浅谈电力系统中阀控密封铅酸蓄电池的应用及维护
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1 前言
蓄电池是电力系统中直流供电系统的重要组成部分，为电力系统中二次系统负载提供安全、稳定、可靠的电力保障，确保保护设备、通信设备、自动装置在任何情况下都能可靠工作。因此，如何保证蓄电池组的稳定性和实际容量，是直流系统维护的重要工作。近年来，随着制作工艺和技术的不断成熟和完善，由于阀控铅酸蓄电池具有容量稳定、体积小、易于安装、放电特性好等优点，被广泛应用。我厂已在主控楼安装两套直流电源系统，第一套已安全运行6年，第二套已安全运行4年。但是近年来经过现场使用及对电池的失效成因分析发现：如果对阀控蓄电池完全不维护，阀控蓄电池会在寿命中期就会出现容量严重下降及渗液等不正常状态，甚至电池完全失效。因此，日常按时对蓄电池进行维护和检查是完全必要地。本文就本厂铅酸蓄电池的使用、维护等几个方面作一阐述。
2 影响蓄电池容量及寿命的几个因素
2.1 合理的充电管理制度
精确的充电制度是保证电池优秀性能和运行寿命的前提。一般讲蓄电池组运行充电方式有两种：一是浮充充电方式;二是均衡充电方式。
为延长蓄电池的使用寿命，对电池组使用中要定期或者必要时对蓄电池组进行均衡充电，并且定期开直流油泵对电池组放电。
杜绝不合理的充电管理制度导致电池组运行长期亏电、充电不足、容量早期损失。如电池组浮充电压设置低，导致电池组浮充充电不足，电池组放电时放不出额定容量，过低导致电池组亏电，不能满足自放电和氧循环的需要，过高会使电解液损失，缩短电池寿命。再就是均衡充电制度贯彻没有得到落实，不论运行实际情况或运行时间长短均采用浮充充电方式，浮充电流小不能完成和满足电池组放电后的补充电，因而造成电池组充电不足，导致电池组达不到额定容量，使电池负极栅板硫酸化。
2.1.1浮充充电
蓄电池浮充电压设定为2.23V/单格(25℃时)(蓄电池正负端子测定值的平均值),充电最大电流设定为0.10C10A。若电池工作环境温度偏移25℃时应对浮充电压作相应的修正，修正电压为V修正=V25℃-0.0055V/℃×(T实际-25℃)，即温度每升高1℃，浮充电压降低3mV，温度每降低1℃，浮充电压升高3mV。
2.1.2均衡充电
蓄电池均充电压设定为2.30V/单格(25℃时蓄电池正负端子测定值的平均值)，充电最大电流为0.10C10A，均充时间按下列情况进行设定：
均充条件均充时间退出均充条件
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均充条件
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均充时间
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退出均充条件
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1
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蓄电池安装调试后投入使用前
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1～10h,具体时间根据退出均充条件
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电池组均充电流小于10 mA／Ah
时，自动转入浮充(并联时≤10mA／Ah×电池组并联数)
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2
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停电后蓄电池充电电流≥50mA／Ah(并联时≥50mA／Ah×电池组并联数)
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3
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蓄电池容量检测后进行均充电
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4
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蓄电池在使用过程中单体浮充电压低于2.18V时应进行均充电
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10h
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均充时间达到10h后转入浮充
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5
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机房电池一般为6个月进行一次定期均充
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温度影响电池的容量。一般情况下，温度越高，放电容量越大。电池放电时，如果温度不是25℃，则需将实测容量按以下公式换算成25℃基准温度时实际容量Ct 。
C25= Ct/1+K (t-25)
式中：t 放电时的环境温度
K 温度系数，10小时率容量实验时K=0.006/℃
3 小时率容量实验时K=0.008/℃
1 小时率容量实验时K=0.01/℃
浮充特性：浮充电压应选择制度厂家推荐的电压值。而且环境温度的不同，浮充电压值也VLRA电池不同温度时的浮充电压要做相应的调整。
VLRA电池不同温度时的浮充电压
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环境温度（℃）
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浮充电压（约V±0.01V/单体）
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0～10
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2.28
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11～15
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2.26
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16～25
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2.23
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26～30
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2.22
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31～40
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2.19
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2.3 蓄电池容量与内阻的关系
国内外的很多资料表明电池的内阻大小与电池所处的状态有关，与电池的剩余容量有关。电池处于放电状态时，随着剩余容量的减少，电池活性物质也在减少，结果使得电池的内阻增加。国内外许多研究资料表明，电池内阻与电池剩余容量有关，且与电池剩余容量成反比关系，如图2所示。
作为电池组日常维护和检测，定期准确测量每个电池的内阻，并建立每个电池的内阻档案，分析其内阻的变化，很容易就可以找出电池组中的落后电池。找出落后电池再进行筛选和核对性容量实验，最后确定落后电池的去留。
2.4 温度对电池寿命的影响
蓄电池的环境温度保持在24℃～25℃.蓄电池将有最佳的使用寿命和性能。温度低于25℃，电池的充电效率和性能会降低。温度高于25℃，电池的寿命将缩短，参考数据如下：
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电池平均温度
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寿命降低率（％）
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|
25℃
|
0
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|
30℃
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30
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35℃
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50
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40℃
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66
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45℃
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75
|
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50℃
|
83
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3 蓄电池日常检查和检测
3.1 月度保养
每月完成下列检查：
3.1.1保持电池房清洁卫生;
3.1.2测量和记录电池房内环境温度;
3.1.3逐个检查电池的清洁度、端子的损伤及发热痕迹、外壳及盖的损坏或过热痕迹：
3.1.4测量和记录电池系统的总电压、浮充电流。
3.2 季度保养
3.2.1重复各项月度检查;
3.2.2测量和记录各在线电池的浮充电压，若经过温度校正有两只以上电池电压低于2.18V，请与厂家联系。
3.2.3定期测试蓄电池内阻，并进行整组蓄电池内阻测试分析，及时发现“落后”电池。
3.2.4蓄电池运行一个季度时，应采用均衡的方式对电池进行补充充电.。
3.3 年度保养
3.3.1重复季度所有保养、检查;
3.3.2每年检查连接部分是否有松动;
3.3.3每年电池组以实际负荷进行一次核对性放电试验，放出额定容量的30%~40%;
3.3.4每年对电池逐节进行活化，我厂采用WN2612-100单体电池在线容量活化仪。
3.4 三年保养
每三年进行一次容量试验，到使用六年后每年做一次，若该组电池实放容量低于额定容量的80%，则认为该电池组寿命终止。
4 蓄电池常测试的项目
4.1 蓄电池内阻测量的常见方法
目前测量蓄电池内阻的常见方法有：
4.1.1直流放电法
直流放电法就是通过对电池进行瞬间大电流放电，测量电池上的瞬间电压降，通过欧姆定律计算出电池内阻。
4.1.2交流注入法
交流法通过对蓄电池注入一个恒定的交流电流信号，测量出蓄电池两端的电压响应信号，以及两者的相位差，来确定蓄电池的内阻。
4.2 蓄电池内阻测试的必要性
虽然很多研究人员对采用蓄电池内阻估算蓄电池容量存在着不同的看法，但定期进行蓄电池内阻测试仍然是蓄电池维护的重要工作，欧姆测试技术在蓄电池维护方面得到广泛使用，它能节省维护成本，并提供更多蓄电池的相关信息。欧姆测试法已被IEEE列为“铅酸蓄电池(V R LA)的维护、测试和更换的推荐办法”中的一个部分。现在，IEEE已经更新其标准1188-1996为11882005，其5.2.2条仍然规定每个季度测试一次电池/单体的内部欧姆值。
4.2.1有助于对蓄电池组中单体蓄电池的横向比较，目前各种蓄电池内阻测试设备的测试结果可对该组蓄电池进行单体比较，从而有助于发现整组蓄电池中的“落后”电池;十几节甚至几十节串联的电池组，只要一节过早损坏，如不及时发现，则时间一长，就会导致整个电池组报废。
4.2.2借助于计算机技术可实现单体蓄电池不同时期的纵向比较，对测试数据发生突变的单体电池进行重点监测，有助于对整组蓄电池的寿命进行客观评价，从而保证整组蓄电池容量，有效保障设备安全运行。
4.3蓄电池容量检测
容量放电前应进行检均充，当均充转浮充后，浮充电流在1-2mA/Ah,且连续稳定约2-3小时不变，这表明电池已充足电。在确保浮充24小时并断电1小时后，可以进行容量检测，检测方法见下表。
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放电率
|
放电电流A
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蓄电池放电单体终止电压V
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容量检测标准
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10h
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1.0I10
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1.80
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≥1.0C10
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5h
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1.6 I10
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1.80
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≥0.80 C10
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3h
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2.5 I10
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1.80
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≥0.75 C10
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1h
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5.5 I10
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1.75
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≥0.55 C10
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5 蓄电池核对性放电
在中华人民共和国电力行业标准蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程中(DL/T 724-2000)明确规定了对蓄电池要定期进行核对性容量试验和脱载试验，核对放电法具有容量测试准确可靠的优点，仍是世界上检测电池性能最可靠的方法，同时对电池起到一定的维护作用，目的就是测知电池组的实际容量，找出落后电池，消除隐患。
蓄电池核对性放电周期是新安装或大修后的蓄电池组，应进行全核对性放电试验，以后每隔2～3 年进行1次核对性试验，运行了6年以后的蓄电池，应每年作1次核对性放电试验。
目前国内很多蓄电池放电设备能够完成自动蓄电池核对性放电。这些设备能够实现按照设定的电流进行恒流放电，到达设定时间或者终止电压能自动停止，避免蓄电池恶性的深度放电。有的设备在放电过程中还能够自动监测单体电池的电压等参数，并通过后台分析软件可对采集的数据进行综合分析，可生成、显示、打印、预览电压曲线图、电流曲线图、单体曲线图、容量分析图、检测数据等图形和报表。
6 小结
本文对电力系统直流蓄电池运行及维护进行了探讨，通过加强对蓄电池的日常使用和维护，增强直流系统的安全性和稳定性，达到增强供电的可靠性，这对全网安全稳定运行具有重要意义。
参考文献
GFM 系列阀控密封铅酸蓄电池安装维护手册 双登集团
容量与温度的关系
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