摘要：直流系统作为变电系统的核心，在我国电力的稳定高效供给过程中发挥了极其重要的作用。在变电系统中，直流系统主要的作用有为变电系统二次回路中的继电保护系统及相关的照明设备提供电力能源，而作为直流系统能源提供核心的蓄电池，更是在这一过程中有着不可或缺的作用。蓄电池为变电站二次系统的正常运转提供着能源保障，因此对变电站蓄电池运行过程中的常见故障进行排查分析并找出处理措施以保障蓄电池能源提供稳定性是十分必要的。
关键词：变电站；直流系统；蓄电池；运行故障；处理措施
结合当前我国变电站蓄电池使用情况可知，使用最为广泛的是无需加水予以维护的阀控式密封铅酸蓄电池，其由于独特的免维护特征而备受当代变电站的欢迎。但正是由于其免维修的这一特性，导致使用这一类型蓄电池的变电站对阀控式密封铅酸蓄电池的维护与检修采取了忽视的态度，由此也就不可避免的导致了蓄电池容量不足或是失效现象的发生。因此对蓄电池故障原因进行分析并找出相应的处理措施这一工作刻不容缓。
一、我国变电站蓄电池运行维护现状
就当前我国变电站蓄电池的使用状况来说，500kV的变电站主要配置的是500-600Ah的蓄电池，220kV的变电站主要配置的是200 ～300Ah的蓄电池，而110kV的变电站主要配置的是200Ah及以下的蓄电池，且前者一般配置两组而后者配置一组。但就维护状况来说，我国多数变电站并未引进专业的仪表仪器对蓄电池的各项数据予以实时检测与调试，即使是对蓄电池的容量进行了测试的单位也大多应用的是传统的大电阻放电的检测方式，这一方式的采用不仅操作步骤十分繁琐，而且测试准确性程度及测试效率极低。而就蓄电池的测验周期来说，大部分变电站由于电池数量的增多及测验重视程度不足而往往未对蓄电池进行符合周期规定的测验。此外就蓄电池的检测内容来说，当前的检测工作依然停留在对通过电压测量对蓄电池的容量进行测试的阶段，而并未意识到蓄电池组端的电压与容量并没有十分直接的关联性这一客观事实，由此导致对蓄电池容量测验结果不准确等问题的出现，从而也就无法及时地对蓄电池内部的故障及隐患予以发现和解决。
二、蓄电池运行常见故障及原因分析
（一）蓄电池运行常见故障
当蓄电池处于故障或失效状态时，往往由于所存在故障原因的不同而表现出来不同的故障现象，但是为了对这些故障进行更好的分析，本文将失效的蓄电池分为如下三种：
其一是，蓄电池在进行放电工作时容量无法达到标准容量，这一现象既有可能是在蓄电池工作过程中后期出现的，也有可能是蓄电池从购买起就有的，简要的来说解决方法有对蓄电池进行容量测试。
其二是，蓄电池在工作过程中完全没有容量输出。具体表现为在变电系统运行的过程中，出现变电站内直流电流供应消失突然消失的情况，其可能造成整个系统的短路及故障，后果十分严重。
其三是，蓄电池在使用过程中由于使用不当而长期处于浮充状态，从而导致蓄电池的散热性能处于不稳定状态，最终由于热失控导致蓄电池的短路现象发生。
（二）蓄电池出现故障的原因分析
以对变电设备和蓄电池多年分析的经验为基础，本文总结出引发蓄电池出现失效现象的原因主要是日常运用和维护不当造成的，其中一些问题完全可以通过人工改进予以避免，详细地来说包括以下几方面的原因：
（1）蓄电池酸盐化。这一问题出现的原因主要有蓄电池长期充电不足、使用后补充电不足、充电后长期搁置不用等。这些现象的存在导致蓄电池的负极形成一种叫做硫酸铅的物质，这种物质一旦形成就不会溶解，而其数量过多时会直接导致蓄电池的容量不足乃至开路现象。
（2）蓄电池失水。蓄电池失水是导致其失效的常见原因和主要原因，引起蓄电池失水的主要原因有：蓄电池气体化合效率低、电池壳体渗水、自放电等。此外蓄电池充电过程中电流过大或电压过高等现象也会加快电池内水分的流失。且失水较少的蓄电池呈现出容量较低的现象，而当蓄电池的失水量高于总体水量的15%时，蓄电池就会完全处于无效状态。
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（3）蓄电池板栅的腐蚀变形。在阀控铅酸蓄电池当中，正极和负极的板栅厚度存在着一定的区别，这是由于在对蓄电池进行充电的过程中，正极板栅会受到一定的腐蚀，因此在设计时往往会使得正极板栅更厚。而正极板栅经过腐蚀后逐渐出现的氧化和变形状态，会导致电池容量的缩小甚至失效。
（4）蓄电池活性物质软化。随着蓄电池使用次数的增多，其中的活性物质逐渐由Or.型向B型转化，而后者的晶粒相对较少，结构也更弱，因此在电池使用过程中极易出现软化脱落的状况，继而导致电池失效。
三、变电站蓄电池常见故障的处理措施
（一）设备选型及配置合理
虽然上文论述的大部分问题都是由于蓄电池在使用过程中操作不当造成的，但是为了使得变电站的蓄电池使用期限更长，本文认为最为首要的方法就是在对蓄电池进行选型和配置的过程中应当充分谨慎考虑。其一，在进行蓄电池选型时，应当充分考虑变电站的直流负荷情况，并以此为基础选择蓄电池的容量和配置，其中较为合适的是 8～10 h 的放电率。此外，在进行蓄电池选型和配置的过程中，切忌将出产厂家或容量不同的两组电池放在一起使用，以免造成不相容的现象。最后，最好选用带有智能监测和管理功能的蓄电池，以便工作人员能够实时了解蓄电池的工作情况，及时对相应的数据进行分析，减少故障的出现几率。
（二）投入使用前注意事项
在对电池进行选型配置处理后，在其投入使用前使用者也应当予以充分注意。首先是对于新的蓄电池或者是长时间未用的蓄电池，应当对其参数进行重新设置，其中包括均充和浮充电压、交流过压值、充电限流值等，这些参数的设置一定要严格按照使用说明书的规定进行，存在问题的地方应及时与厂家进行沟通协调。另外是如果蓄电池闲置时间多余三个月，在予以使用之前，一定要对其进行补充电操作，一般应当按照单体电池2.23～2．27 V／只充电，且最大电流不超过
0.25 C10 A，充电至电流稳定 3～6 小时不变。
（三）充分监察日常工作项目
除了做好使用准备工作之外，在蓄电池投入使用的过程中对其各项指标进行监察分析对于减少故障的出现也具有重要意义。这些日常项目主要包括环境温度、浮充电流、容量等，具体来说如下：首先是工作人员应当充分关注蓄电池运行环境内的温度，这是由于温度对蓄电池的容量及内阻等指标都有十分大的影响，虽然蓄电池一般带有温度补偿功能，但一旦温度变化超出限度，则会对蓄电池的使用寿命产生极大地不良影响，因此工作人员应当每日对蓄电池所处环境温度予以测量记录，保障其温度处于22～25℃的温度区间之内，以延长蓄电池的使用寿命。此外，工作人员还应当每天对蓄电池的浮充电流进行检测并予以记录，以确保在浮充电流发生变化时及时找出原因并予以处理。针对上文提到的由于活化物质软化而出现的失效现象，本文认为蓄电池工作人员应当定期对蓄电池进行活化物质活化操作，以恢复电池容量。此外，在蓄电池的使用期间，应当以周或者更短的时间为间隔对蓄电池的接线螺栓进行检测，测试其是否存在发热现象或松动现象，对腐蚀污染的螺栓应予以及时的清洁处理，避免由于螺栓变形脱落影响电池状态。
结束语
总的来说，通过对蓄电池运行状态及各项指数的研究，本文认为变电站蓄电池常见的几种故障都是能够通过一定的方式予以避免的。因此在变电站对蓄电池进行使用的过程中应当对这些故障出现的原因予以充分关注，并提高对蓄电池的使用维护操作的科学性，达到降低蓄电池故障率的目的。
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论文作者:王琳,李美超
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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