摘要：本文详细分析了变电站蓄电池运行中存在的问题及原因，重点介绍了蓄电池运行维护中的关键技术，希望能通过深入研究提高蓄电池的使用质量、延长使用时间，进而确保变电站安全高效的运行。
关键词：变电站；蓄电池运行维护；问题及原因；关键技术
蓄电池是变电站正常运行中不可或缺的重要设备，可通过一系列化学反应将化学能转化为电能，以此为变电站中的其他设备提供动力能源，因此，加强蓄电池的运行维护具有十分重要的现实价值与参考价值。由于蓄电池工作过程涉及多个领域的专业知识，易受外界因素影响，经常出现安全问题。我国在这方面的研究尚处于起步阶段，还需积极探索实践，通过科学有效的运行维护技术确保其良好运行，进而为电力系统运行的稳定性与可靠性奠定坚实基础。
1.绪论
1.1变电站蓄电池的特点与原理
蓄电池是变电站直流系统的重要组成部分，不同类型蓄电池的特点与工作原理不同，其中，阀控式密封铅酸蓄电池应用最为广泛，下文对其进行了简要论述。此电池正常运行时处于浮充供电备用状态，当交流电系统无法维持现有状态时迅速提供能量，避免造成不必要的经济损失，可为电力系统的安全运行提供有力保障。阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理与一般蓄电池的工作原理类似，都是通过氧化还原反应进行供电，放电时正极还原、负极氧化，充电时正极氧化、负极还原，利用电解质溶液的电子传递作用实现重复利用，经济效益良好。这种蓄电池的充放电过程，水分与其他化学物质不易损失，因此可做成密封结构，一定程度上增大了运行维护难度。
1.2蓄电池的运行要求及温度影响
为了确保蓄电池安全稳定的运行，工作人员应全面了解其该设备的运行要求，以免发生安全事故。首先，将蓄电池组的运行方式设置为浮充方式，并将浮充电压值控制在合理范围。其次，实时监控蓄电池的端电压、浮充电流等参数，做到及时发现问题及时解决。最后，进行科学的温度控制，温度对蓄电池的运行效率影响极大，若长时间在较高温度下使用，放电容量会逐渐增加，随着时间推移，放电质量下降，使用寿命也会缩短。如果运行温度过低，蓄电池容量会随温度呈正比例下降。实践证明，25℃是蓄电池的最佳运行温度，温度浮动最好不超过10℃。为了消除温度变化带来的消极影响，可采取温度补偿措施，例如降低浮充电压。
1.3蓄电池的检测方法
合理可行的检测方法可实时掌握蓄电池的性能情况，有利于及时发现运行中存在的安全隐患，从而为变电站电力系统的正常运行保驾护航。现阶段，应用较多的蓄电池检测方法主要包括图一中所列的三种。（1）放电法。这种方法需将蓄电池组从整个系统中分离出来，在某一频率下对负荷进行放电，定时测量单个蓄电池的电压变化，最后根据测量数据计算出蓄电池组容量。放电法虽然能准确确定所需参数，但对电池的损害较大，不易操作，而且浪费现象严重。（2）蓄电池电压巡检。此方法可在放电情况下检测每只蓄电池的端电压，判断出端电压下降最迅速的一只，测量容量，将其视为该组阀控密封式蓄电池的平均容量。这种方法虽然操作简便，但误差较大，不能很好的表示全部蓄电池的容量，还需加以改进。（3）测量蓄电池内阻。很多故障问题的直观表现都是内阻的增大或减小，因此准确测量内阻具有重要意义。根据最基本的物理公式，可分别测量交流电压与交流电流，其比值即为内阻。工作人员需将同一蓄电池组的内阻进行纵向对比，以此作为判断其运行状态的基础与前提，如果测量得到的内阻值与标准值差距过大，则需采取有效措施调整蓄电池的健康状态，以免酿成严重的安全事故。
图一：蓄电池的检测方法
2.变电站蓄电池运行维护关键技术难点
2.1蓄电池热失控难以监测和预警
在变电站蓄电池运行过程中，热失控往往会导致蓄电池温度急剧升高，从而诱发起火和爆炸等危险事故，其不仅会对蓄电池造成损坏，而且还会引发直流系统瘫痪。虽然这种现象的发生率比较低，但是一旦发生，将会造成无法弥补的经济损失，借助常规蓄电池放电试验无法对蓄电池热失控现象给予准确的监测。
2.2 蓄电池脱离母线状态难以准确监测和预警
变电站蓄电池在在实际运行阶段，直流电源设备经常会出现如下问题：（1）少数变电站直流电源系统所采用的隔离开关缺少必要的辅助接点；（2）直流电源系统隔离开关运行状态不清晰，而且蓄电池组会出现脱离直流母线的问题；（3）虽然有些变电站具有辅助接点，但是缺乏与之相匹配的监测系统与报警系统，从而导致故障不能及时、准确的发现；（4）无法对蓄电池的运行状态给予准确的掌握，加之蓄电池浮充电过程中所采用的电流比较小，因此增加了蓄电池运行状态监测的难度，极易诱发蓄电池脱离母线风险。
2.3充电装置特性参数无法准确测量
通常情况下，阀控式密封铅酸蓄电池在运行过程中，对直流充电技术提出了非常高的要求，一旦直流充电机的电流、电压和纹波系数超标，将会引发蓄电池热失控与干涸现象，致使蓄电池组容量急剧下降，从而导致蓄电池损坏，降低蓄电池组的使用寿命。如果选择常规试验方法来进行直流充电机监测时，将会发生负载电流难以设定、电压调节复杂等问题，并且负载箱和固定式调压器等监测设备具有质量大、体积大的缺陷，缺乏一定的灵活性，从而导致充电装置特性参数无法准确测量。
3.变电站蓄电池运行中存在的问题及原因
3.1蓄电池开路
蓄电池开路是降低电力系统运行质量的重要问题，影响了系统运行的安全性与可靠性。出现这一问题的明显特征是内阻增大，载放电能力下降，无法提供可靠的电力服务。导致蓄电池开路问题的原因包括三个方面。其一是电解质问题，长时间运行过程中，电解质溶液的成分与密度发生变化，无法保障充放电过程顺利进行，降低了电池的导电能力，使用寿命也显著降低。其二是活性物质问题，极板在硫酸的腐蚀下出现钝化与腐蚀，活性物质的导电能力下降。其三是连接问题，主要体现在蓄电池连接条、端柱及汇流排等方面。人为操作失误、蓄电池老化腐蚀及损坏等因素都可能导致连接故障，最终导致开路问题。为了降低蓄电池开路问题带来的损失，需观测内阻的微量变化，对内阻进行趋势管理，同时定期检查电池单体间的连接状态。
3.2蓄电池失效
蓄电池属于电化学体系，具有复杂性特点，诸多因素都可能导致该设备失效，工作人员需加大研究力度，明确失效原因，从而采取科学的措施加以避免。首先，结构因素。极板腐蚀速度加快，尤其是在充电过程中，负极产生水，正极产生氢离子，降低了电解质酸度。放电过程中，溶液酸碱度增加，会生成可溶性铅颗粒，附着在极板上很容易造成短路。而且充放电过程中还会产生气体，带走了一部分水汽，进而加快了正极栅的腐蚀速率。其次，工艺质量因素。原材料质量与生产工艺不过关，极板容易断裂腐蚀，蓄电池壳体渗漏风险增大，导致蓄电池失效问题频繁发生。最后，使用环境因素。充放电过程产生的气体不可能完全被吸收，多余的气体会增大内部压力，为了避免爆炸等安全事故，需定期开启安全阀放气，此时部分酸雾也会溢出，相当于降低了电解质溶液浓度，增大了蓄电池失效可能性。为了解决这一问题，需选用更加先进的充电机，提高稳压与限流精度。
3.3电压异常或容量迅速降低
稳定的电压可为变电站电力系统提供持续可靠的能量，但如果电压异常，变电站与整个电力系统都会瘫痪。蓄电池充放电时间一定，一旦超过规定时间便会影响蓄电池的工作稳定性，导致电压异常。另外，极板腐蚀、电解液浓度过高、极板硫化等因素也会导致蓄电池异常运行，降低了电力系统的经济效益与社会效益。容量迅速降低也是蓄电池运行中经常出现的问题，导致原因可能是局部短路、腐蚀硫化等，如果出现这一现象，应立即停止设备运行，尽快开展维修工作。
3.4蓄电池热失控
蓄电池热失控可简单理解为温度过高，不仅无法为变电站其他设备的正常运行提供能源，还可能导致火灾、爆炸等危险事故，威胁人们的生命财产安全。传统的蓄电池放电试验无法很好的检测热失控现象，只能根据以往经验进行管控。过度充电是导致该问题的主要原因，需严格控制充电时间，饱和后立即停止。另外，工作人员还需关注环境温度，将蓄电池放置在远离火源的阴凉位置，同时采取一定的降温措施，从而将热失控风险控制在最低水平。
4.提高变电站蓄电池运行维护效率的对策
4.1蓄电池的充放电
蓄电池的充放电是运行维护工作的重点与难点，保证该过程的安全性与高效性十分关键。总结来说，蓄电池充放电种类包括四种，第一类是核对性充放电，主要针对新安装的蓄电池组。放电过程中应避免电流过大，放电结束后立即开始充电，以此降低硫化问题带来的故障风险。充电方式为恒流充电，当蓄电池端电压上升至规定数值时自动改为恒压充电。第二类是恒压充电，同时开启充电倒计时装置，避免过度充电导致的安全问题。倒计时结束后进行浮充充电，并给予一定量的温度补偿。第三类是补充充电，作用是弥补浮充电流不正常波动造成的蓄电池容量亏损，保证整个系统处于良好的运行状态。第四类是事故放电和自动充电，当电力系统出现较大故障时，蓄电池会通过事故放电为电网的正常运行提供负荷。当交流电源恢复运行时，蓄电池会自动充电，直至恢复到原有容量。
4.2日常维护管理
合理有效的日常维护管理能明显降低蓄电池故障问题的发生几率，需加强重视，投入足够的人力与物力实施该项工作。首先，综合考虑方方面面的影响因素，制定详细全面的日常维护管理计划，避免遗漏。其次，所有工作人员都需严格遵循相关标准与流程进行运维，检查蓄电池的浮充状态是否正常，监测各项参数是否合理，一旦发现安全问题及时上报处理。连接处的可靠性也是检查重点，不得忽略。
4.3其他注意事项
蓄电池运行维护过程中还需注意以下几点。一是避免蓄电池长时间搁置，不得超过三个月无人充电。另外，如果全浮充运行满三个月，也应进行充电操作。二是定期检查易出现安全问题的项目，包括蓄电池端电压、连接阀、渗漏现象、壳体变形等。三是降低充电机的纹波系数，以此降低环境温度带来的不良影响。四是建设预警系统，通过在线检测等手段及时处理安全问题。
5.总结
综上所述，蓄电池运行维护在变电站管理中占有举足轻重的地位，直接影响着电力系统的运行质量与效率，需予以重视，明确运维关键技术的难点所在，有针对性的实现技术升级，从而为变电站的可持续发展注入源源不断的动力。
参考文献：
[1]黄正丹，彭云志，彭佳等.变电站蓄电池常见故障原因分析及防范措施[J].科技创业月刊，2016，29（16）：125-126.
[2]李巧华.变电站蓄电池的运行与维护[J].建筑工程技术与设计，2017，（25）：1980-1980.
论文作者:王惠芳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/13
标签：蓄电池论文; 变电站论文; 内阻论文; 温度论文; 极板论文; 运行维护论文; 端电压论文; 《基层建设》2018年第21期论文;