比较高级的“蓄电池组在线监测系统”能够发现已轻度硫酸盐化的蓄电池，然后人工拆除并单独“活化”，但由于电池数量庞大，单体蓄电池活化周期长，工作量巨大，致使蓄电池无法及时得到维护。
3 轻度硫酸盐化蓄电池激活功能
传统的轻度硫酸盐化蓄电池激活方式一般是通过深度“充满→放电（一般放出一半容量）→充满”循环进行活化，这种方式本质上与日常维护中的“核对性放电→充电”过程一致，效果很不明显，且由于采用的是深度放电方式，频繁激活将严重影响蓄电池“循环”使用寿命[2]。
铅酸蓄电池使用寿命包括“循环寿命”和“浮充寿命”。根据应用场合的不同，侧重点也不同，采用的生产工艺也大不相同。如：动力电池侧重“循环寿命”，极板厚；而作为后备电源使用的蓄电池侧重“浮充寿命”，极板比较薄，因此，对侧重“浮充寿命”的后备蓄电池频繁深度充放电将大大缩短其使用寿命。
我公司与北京高特易电子设备有限公司合作开发的新型轻度硫酸盐化蓄电池激活功能是在一定频率的小电流充放电的作用下将非活性物质（硫酸铅结晶颗粒）逐渐分解，转化为活性物质（硫酸和铅），逐步消除轻度“硫酸盐化”（俗称“除硫”），一定程度上恢复蓄电池容量，从而提高蓄电池容量。
4 现场应用
为检验轻度硫酸盐化蓄电池激活功能的有效性，在某110kV变电站的站用直流电源系统应用基于轻度硫酸盐化蓄电池激活功能的蓄电池组在线监测维护系统。该变电站站用直流电源系统电压直流220伏，具有1套200AH蓄电池组，该蓄电池组包含108节单体蓄电池。
在使用基于轻度硫酸盐化蓄电池激活功能的蓄电池组在线监测维护系统前，对蓄电池组进行核对性充放电试验，放电电流20A，结果如图1所示。
从图1可以看出，当蓄电池组在线监测维护系统没有轻度硫酸盐化蓄电池激活功能时，从蓄电池组的核对性充放电试验结果可以看出第93节蓄电池在蓄电池组放电7小时23分后，单体电压达到放电最低值1.8V，蓄电池组停止放电，蓄电池组未达到8小时的放电目标，蓄电池组容量不合格。
从图2可以看出，当蓄电池组在线监测维护系统具备轻度硫酸盐化蓄电池激活功能后，从蓄电池组的核对性充放电试验结果可以看出第93节蓄电池在蓄电池组放电8小时36分后，单体电压为1.839V，第38节蓄电池单体电压达到放电最低值1.8V，蓄电池组停止放电，蓄电池组达到了8小时的放电目标，蓄电池组容量合格。
5 结论
（1）一定频率的小电流充放电法与传统的除硫法相比，具有充电电量少，免人工维护等优点，能更有效地消除硫化。
（2）根据本实验的结果可以看出，用一定频率的小电流充放电法进行阀控铅酸蓄电池激活，具有防止硫化的作用，并能因此延长铅酸蓄电池的循环寿命的作用。
参考文献：
[1]上海煤矿机械研究所.国外快速充电资料选编[M].上海：上海科学技术文献出版社，1979.40-52.
[2]王秋虹，李龙，金莉萍.脉冲充电对铅酸蓄电池硫酸盐化的影响[J].电源技术，2002,26(5)：336-338.
论文作者:崇信民,周明星,刘岩,马超,垚 冯,马天,邓梅
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
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