阀控式铅酸蓄电池维护方法分析

阀控式铅酸蓄电池维护方法分析

肖兴全

肖兴全

华电新疆发电有限公司红雁池电厂，新疆乌鲁木齐830047

【摘要】针对阀控式铅酸蓄电池的使用情况，介绍几种维护方法，并进行可行性探讨。

【关键词】蓄电池维护

1前言

发电厂、变电站的直流系统是继电保护、自动装置和断路器正确动作的基本保证，其稳定运行对防止系统破坏性事故扩大和设备严重损坏至为重要。以前，应用较为普遍的有镉镍蓄电池和铅酸蓄电池两种,但这两种蓄电池存在维护工作量大，不利于安全运行。阀控密封式铅酸蓄电池是本世纪末发展起来的升级换代产品，具有体积小、重量轻、自放电小、寿命长、使用方便、安全可靠等优点，目前已广泛应用于电力系统。阀控式铅酸蓄电池采用阀控式密封结构，不需要加酸、加水维护，因此对这类蓄电池维护方法和手段不同于传统的铅酸蓄电池。本文总结了电力用阀控密封式铅酸蓄电池几种维护方法，以供大家参考。

2电力用阀控密封式铅酸蓄电池维护

免维护蓄电池不能认为是投入运行后就不需要人员来维护，只是相对其它蓄电池不需要加酸、加水，减少了维护量。运行中还是需要监视其运行状态的。我厂#2机就发生一次，由于电池寿命以到，在定期启动#2直流油泵时，直流油泵启动电流过大，蓄电池性能降低造成开路，使充电机过流跳闸，导致#2机直流电源全部消失的事故。所幸是当时#2机设备没有故障，否则严重将导致系统瓦解。恢复充电机运行后，对该蓄电池拆除换新，将原电池拆除后发现该电池首先重量变轻，撬击电池本体，声音沉闷，推断该电池电解液严重不足，测量电池电压无，电阻无穷大。调出该电池的记录发现最后一次测试中，该电池电压较低，直阻偏大，下面就蓄电池的维护方法进行探讨。

2.1充电电压的整定

阀控密封式铅酸蓄电池一般采用恒压限流充电法，对充电电压要求较严格，如果电压过高，会使电池过充而失水，从而造成电池永久性失效；如果电压过低会使其电池充电不足，从而减低电池容量和缩短电池使用寿命，从而充电电压的设定至关重要。

充电电压的整定要考虑以下几个因素：（1）直流系统允许的运行电压。220V直流电源系统要求直流母线到负载线路上的压降损耗，充电器正常直流输出的整定电压为230V，允许有1—2V波动。（2）蓄电池单体充电电压。电力用阀控密封式铅酸蓄电池单体额定电压为2V，在环境温度25℃时，阀控密封式铅酸蓄电池电池的要求单体电池浮充电压为2.25±0.02V，单体电池充电压为2.35±0.02V。（3）蓄电池的个数。由于蓄电池组长期在充电器和直流母线上浮充运行，因而充电电压的整定跟电池组蓄电池数量有很大关系，常用电池组充电电压（环境温度25℃）如表1所示。从表1看出有些蓄电池组需要的充电电压超过了母线上限报警电压（242V），这将不利于设备正常运行。蓄电池组的电池个数多，要满足蓄电池组充电电压，势必要抬高充电器输出电压，对整个直流系统不利；若按直线母线运行条件整定，充电电压偏低造成电池欠充，影响蓄电池寿命。

基于上述原因，建议选择103只电池的蓄电池组比较合适，它比102只电池的蓄电池组多一个备用电池，且充电电压接近直流系统运行电压。其浮充电压整定为231V，为了不超过母线报警电压，均充电压整定为239V。

2.2环境温度对充电电压的影响

阀控密封式铅酸蓄电池的运行电压对环境比较敏感，温度每升高10℃，若不调整浮充、均充电压，其电池使用寿命将缩短一半。我厂网控蓄电池就出现过一次，冬天由于暖气较热，正好碰在过年期间，无人巡视，造成蓄电池室温度达到35℃以上，结果有个别蓄电池漏液，只有进行更换。最后我们采取措施将暖片减少，并增加温湿度仪，以保证蓄电池的室温。温度一般厂家资料要求环境温度控制在25℃左右，电力用阀控密封式铅酸蓄电池蓄电池由于个数多、体积较大，基本上放在专门的蓄电池室内，有的电池是敞开放置，有的是装在特制的电池屏内，蓄电池室有通风设施但一般没有控温设备，因此蓄电池受环境温度影响大。

目前我厂的充电机不具备自动温度补偿功能，只能靠人工调节浮充电压，如果严格按照厂家的要求根据温度系数调整充电电压，有些地方难以达到要求，维护人员操作起来不方便，而且使直流母线上电压经常变动不稳定，对设备运行不利。综合这些因素，建议环境温度在5℃～35℃，单体电池浮充电压按2.25V整定；环境温度35℃～50℃，单体电池浮充电压按2.22V整定；5℃以下浮充电压按2.3V整定。

2.3阀控密封式铅酸蓄电池电池的检测

（1）定期对阀控密封式铅酸蓄电池进行检测，可以判定电池运行状况是否满足直流电源使用要求，检测过程在电池浮充下进行，不影响蓄电池正常运行，测量蓄电池组浮充状态的端电压和单体电压，是蓄电池维护一种常用手段。当蓄电池在浮充状态时，用万用表的DC电压档进行测量，要求单体电压2.25±0.03V之间（环境温度25℃左右）。运行状态良好的蓄电池呈现的单体电池浮充电压是均匀的，新出厂的电池在浮充电压下电压值一致性较差，一般浮充运行3～6个月，个单体电压电池的浮充电压将趋于均匀。此方法简单方便，可做为变电站运行人员日常设备维护使用，但它只能粗略检查蓄电池运行状况，不能反映蓄电池的真实情况。

（2）测量蓄电池内阻

阀控密封式铅酸蓄电池是全封闭结构，内部有何变化是看不出来的，如蓄电池内部故障、内部构造不良及连接处故障，在浮充状态是检测不出来的，通过检测蓄电池内阻可以发现上述问题，它是判断电池质量好坏的一个有效手段。测量内阻，最好选用专用的蓄电池内阻测试仪，定期测试，做好记录，发现有电池内阻发生变化，应跟踪该电池，如变化超过20%时，应及时更换。蓄电池的内阻随使用时间的变长，而逐渐增大，增大到多少电池寿命到头，本人一直在做观察研究。

2.4阀控密封式铅酸蓄电池的充放电维护

对于长期浮充运行的阀控蓄电池电池，除了严格控制充电方式和充电电压外，还需采取一些必要维护手段。过去有人认为阀控电池是免维护电池，因此在使用过程中也就不需要维护，可以听之任之，实际上这是对阀控电池的误解，其免维护主要指不加水和调节电解液密度的维护操作。加强对蓄电池进行定期的充放电维护，可防止蓄电池故障发生、延长电池的使用寿命。

（1）蓄电池组50%容量放电检查

检测蓄电池浮充电压和内阻是检验蓄电池性能良好的有效手段，不是最根本的手段，尤其是一些仪器发现不了的隐患，比如：蓄电池内部微短路、安全阀和外壳存在的问题等。用这种检查方法即可以快速查找到有问题的蓄电池，同时又起到“治疗性”充放电维护作用，激活极板上的活性物质，延长蓄电池的寿命。建议这种检查至少每年做一次，根据现场情况可采取有两种方案：

方案一

将蓄电池组从直流母线上断开，蓄电池外接负载，在其回路中串接一个直流电流表，由蓄电池直接对负载放电，按10小时率制放电，即放电电流设置为0.1C10A，放电5个小时，放蓄电池容量的50%。测量此时每个蓄电池的端电压。可对照表2电池放出不同容量的标准电压值，如果发现有某只电池的端电压低于标准电压0.1V以上，将视为不合格电池，需立即更换修理。测量完毕，立即恢复原系统接线，对蓄电池进行均衡放电，最大充电电流不大于0.25C10A，充电电量是放电量的110%～130%。

方案二

这种方案比较适用于只有一套蓄电池组，蓄电池无法退出直流系统。将厂用直流润滑油泵开启，通过直流电流表观察其放电电流，放出总容量的50%后，测量此时每个蓄电池的端电压，对照表2如果发现某只电池的端电压低于标准0.1V以上，将视为不合格电池，需立即更换修理。测量完毕，立即对蓄电池进行均衡充电，最大充电电流不大于0.25C10A，充电量是放电量的110%～130%。

（2）蓄电池容量检查

容量检查就是检查蓄电池的实际容量，以确定电池能否满足直流电源系统的要求。由于电池放电深度、深度放电次数直接关系到蓄电池的寿命，而阀控密封式铅酸蓄电池电池严禁过放电，故每次放电最好不超过电池容量的80%，容量检查一般为新安装后四年一次为好。以后每年放到50%左右，检查电池电压是否合格，容量检查放电时间长，一般在大、小修中进行，放电时每小时测量一次电池的电压，通过计算电池放出容量，对照表2电池放出不同容量的标准电压值，可判断电池是否正常。在相应放电容量下，若其单体电池电压实测值等于或大于相应电压值，即电池容量正常。

电池放出容量计算；

电池组放电后，应立即转入均衡充电，充电采用恒压限流充电法，充电电流不大于0.25C10A，一般为0.1C10A充电，末期当电流降至0.006C10A以下，且3h不变，此时转入浮充电压进行浮充运行。

（3）正常运行中蓄电池的检查

维护正常浮充运行时，是不需要均衡充电，如发现出现以下情况应进行均衡充电：a.正常浮充时，蓄电池单体电压偏差超过0.1V。b.个别单体电池电压低于2.18V。c.长期达不到浮充要求，每半年进行一次。d.放电后24小时之内未及时充电。e.长期小电流深度放电。f.过流放电（电流大于规定20%）和过量放电（超过额定容量10%应立即进行均衡充）。g.蓄电池因单只容量不够需更换时，只能一次性全部更换，不能仅把性能指标不够的蓄电池单独更换下来，否则会因蓄电池的内阻不平衡而影响整组电池的发挥，缩短整组电池的使用寿命。

结束语

经过几年的实际运行，和翻阅大量的资料文献，本人逐渐摸索出免维护蓄电池及充电设备运行使用维护的一些经验，对出现的问题能够进行处理和解决，保证了直流设备的安全运行。同时根据实际取得的经验修编了蓄电池维护检规，使检修人员便于监护、维护好蓄电池，阀控密封式铅酸蓄电池目前正在发展中，无论在制造质量、使用质量还存在许多未被认识的东西；在制造方面、设计、工艺等的研究，改进还远远没有终结；在使用方面、使用知识、维护技术也有待深化与改进。它替换传统铅酸蓄电池在电力系统广泛使用只有短短几年时间，我们对它的认识还有许多不足之处，上面对这类蓄电池介绍的几种维护方法、手段，希望能为广大的电力用户提供帮助，以使这类新技术产品更好地服务于电力生产中。