摘要：近年来，变电站广泛使用的是阀控式密封铅酸蓄电池。阀控式密封铅酸蓄电池由于全密封，无须加水维护，因此也被称为“免维护”蓄电池。但正是由于“免维护”使得用户放松了对阀控铅酸蓄电池的日常维护和管理，使阀控铅酸蓄电池在实际使用中经常出现容量不足或者过早失效的现象。因此，加强蓄电池组的运行管理，提高其维护水平工作刻不容缓。
关键词：变电站；蓄电池；常见故障；应对措施
1变电站中蓄电池的作用
随着对变电站综合自动化和智能化要求的提升，越来越多的继保设备、通信设备、智能测控装置被“武装”至变电站。出于工作稳定性考虑，这些设备的部分功能须由直流电源来完成。在正常情况下，直流电源由直流屏的变流模块产生；故障情况下，直流电源则须依赖蓄电池输出。因此，蓄电池在变电站中主要作为事故后备而存在。
2蓄电池运行常见故障及原因
变电站蓄电池组运行过程中表现可能失效的现场浮充电压过高／过低、内阻偏大、轻度硫化、渗液爬液、壳体变形、失水等，而已经失效的电池经常表现为以下三种情况：第一，蓄电池组工作时容量达不到标称容量，严重的出现个别电池放电起始就达到下限。蓄电池组容量不足和问题完全可以通过容量测试或内阻在线测试等方法及时发现。第二，蓄电池组无容量输出，个别电池出现开路状态。变电站系统故障造成交流电源故障后，这时如果蓄电池组失效，变电站内保护直流消失，高频保护或电流差动保护可能误动，后果十分严重。第三，长期浮充状态下的蓄电池出现短路现象，出现短路现象的电池往往可能会产生热失控现象。根据众多的数据和现场经验分析，引起可能失效和已经失效的原因大多是平时维护不到位造成，一些早期失效的电池完全可以避免，分析电池失效的原因主要包括以下几种情况：第一，酸盐化。即当电池充放电环境(如浮充电压、充电时间)不符合要求时，电池负极会形成不溶于水的硫酸铅，其直接结果就是电池容量迅速下降。第二，失水。阀控式铅酸蓄电池基于电解液环境进行电能吸纳与释放，当由于各种原因导致壳体内电解液流失时，电池失效是必然的。第三，板栅的腐蚀和变形。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。第四，活性物质软化活性物质软化。随着电池“冲-放”循环的增多，内部晶型由Or.型向B型转化。B型晶粒结合力差，使活性物质软化脱落，导致电池失效。
3蓄电池加强维护的几点措施
3.1设备选型及配置
（1）蓄电池容量配置要合适。蓄电池容量选配关系到其在使用过程中是否会面对“过放电”的危险。在容量确定上，一方面要考虑变电站的经常性直流负荷，另一方面需兼顾事故照明、直流泵等负荷，同时还要做经济性分析。目前较科学的策略是以8~10h的放电率作为考量准则[4]。另外，绝不能将不同厂家和不同容量的电池合在一处使用。
（2）电设备配置的两组工作电源要分别来自两台站用变压器，而且变电站一般要配置一台发电机，防止站用交流失电时间过长造成蓄电池过放电。
（3）择高质量的具有实时监控和智能化管理功能的主充电设备模块。运行维护人员能通过监控器的实时数据随时了解直流系统工作状况，同时要有足够的备用模块，当主充电设备出现故障时，备用模块应能够自动投入使用，以保证蓄电池不因模块故障而造成过放电。
3.2投入使用前注意事项
（1）如果蓄电池搁置时间超过三个月，在投入使用前一定要进行补充电，一般规定为按单体电池(2V系列)2.23～2.27V／只充电，最大充电电流不超过0.25C10A，充电至电流稳定3～6h不变。
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（2）运行参数设置。对于蓄电池而言，浮充电压、均充电压、交流过压值、交流欠压值以及充电限流值等参数属于关键参数，在设置时一方面要根据说明书规定，另一方面须结合变电所实际。
3.3日常工作项目
（1）环境温度对蓄电池的放电容量、寿命、自放电、内阻等方面都有较大影响。虽然开关电源有温度补偿功能，但其灵敏度和调整幅度毕竟有限，因此环境温度极其重要。运行维护人员每天须检查蓄电池室环境温度并做记录，同时蓄电池室温应控制在22～25℃之间，这不仅可延长蓄电池的寿命，还能使蓄电池具有最佳的容量。此外，为成套充电电源的温度补偿功能而装设的温度感应探头也应定期检测其准确度。
（2）浮充电流是否正常可间接反映蓄电池状况。因此应每天检查蓄电池浮充电流是否在合格范围内并做记录，当发现存在突变状况时应查明原因并及时处理。
（3）每月应测一次电池单体电压及终端电压。如发现个别电池(2V系列)浮充电压低于2.18v／单体时，应对电池组进行人工转换均衡充电，充电方法为：25℃时2.30V／单体，需24h；或25℃时2.35V／单体，需12h，均充后若仍不能恢复正常的电池应尽快联系厂家处理。端电压是反映电池工作状况的重要参数，所以测量电池端电压不能只在浮充状态，还应在放电状态下进行。
（4）为保证电池有足够的容量，每年要进行一次容量恢复试验(即大充大放)，让电池内的活化物质活化，恢复电池的容量。
（5）为保证电池容量持续稳定，每年要作一次容量恢复试验，目的是让电池内的活化物质得到活化。另外，当蓄电池经历较深度放电后，应采用均衡方式对电池进行补充充电。
（6）电池运行期间，每星期须检查一次蓄电池的接线螺栓有无发热现象，每月须检查一次蓄电池的外观有无异常变形，每半年须检查一次连接导线、螺栓是否松动或腐蚀污染，松动的螺栓必须及时拧紧，腐蚀污染的接头应及时清洁处理。
（7）在蓄电池运行中，应注意将某一阶段的测试数据与原始数据进行比较，建立大数据分析体系。
4结语
变电站蓄电池在实际的运行过程中较为常见的故障现象主要是板栅的变形及腐蚀、失水、酸盐化及活性物质软化等，为了有效的减少或避免这类故障的出现，在变电站蓄电池的运行使用过程中，电力企业应通过科学合理的选择蓄电池、合理配置蓄电池容量及负荷、做好变电站蓄电池的巡视检查和运行维护以及落实变电站蓄电池的消防措施及合理设置运行参数等途径及措施提高变电站蓄电池使用的安全性，延长蓄电池的使用寿命，以确保电力安全可靠的供应。通过对电池故障原因的分析研究，证实蓄电池故障是有规律可循的，并通过一些切实有效的管理手段，可以大大提供蓄电池运行维护水平和大幅降低蓄电池运行故障。
参考文献
[1]变电站落后蓄电池状态修复的可行性分析[J].苏旭,熊云慷,杨静超,周莹,蒋黎黎,胡奥云,李圣,陈坤鑫,王国龙,杨永森.通讯世界.2018(09).
[2]蓄电池寿命评估技术研究[J].包蕊.东北电力技术.2015(04).
[3]变电站直流监测中常见问题分析[J].仲兆冬.科技创新与应用.2014(35).
[4]变电站直流系统接地故障查找与科学排除方法[J].李文辉.通讯世界.2015(21).
[5]对220kV变电站直流系统故障的研究[J].曹洋.山东工业技术.2019(02).
作者简介
甘龙（1988.5-），男，四川广安人，四川大学学士，工程师，单位：云南电网有限责任公司昆明供电局，研究方向：继电保护。
论文作者:甘龙,孙西,唐强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/7
标签：蓄电池论文; 变电站论文; 电池论文; 容量论文; 故障论文; 物质论文; 现象论文; 《电力设备》2019年第14期论文;