变电站蓄电池容量下降的原因分析

摘要：2016年6月18日，陕西西安某一变电站发生主变烧毁事端，事端原因是站外电缆沟发生闪爆，使得站用变变低失压脱扣，而蓄电池由于改造未正常连接在直流母线，全站保护及操控回路失掉直流电源，构成毛病越级。可见变电站的直流是中心，能导致整个站毁掉的就是直流和消防等往往是咱们不够重视的方面。而当蓄电池的容量不足时，这个恐惧的危险则躲藏得更深。

关键词：蓄电池；容量；温度；放电

前言

调查状况

变电管理所现有变电站66座，直流体系126套，蓄电池组126组。

110kV及以上变电站悉数装备两组蓄电池，35kV变电站装备1组蓄电池。

据统计，2013年6月至2016年4月，核容不合格蓄电池组54组，已替换36组，待替换7组，待立项11组。变电管理所2014-2015年核容不合格蓄电池组有40组，其中不合格个数超越总数10%的蓄电池组有34组，单只电池不合格的蓄电池组6组。

1、按生产厂家分析

（1）不合格个数超越总数10%的蓄电池组分别为：艾xxx达23组、江苏x登6组、惠州x志3组、深圳x韬2组。

（2）单只电池不合格的蓄电池组6组，分别为：广东xx特2组、惠州x志2组、艾xxx达2组，各占33.33%。

结合运转经验，艾xxx达、江苏x登、惠州x志的蓄电池组毛病率较高。

2、按投产年限分析

根据运转经验，运转年限为5至8年的蓄电池组毛病率较高，以7年为最高。

可见，近几年来，由于种种原因，蓄电池制作质量严峻下降。蓄电池运用寿数已下降至6至8年，达到运用年限的蓄电池应根据实践状况考虑替换。

原因分析

1温度的影响

电池的容量一般是指25℃以10小时率放电能放出的容量，对单次放电来说，温度上升会进步放电容量，温度下降会下降放电容量。但对持久运用来说，温度升高会使电池寿数缩短，而低温却能延长电池的运用寿数，这首要是由于蓄电池的作业原理构成的，下面写出电池的充放电化学方程式，这个方程式对于分析电池的运转状况非常重要。

电池的充放电进程是一个化学反响，充放电进程其实就是正负极板氧化-复原反响的进程。温度升高会使正负极板参加化学反响的活性物质增多，温度下降参加反响的活性物质就少，所以就单次放电来说高温有助于进步蓄电池的容量，但长期的高温环境会使板栅的腐蚀加重，再加上温度升高浮充电流增大、电池脱水等要素，电池的运用寿数会遭到很大的影响，试验标明，以25℃为标准，温度每升高10℃，电池寿数就下降一倍。

处理的方法就是安装空调，即使有安装空调的变电站，常应保护的不到位，致使有些变电站的空调不能正常作业。首要问题：①无自启动功用，加装自启动电路板；②室内机过滤网脏堵，室外机散热翅片脏堵，这就要求保护人员定期对空调进行检查和清洗，确保变电站空调能够正常运转。

2开关电源的设置问题

2.1浮充电压和均充电压数值设置禁绝

电池的浮充电压和均充电压，指的是电池组两头的端电压数值，丈量时应用相应等级的万用表进行丈量，但有些保护人员仅仅依照电池说明书在整流器上设置了均充电压和浮充电压，没有和电池组端电压的实测值进行比对，这样就会构成蓄电池的过充电和欠充电。由于整流器显示的电压有时并禁绝确，甚至误差较大，整流器的直流配电屏到蓄电池之间的电源线也会有必定的压降，所以设置充电电压时必定要对蓄电池的端电压进行实测，以免构成误差。充电电压设置的过高或过低都会对电池发生影响，设置的过高会使充电电流增大，长期的过充电会使电池消耗过多的水分，放出过多的气体，影响电池的寿数；而充电电压设置的过低则会使正负极板的活性物质不能悉数参加反响，也就是说在正负极板上的一部分PbSO4没有完全氧化复原成正极板的PbO2和负极板的Pb，长期的欠充电也会对电池的容量构成必定的影响。

有的变电站同一供电体系中的两组电池浮充电压不一致，如一组电池的浮充电压是2.23V/只，而另一组是2.24V/只，使整流器的充电电压无法正确设置，这种状况在电池保护规程中是严厉制止的，这就需求相关作业人员认真负责，避免类似问题发生。

2.2温补系数没有设定

对于有人值勤站温度基本稳定且保持在25℃左右的蓄电池室来说温补系数的设定与否影响不大，但对于一些变电站来说就不一样了，这些变电站都是无人值守，假如空调毛病不能发现，会使蓄电池室内的温度达到五六十摄氏度，咱们以60℃的温度来计算一下单体电池充电电压。

V（60℃）=V（25℃）+（25-T）*0.003=2.23-35*0.003=2.125V

2.25V-2.125V=0.105V=105mv

单体的浮充电压能相差105mv，而单体浮充电压超越100mv就会使浮充电流增大10倍，而浮充电流的增大会使电池内部的温度更高，使浮充电流增加更多，构成一个正反馈进程，构成热失控现象。损失了大量的水，放出了过量的气体，超出了安全阀的承受能力，把安全阀顶开了。

开关电源的设置参数还有许多，在实践作业中我发现以上几种设置的问题较为杰出，对电池的容量和寿数影响较大，这就需求保护人员要深化掌握蓄电池和开关电源的作业原理，对整个直流供电体系有一个体系的观念，正确理解各参数的含义，使蓄电池处于最佳的作业状况。

3放电对蓄电池容量的影响

蓄电池的额外容量C，单位安时（Ah），它是放电电流安（A）和放电时刻小时（h）的乘积。由于对同一个电池选用不同的放电参数所得出的Ah是不同的，为了便于对电池容量进行描述、丈量和比较，有必要事先设定一致的条件。实践中，电池容量被定义为：用设定的电流把电池放电至设定的电压所给出的电量。也能够说电池容量是：用设定的电流把电池放电至设定的电压所阅历的时刻和这个电流的乘积。一般状况蓄电池的容量指的是25℃以10小时率放电所测得的容量，但咱们在实践的装备中电池的容量都较大。

这样装备优点很明显，停电时能够确保长时刻的直流供电，可是实践中变电站蓄电池长期处于浮充电状况，电池长时刻小电流放电，就会对电池的容量和运用寿数发生较大影响。这是由于小电流放电时，正极板的PbO2和负极板Pb在反响时变成PbSO4的速度也较慢，构成的PbSO4颗粒又小又密，时刻长了会在正负极板表面构成一层细密的PbSO4模，这层PbSO4模阻挠了电解液中H2SO4和正负极板内部活性物质的触摸，使电池的放电反响无法进行，构成电池容量下降，相同的原因也构成充电反响无法正常进行，充电后无法恢复电池正常的容量。而较大放电率的放电，正负极板构成PbSO4的进程较快，PbSO4颗粒在正负极板的排列较疏松，不至于阻挡H2SO4进入极板内部参加放电反响，所以能达到正常的放电容量，相同原因在充电进程中容量也容易恢复。

4落后电池的影响

蓄电池组供电能力不足时，一般都是蓄电池组中的落后单节构成的。一般一组电池只要1～2个失效电池。假如不能及时检测出落后单节，为了保证直电源的可靠性，就要整组替换蓄电池，这就不光增大了保护作业量，而且会构成大量电池被误报废。查找、替换落后单节也是变电站电源保护的首要作业。现在落后电池需求在放电状况下丈量，放电时假如电池的端电压明显低于其他电池，则能够判断其为落后电池。有些落后电池在放电十几分钟就能显现出来，有些电池要放电一、两个小时后才能出现。某站直流电流34A，配有两组400AH电池，但停电后电池只能作业三小时左右。针对这种状况保护人员对蓄电池进行了容量试验，停电后对蓄电池的单体电压进行了丈量，放电1小时后丈量结果很正常，一个半小时后也相差无几，但在放电两小时后电池组的端电压下降明显，各单体电池的端电压也存在明显的差异，丈量发现两组中共有15块落后电池，已联系厂家进行替换。

落后电池对容量影响很大，单个甚至会出现反极现象，处理的方法就是严厉按保护规程对电池做容量试验和核对性放电试验，及时了解电池的作业状况，对落后电池及时进行处理。

结束语

蓄电池组的运用寿数与电池制作质量、运转环境温度、充电电压稳定性及是否定期弥补充电等要素密切相关。因此，在蓄电池运转中注意以下几点：⑴为查验蓄电池组制作质量，应高度重视投运后的首次全容量核容放电试验作业，首检结果能协助发现电池固有缺陷。首检容量未达80%的单个蓄电池应立即替换。⑵高温运用环境是蓄电池实践寿数不能达到规划寿数的最首要原因。蓄电池运用温度每升高10℃，在稳定的浮电电压下，运用寿数缩短50%。低温环境相同会对蓄电池发生有害影响，在25℃以下时，每下降10℃，蓄电池容量将削减一半。蓄电池组规划时的运转环境温度为25℃，因此，蓄电池室温度应在20-25℃之间。⑶年检时应丈量充电机输出电压稳定性，发现充电模块毛病或异常应及时维修。⑷年检时应进行自动浮充转均充试验，可暂时更改转换时刻，查验转换周期是否正确、转换前后浮均充电压是否正常。