贫液式阀控铅酸蓄电池在变电站中的运行维护

摘要:本文结合工作实践经验，主要就贫液式阀控铅酸蓄电池在变电站中的运行维护问题进行了研究。

关键词:阀控电池；变电站；运行维护

直流电源系统是变电站的要害设备。变电站的蓄电池组，在正常状态下为断路器提供合闸直流电源；发生故障时，当变电站用电中断的情况下，为继电保护及自动装置、断路器跳闸与合闸、载波通信及供电执行机构等提供直流电源。从近年来的运行情况看，由于蓄电池厂家生产工艺缺陷，运行操作及日常维护不当等原因，造成电池出现爬液、电极严重腐蚀、电液干涸、容量不达标等问题。因此，在定购时应严把质量关，配置各项技术指标符合电池长期浮充运行要求的充电装置，严格执行蓄电池组的运行维护规程。

一、贫液式阀控铅酸蓄电池简介

电力系统所用的固定式铅酸电池按电解液的多少，分为富液式和贫液式两种。

目前广泛使用的富液式电池有防酸隔爆式（GGF型，后改为GF型）和消氢密封式（GM型），还有一种防酸电池（GFD型）。

贫液式电池按其防止溢酸的原理，分为超细玻璃纤维吸附式和胶体固酸式两种。美、英、日和我国国内生产的大多为超细玻璃纤维吸附式；德国阳光、银杉和我国东北蓄电池厂生产的GFMD（t）型为胶体式。这些电池统称阀控式，或称免维护式，或称全密封式。贫液式电池实际上是一种改进型铅酸电池，它有效消除了电解液的流动性和可溢性，正常运行中没有酸雾逸出（过充电时，安全阀开启，也有酸雾逸出）。

无论富液式还是贫液式电池，本质上都是铅酸电池。铅酸蓄电池正极板的活性物质为PbO2，负极板的活性物质为海绵状铅Pb，电解液为稀硫酸，电解液的密度在25℃时为1.215±0.005。在放电和充电过程中，正、负极板上的活性物质和电解液都要起变化。

二、贫液式阀控铅酸蓄电池的运行管理

（一）蓄电池组的运行方式及监视

1、贫液式阀控蓄电池组在正常运行中以浮充电方式运行。

2、浮充电运行的蓄电池组，一般宜采用恒压方式进行浮充电；如必须采用恒流方式，也应严格控制单体电池电压，防止蓄电池因充电电压过高或过低而损坏。

3、单体电池浮充电压的上、下限，必须严格遵守《使用维护说明书》的有关规定。其单体电池的电压应严格控制在以下范围内：

2V阀控式密封铅酸蓄电池GFM、GFMD系列：2.23～2.28（V），蓄电池组浮充电压值可设置为2.25V×N（N为电池个数）。12V阀控式密封铅酸蓄电池：13.5～13.8（V），蓄电池组浮充电压值可设置为13.5V×N（N为电池个数）。

4、在运行中主要监视蓄电池组的端电压值、浮充电流值、每只蓄电池的电压值、蓄电池组及直流母线的对地电阻和绝缘状态。

（二）蓄电池组的充放电制度

1、恒流限压充电

采用I10（I10为蓄电池1h率放电电流）电流进行恒流充电，当蓄电池组端电压电压上升到（2.30～2.35）V×N限压值时，自动或手动转为恒压充电。

2、恒压充电

在（2.30～2.35）V×N的恒压充电下，I10充电电流逐渐减小，当充电电流减小至0.1I10电流时，充电装置的倒计时开始起动，当整定的倒计时结束时，充电装置将自动或手动地转为正常的浮充电运行，浮充电压宜控制为（2.23～2.28）V×N。

3、补充充电

为了弥补运行中因浮充电流调整不当造成欠充，补偿不了阀控蓄电池自放电和爬电漏电所造成蓄电池容量的亏损，根据需要设定时间（一般为3个月）充电装置将自动或手动进行一次恒流限压充电恒压充电浮充电过程，使蓄电池组随时具有满容量，确保运行安全可靠。

三、贫液式阀控铅酸蓄电池的运行维护

（一）蓄电池组的巡视检查项目及周期

1、有人值守的变电站每半月对全部蓄电池的单体端电压测记一次。无人值守的变电站每月至少进行一次全面测记。

2、检查各连接点的连接片有无松动及腐蚀，蓄电池壳体表面有无渗液、变形，蓄电池极柱是否有生盐现象、安全阀是否有酸雾逸出，蓄电池温度是否正常。坚持每日一次。

3、备用蓄电池，每3个月补充充电一次。

4、浮充电压值的环境温度以25℃为准，每降低1℃，单体蓄电池浮充电压3～5mV。

（二）蓄电池组的核对性放电

1、核对性放电的目的：（1）防止极板上活性物质板结、钝化，影响容量；（2）核对蓄电池组的容量。

2、新安装的阀控式蓄电池组或大修中更换后的电池组，虽然已在生产厂内进行了初充电，但应进行全核对性放电，以后每隔3年进行一次核对性放电试验，运行了6年以后的阀控式蓄电池，应每年做一次核对性放电试验。

3、阀控蓄电池在作放电容量试验前，应进行补充充电。放电电流为I10，必须注意电流恒定，放电终止电压为1.8V。当一个单体电压达到1.8V时，停止放电，测量该电池温度，计量容量，且换算至25℃时的标准容量，应达到额定容量的100%以上。空载时单体电池电压差不超过0.03V。

4、变电站中只有一组电池，不能退出运行、也不能作全核对性放电、只能用I10电流恒流放出额定容量的50％，在放电过程中，蓄电池组端电压不得低于2V×N。放电后应立即用I10电流进行恒流限压充电恒压充电浮充电过程，反复放充2～3次，蓄电池组容量可得到恢复。

5、变电站中具有两组阀控蓄电池，可先对一组电池进行全核对性放电，用I10电流恒流放电，当蓄电池组端电压下降到1.8V×N时，停止放电，隔1～2h后，再用I10电流进行恒流限压充电恒压充电浮充电过程。反复2～3次，蓄电池存在的问题也能找出和处理，蓄电池组容量也能得到恢复。

6、经过核对性放充电，蓄电池组容量均达不到额定容量的80％以上，可认为该组阀控蓄电池不合格，应给予更换。

（三）蓄电池组的均衡充电

1、均衡充电可保证电池有足够的容量，对阀控式电池均衡充电一般不宜定期进行，设置均衡充电时间为3个月。但对贫液式全密封电池应尽量少均充，过多的均充会造成电池水分损失，对阀控电池有害。

2、阀控蓄电池一般按厂家说明书执行。若蓄电池在浮充运行中出现端电压异常，如2V蓄电池组端电压和平均值相差大于50mV，12V蓄电池组端电压和平均值相差大于300mV，如果12V电池组出现两只以上，2V电池组出现三只以上，应进行一次均衡充电。

3、阀控蓄电池推荐使用恒压限流法，充电电压严格控制在2.35V×N（N为电池个数），充电电压严禁超过2.4V×N（N为电池个数），均、浮充转换电流设置为0.1I10。

（四）阀控蓄电池在运行中电压偏差值及放电终止电压的标准

阀控密封铅酸蓄电池 标称电压（V）

测量时，如发现大部分蓄电池电压过高或过低，应及时调整蓄电池组浮充电压至规定值。如发现个别蓄电池异常，要及时汇报和处理。

（五）不同类型充电装置的运行控制值

充电装置名称 稳流精度

％ 稳压精度

％ 纹波因数

％ 效率％ 噪声

dB（A） 均流不

平衡度％

磁放大型充电装置 ≤±5 ≤±2 ≤2 ≥70 ≤60

相控型充电装置 ≤±2 ≤±1 ≤1 ≥80 ≤55

高频开关电源型

充电装置 ≤±1 ≤±0.5 ≤0.5 ≥90 ≤55 ≤±5

四、贫液式阀控铅酸蓄电池输出保险的配置

对于贫液式阀控蓄电池应按下式计算：

I1＝5.5 I10（A）

式中：I1为蓄电池1h率放电电流；I1＝0.55 C10；I10为蓄电池10h率放电电流；I10＝0.1 C10；C10为蓄电池10h率放电容量。

五、贫液式阀控铅酸蓄电池的故障及处理

（一）阀控蓄电池壳体异常。处理方法：减小充电电流，降低充电电压，检查安全阀是否堵死。

（二）运行中浮充电压正常，放电时电压很快下降到终止电压值。处理方法：及时更换蓄电池。

六、结语

直流电源系统是电力系统重要的组成部分，一旦出现故障将会带来严重的安全隐患，后果不堪设想。只有严把设备入网质量关，加强直流电源系统的运行维护管理，才能保证直流电源系统正常运行，才能确保电力系统安全运行。

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