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                  如何通過系統管理延長直流屏蓄電池使用壽命

                    發表時間:2019年04月29日  點擊數:7036 次

                    目前110kV、35kV等級的中低壓變電站內,配備蓄電池的設備主要是直流屏和通信裝置,F就直流屏備用蓄電池的使用壽命問題做一簡單探討。

                    一、站內直流系統對蓄電池的運行要求

                    蓄電池作為站內直流系統的備用電源,要求平時保持在一定的充電水平,以便在直流屏高頻開關電源或硅整流裝置交流失電,發生故障導致不能輸出直流電源時,能及時投入,從而不影響站內直流設備和直流回路的正常運行。因此,蓄電池本身性能應能滿足其容量、電壓在一定時間內(包括直流電源裝置檢修期間),維持在較高水平。只有這樣,才能保證站內直流系統的安全可靠運行。

                    二、蓄電池的運行現狀

                    隨著無人值守變電站的普及,變電站直流系統逐步采用免維護鉛酸蓄電池。部分變電站運行、檢修人員把“免維護”理解為“不維護”,站內蓄電池的實際運行情況往往不盡如人意。

                    以蒙陰縣公司所轄35kV泰山變電站和35kV高都變電站為例,兩站同時更換免維護鉛酸蓄電池,運行兩年期間,每年對電池只進行一次深度活化,蓄電池運行狀態多為浮充狀態,維護量確實很小,電池的各項參數符合規程要求。但到第三年,泰山變電站部分電池電壓開始降低,至第三年底,大多數電池電壓降低到標準值以下,個別電池降至8V以下。第四年初,蓄電池均充已不能轉為浮充電,其性能指標不能滿足運行要求,只得更換一組新的蓄電池。

                    高都變電站蓄電池也存在同樣的問題。泰山變電站和高都變電站的蓄電池的使用年限均在3年以內,遠遠達不到廠家設計的5年年限,直接縮短壽命40%。

                    三、導致蓄電池壽命縮短的原因分析

                    1.沿用廠家建議和習慣做法

                    由于是免維護蓄電池,且直流系統為自動控制充電模式,運行比較可靠,按廠家建議,每年只進行一次活化。由于前兩年運行狀況良好,隨即認可了對蓄電池的這種管理模式。由于電池潛在的問題,前兩年在運行中并未顯露出來,多年運行后,電池容量大幅度下降。

                    2.運行狀態的不同,電池老化的程度也不同

                    蒙陰縣公司所轄泰山、高都變電站為35kV變電站,處在末端,運行方式單一,操作機會極少,電池的放電量很低,幾乎得不到活化,容量降低很快;而110kV蒙陰變電站是樞紐變電站,運行方式多變,操作頻繁,電池經常放電,且放電量很大,活化頻率較高,容量易保持在較高水平。

                    3.對蓄電池性能缺乏了解,日常運行維護管理不當

                    按照直流系統反事故措施要求,浮充電運行的蓄電池組,除制造廠有特殊規定外,應采用恒壓方式進行浮充電。浮充電時,應嚴格控制單體電池的浮充電壓上、下限,防止蓄電池因充電電壓過高或過低而損壞,即避免長期過充電或欠充電。以現在普遍使用的閥控式密封鉛酸蓄電池為例,實踐證明,實際的浮充電壓與規定的浮充電壓相差5%時,其使用壽命將縮短一半。

                    蓄電池浮充電壓一般按U(25)=E+0.1設定(E為單體電池額定電壓),生產廠家有說明的,應按照說明要求進行設定。均充限流電流可按I=(0.1~0.125)C10(C10為蓄電池10小時率放電電流)進行設定,最大充電電流不能超過1.5C10。而在日常維護中往往忽略這個細節,不能根據不同型號、廠家的蓄電池對充電參數的具體要求不同區別對待,而是采用統一的均、浮充電參數,甚至隨意設置充電參數,最終導致了對蓄電池性能的破壞。

                    另外,還要防止過放電。過放電電壓的設定:以2V電池為例,閥控密封鉛酸蓄電池放電時限為10h,放電電壓為1.8~1.9V。

                    4.系統參數的改變,使蓄電池的充放電頻率和深度降低,加速了電池老化,進而大幅度降低容量

                    有的系統斷路器的操作機構均為電磁型,合閘電流大,且指示燈為大電流的燈泡,使蓄電池的放電電流增大,均充電次數多,可使電池經常得到活化,電池的容量始終保持在一個較高水平。隨著斷路器的操作機構逐步更換為彈簧儲能型,合閘電流很小,且指示燈也更換為小電流的節能型燈泡,使蓄電池的放電電流減小,幾乎沒有均充機會,只運行在浮充狀態,電池的活化頻率極低,電池的極板活性物質逐步固化,使電池的容量逐步降低,直至下降到標準值以下。

                    5.其他因素影響

                    蓄電池安裝不規范,存儲運輸中對蓄電池的損壞及蓄電池的工作環境溫度、通風狀況等不符合要求也會對蓄電池的性能及壽命造成不利影響。無人值守條件下監測系統不完善,也是造成縮短使用年限的一個重要原因。

                    這里重點分析環境溫度的影響。閥控密封鉛酸蓄電池由于結構原因(極板緊密裝配、貧液設計、完全密封)散熱不利,其充電電壓與溫度關系密切。具體說,閥控密封鉛酸蓄電池的充電電壓具有負溫度系數:-3mV/℃。即溫度每升高1℃,單個蓄電池充電電壓將下降3mV。否則,易造成熱失控(熱失控:充電時,蓄電池內部氣體復合本身就是放熱反應,使蓄電池內部溫度升高,如浮充電電壓不變,充電電流將增大,析氣量增大,促使溫度升得更高,而由于結構原因不易散熱,將造成熱失控。另外溫度過高,將導致極板活性物質脫落,極板變形和腐蝕,而使電池壽命變短。所以,一定要根據環境溫度的變化,對浮充電壓進行補償,還應有防高溫措施)。

                    四、相關對策

                    針對以上分析及現場調查統計發現,從用戶角度來說,造成蓄電池使用壽命縮短的主要原因還有以下幾點,針對這些因素,可采取相應的措施。

                    1.活化深度、周期固定。針對這一問題,可人為的縮短活化周期,例如由每年一次改為每季度、每月一次;改變活化深度,例如每月進行一次小容量放電(放電深度的30%),每季度進行一次中等容量放電(放電深度的50%),每年進行一次大容量放電(放電深度的100%,放電深度要嚴格掌握,防止將蓄電池放垮)。

                    2.運行狀態不同?蛇M行相關維護管理制度的完善,加大對電網末端變電站蓄電池的監測力度,增加巡視次數。在保養維護過程中,蓄電池組的性能差異,就好比木桶的短板效應,性能一致才是最有效的維護。人工巡視的方法相對來說比較落后,用戶也可通過安裝先進的蓄電池在線監測系統,實時監測其運行狀態,并通過遠動傳輸至監控中心。例如長開電子科技的ABMS系列,該產品有著在線管理、自動檢測的獨立管理系統,能幫助你更好地管理、維護蓄電池組。

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