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? ? ? ?雖然我國從1986年才開始研制固定型閥控式密封鉛酸蓄電池,但隨著技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)工藝的不斷完善,固定型閥控式密封鉛酸蓄電池以其突出的優(yōu)勢(shì),在短短的幾年時(shí)間內(nèi)就幾乎取代了所有的防酸隔爆式鉛酸蓄電池、消氫式鉛酸蓄電池及一些鍋鎳蓄電池,因此,目前我國電力系統(tǒng)直流裝置應(yīng)用多的就是固定型閥控式密封鉛酸蓄電池。這種“免維護(hù)”鉛酸蓄電池設(shè)計(jì)壽命一般在5年以上,但在實(shí)際使用中,大量投放在變電站直流系統(tǒng)的蓄電池由于沒有科學(xué)地養(yǎng)護(hù),有的蓄電池生命衰減曲線還是會(huì)以不正常的速度快速下滑,造成蓄電池組各單節(jié)電池均勻性出現(xiàn)差異,從而使整組蓄電池容量下降,因此使得蓄電池平均壽命往往低于5年。有的蓄電池即使在使用,也是在“帶病”服役,一旦發(fā)生停電等緊急情況,直流系統(tǒng)不能正常工作,往往釀成重大事故。造成蓄電池潛在“帶病”服役的原因主要是管理方法不當(dāng)、維護(hù)方法不正確。
造成鉛酸蓄電池劣化的主要原因有:
? ? ? ?(1) 均勻性差的蓄電池混串使用,或變電站長(zhǎng)期不停電,蓄電池長(zhǎng)期處于限壓限流的浮充電運(yùn)行方式或只限壓不限流的運(yùn)行方式,或因浮充電流調(diào)整不當(dāng)造成蓄電池欠充,使蓄電池處于容量不均勻狀態(tài)。
? ? ? ?(2) 未按技術(shù)規(guī)程定時(shí)(一般為3個(gè)月)給蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充充電,造成蓄電池組由于自放電和爬電漏電造成蓄電池的容址虧損和內(nèi)阻不均勻。
? ? ? ?(3) 高溫失水。有的變電站直流系統(tǒng)中只有一組蓄電池,由于不能退出運(yùn)行,不方便作全核對(duì)性放電,因此無法判斷蓄電池的現(xiàn)有容量、內(nèi)部是否失水或干涸。
? ? ? ?(4) 蓄電池在安裝使用前曾長(zhǎng)時(shí)問擱置儲(chǔ)存(超過3個(gè)月)、持續(xù)過放電或經(jīng)常過量放電或小電流深放電、環(huán)境溫度過高或過低、經(jīng)常充電不足和沒有定期執(zhí)行均充等,造成蓄電池極板上生成白色堅(jiān)硬的硫酸鉛結(jié)晶,這種結(jié)品顆粒比較大,活性低,充電時(shí)難以轉(zhuǎn)化為活性的硫酸鉛,導(dǎo)致電池容量下降或功能衰退,稱為蓄電池硫酸鉛鹽化或“硫化”。
以上這些都是導(dǎo)致鉛酸蓄電池劣化的客觀原因,分析其共性,其深層原因就是蓄電池組中各單節(jié)電池均勻性的差異,充電時(shí)“飽餓”不均勻(放電后的電池如不能及時(shí)充飽就會(huì)產(chǎn)生“硫化”),蓄電池組中“餓”的某幾節(jié)單節(jié)電池因充不飽而“硫化”,“硫化”的蓄電池內(nèi)阻增大,這便使其與組內(nèi)的其他各節(jié)電池的差異更大,均勻性差→充電中各單體“飽餓”不均勻→“硫化”→均勻性更差→“硫化”加重,形成惡性循環(huán),使電池在充放電使用過程中容量累積性下降,這就是鉛酸蓄電池劣化速度太快的根本原因。
? ? ? ?35 kV變電站直流系統(tǒng)的蓄電池標(biāo)稱電壓一般是220 V,由18節(jié)12 V蓄電池串聯(lián)組成,各單節(jié)蓄電池如果均勻性好,在規(guī)定的均浮充電壓下可把各節(jié)電池充飽。但是往往因蓄電池制造工藝的原因、不合理的充放電等導(dǎo)致蓄電池“硫化”從而破壞了其均勻性,這必然造成充電時(shí)“飽餓”不均勻??梢娨娱L(zhǎng)蓄電池的使用壽命就須提高蓄電池的均勻性,均勻性提高了,蓄電池就不會(huì)欠充,蓄電池不欠充就不易“硫化”,可見蓄電池的均勻性是蓄電池使用壽命的關(guān)鍵因素所在。
? ? ? ?長(zhǎng)期不停電、蓄電池的均勻性差等都是客觀存在的,也就是說鉛酸蓄電池在使用過程中出現(xiàn)“硫化”是一個(gè)必然現(xiàn)象。
? ? ? ?《DL/T 724-2000電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程》及國家電網(wǎng)公司《直流電源系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)范》中提及了防酸蓄電池的“硫化”及其處理方法,但未提及閥控式密封鉛酸蓄電池的“硫化”’及其處理方法。其實(shí),閥控式密封鉛酸蓄電池除了免補(bǔ)加水維護(hù),其他方面的維護(hù)和別的普通鉛酸蓄電池是相同的。只有使用得當(dāng),閥控式密封鉛酸蓄電池才能達(dá)到預(yù)期的使用壽命。
? ? ? ?中國電力出版社出版的《變電站直流設(shè)備使用與維護(hù)培訓(xùn)教材—閥控密封鉛酸蓄電池》一書中對(duì)閥控式密封鉛酸蓄電池硫酸鹽化故障及預(yù)防措施有如下描述:
? ? ? ?故障現(xiàn)象:
? ? ? ?核對(duì)性放電時(shí),蓄電池放不出額定容量。
? ? ? ?原因分析:
? ? ? ?(1) 蓄電池長(zhǎng)期欠充電,浮充電壓低于2.23-2.28 V (25℃).造成極板硫酸鹽化。
? ? ? ?(2) 深度放電頻繁(如每月一次)。
? ? ? ?(3)?蓄電池放電后沒有立即充電,極板硫酸鹽化。
? ? ? ?(4) 蓄電池長(zhǎng)期過充電,浮充電壓高于2.23-2.28 V (25℃).造成蓄電池失水嚴(yán)重。 蓄電池失水后電解液密度過大,使極板硫酸鹽化加快。
預(yù)防措施:
? ? ? ?(1) 浮充電運(yùn)行時(shí),單體電池電壓應(yīng)保持在2.23-2.28 V,取2.25 V/單體(25℃)。
? ? ? ?(2) 避免深度放電。
? ? ? ?(3) 對(duì)核對(duì)性放電達(dá)不到額定容量的蓄電池,應(yīng)進(jìn)行三次核對(duì)性放充電,當(dāng)容量仍達(dá)不到額定容量的80%以上時(shí),應(yīng)更換蓄電池。
? ? ? ?這些對(duì)蓄電池“硫化”的修復(fù)方法明顯的缺陷都是在蓄電池組劣化后進(jìn)行蓄電池活化,而且大都是蓄電池須退出運(yùn)行才能進(jìn)行離線式修復(fù)。
? ? ? ?為解決閥控式密封鉛酸蓄電池的科學(xué)維護(hù)問題,我們提出了閥控式密封鉛酸蓄電池主動(dòng)維護(hù)的理念,并研發(fā)出了可以提早發(fā)現(xiàn)鉛酸蓄電池隱患的智能監(jiān)測(cè)分析設(shè)備—蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和消除鉛酸蓄電池“硫化”的利器—蓄電池智能在線均衡除硫器,同時(shí)還開發(fā)了蓄電池智能專家管理系統(tǒng)軟件。通過在三門峽市繩池縣電業(yè)局和靈寶市電業(yè)局近10個(gè)35 kV變電站直流系統(tǒng)的220 V蓄電池(12 V/18節(jié))的在線試用,我們又開發(fā)出了新一代蓄電池智能監(jiān)側(cè)在線均衡除硫一體儀,基本解決了變電站直流系統(tǒng)閥控式密封鉛酸蓄電池在線除硫和智能維護(hù)的問題,從而提高了變電站直流系統(tǒng)閥控式密封鉛酸蓄電池的科學(xué)維護(hù)水平,了變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。
? ? ? ?蓄電池智能在線均衡除硫器可在蓄電池組不退出運(yùn)行的情況下對(duì)蓄電池組進(jìn)行在線除硫,消除蓄電池的“硫化”,提高各單體電池的均勻性,恢復(fù)蓄電池的容量,延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。
? ? ? ?有了蓄電池主動(dòng)維護(hù)監(jiān)測(cè)儀和蓄電池智能專家管理系統(tǒng)軟件平臺(tái),就可提早發(fā)現(xiàn)蓄電池故障隱患,并為解決這些問題提供預(yù)警信息;有了蓄電池智能在線均衡除硫器就可解決大量因“硫化”造成的蓄電池劣化問題,從而延長(zhǎng)電池的使用壽命,變電站直流系統(tǒng)蓄電池的供電能效,提高變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。
? ? ? ?綜上所述,基于在線均衡除硫技術(shù)的蓄電池智能專家管理系統(tǒng)的理念就是主動(dòng)維護(hù),早發(fā)現(xiàn)問題早解決,把導(dǎo)致蓄電池劣化的誘因消除在萌芽狀態(tài),從而降低蓄電池的劣化速度。基于在線均衡除硫技術(shù)的蓄電池智能專家管理系統(tǒng)由蓄電池智能專家管理系統(tǒng)軟件和蓄電池主動(dòng)維護(hù)監(jiān)測(cè)儀及蓄電池智能在線除硫器或蓄電池智能監(jiān)測(cè)在線均衡除硫一體儀組成,主要管理蓄電池容量、負(fù)載用電量、環(huán)境溫度、供電時(shí)長(zhǎng)等信息,通過傳輸系統(tǒng)顯示在網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)上,使維護(hù)人員實(shí)時(shí)了解蓄電池的動(dòng)態(tài)信息,系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)蓄電池容量下降時(shí)及時(shí)啟動(dòng)在線除硫功能;維護(hù)人員可通過網(wǎng)頁瀏覽的方式查看各個(gè)變電站蓄電池劣化的原因、存在的隱患、處理辦法等維護(hù)信息,并通過短信平臺(tái)實(shí)時(shí)發(fā)布重要的隱患及具體的維護(hù)指令.科學(xué)指導(dǎo)直流電源的維護(hù)。