免維護蓄電池及充電設備的運行與維護

1、.;.摘 要變電所的直流系統(tǒng)是繼電保護、自動裝置和斷路器正確動作的基本保證，其穩(wěn)定運行對防止系統(tǒng)破壞性事故擴大和設備嚴重損壞至為重要。隨著遠動技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，各變電所逐漸改造成無人值班變電所，成立了遠程集中值班點，對所轄各所進行遠程集中監(jiān)控及運行維護，有的變電所不再保留運行值班人員，這就對蓄電池及充電設備的安全穩(wěn)定運行提出了更高的要求。以前，應用較為普遍的有鎘鎳蓄電池和鉛酸蓄電池兩種，充電設備采用可控硅整流裝置，但這兩種蓄電池存在維護工作量大，且復雜等現(xiàn)象，不利于安全運行。另外，由于充電設備與蓄電池并聯(lián)運行，紋波系數(shù)較大，會出現(xiàn)蓄電池脈動充電放電現(xiàn)象，影響蓄電池使用壽命。針對以上情況，采

2、用免維護鉛酸蓄電池代替鎘鎳蓄電池，充電設備也逐步采用高頻充電裝置。免維護鉛酸蓄電池具有體積小、重量輕、放電性能高、維護量小等特點，解決了集中運行維護的需要。免維護蓄電池及先進的充電設備為變電所的安全運行及維護提供了可靠的保障。本文針對塔河分公司各個變電所的免維護蓄電池及UPS、充電設備在實際運行中出現(xiàn)的問題進行了分析探討，總結(jié)出一些運行及維護經(jīng)驗。 關(guān)鍵詞：免維護蓄電池高頻開關(guān)運行維護 目 錄摘要目錄第一章 高頻開關(guān)電源特點11.1 高可靠性11.2 高智能化1第二章 免維護蓄電池及充電設備12.1上海南空電子電器設備廠12.2南京寶光電子設備有限公司1第三章 免維護蓄電池及充電設備的事故分析

3、13.1 蓄電池長期欠充23.2 GZDW直流系統(tǒng)蓄電池浮充電流抖動問題43.3 結(jié)論5第四章 免維護蓄電池和高頻充電設備的運行維護5第五章 結(jié)論7參考文獻7第一章 高頻開關(guān)電源特點1.1 高可靠性采用開關(guān)電源特有的模塊化設計，N+1熱備份，大大提高了可靠性。系統(tǒng)采用國際90年代的最新技術(shù)，所用IGBT器件的耐壓水平，電流容量已完全能滿足現(xiàn)代電源要求；具有自主均流技術(shù)，模塊間輸出電流最大不平衡度小于3%。體積小，重量輕，效率高，輸出的紋波極小，有利于延長電池壽命。系統(tǒng)采用模塊疊加形式，維護方便。1.2 高智能化現(xiàn)代電力電子技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合，可實現(xiàn)對電源系統(tǒng)的遙測、遙控、遙信、遙調(diào)，滿足變

4、電所綜合自動化要求實現(xiàn)無人值守。配合使用的監(jiān)控模塊采用大屏幕，液晶漢字顯示，聲光告警。具有方便易于操作的優(yōu)點，可通過監(jiān)控模塊進行充電模塊參數(shù)設置，開關(guān)機控制。蓄電池自動管理及保護，實現(xiàn)自動監(jiān)測蓄電池的端電壓，充放電電流，并控制蓄電池的均充和浮充；可按不同型號及種類的蓄電池設置不同的典型充電曲線進行。第二章 免維護蓄電池及充電設備1、塞里克魯直流屏充電柜型號GZDW-65AH/220V。電池型號UPS12300，容量65AH，個數(shù)19支，單瓶電壓12V，單瓶正常浮充電壓13.513.8V，均充14.414.8V。第三章 免維護蓄電池及充電設備的事故分析在實際運行中，因為免維護鉛酸蓄電池不同于以往

5、我們使用的鉛酸和鎘鎳蓄電池，雖然具有日常維護量少，不用補液等優(yōu)點，但是這不等于日常不用進行維護及運行監(jiān)視。另外，高頻整流電源系統(tǒng)，運行也不同于以往的硅整流直流充電設備，其高度智能化，采用現(xiàn)代的高頻整流技術(shù)，結(jié)合微機技術(shù)，這就對我們檢修和運行人員提出了更高的要求。不掌握其特點和運行要求勢必會造成不必要的損失。3.1 蓄電池長期欠充在本次裝置大檢修工作中，在對直流屏充放電過程中，發(fā)現(xiàn)焦化變電所直流屏在放電10分鐘左右，發(fā)現(xiàn)蓄電池容量下降，容量嚴重不足，不能滿足合閘要求。經(jīng)過我們現(xiàn)場分析判斷，充電機對蓄電池組輸出電壓為230伏左右，而蓄電池銘牌上要求正常浮充狀態(tài)電壓應為（13.513.8）*19=2

6、56.5262.2V伏左右，相差近26.5V蓄電池長期處于欠充狀態(tài)，容量嚴重下降，才發(fā)生上述現(xiàn)象。現(xiàn)場手動將充電機投在均充位置電壓在260V左右，進行均衡充電1個小時后，蓄電池容量上升。事后通過檢修和運行部門的共同檢查，當時蓄電池組電壓為235伏，與充電機輸出電壓相同，測量單瓶電壓大部分為12V左右，個別蓄電池為11V左右。查看蓄電池上名牌要求單瓶浮充電壓應為13.513.8V，而按浮充機工作電壓235V根本不能滿足蓄電池的浮充要求，蓄電池長期處于欠充狀態(tài)，容量不能滿足要求，因為當時蓄電池電壓不能達到要求，所以不能進行放電核對其容量，采取以下措施：調(diào)高充電機的浮充、均充、強充電壓，使之達到浮充

7、電壓：13.6*19=258.6伏；均充電壓：14.6*19=277.4伏；強充電壓：280.5伏。打開充電屏前面板，按圖紙找到調(diào)節(jié)均充、浮充、強充的電位器，首先調(diào)節(jié)浮充電壓，將充電機把手切到浮充位置，調(diào)節(jié)電位器，同時用表測量蓄電池端電壓，調(diào)節(jié)到258.6V；然后依次調(diào)節(jié)均充、強充電壓到相應值。對蓄電池組進行6個小時的均充，蓄電池組電壓為277.4伏。六個小時均充之后，恢復浮充狀態(tài)進行浮充電運行，蓄電池組電壓應為258.6伏一個月后，蓄電池單瓶電壓達到13.5伏以上后進行一次核對性充放電，檢查蓄電池的容量。運行人員要經(jīng)常測試蓄電池組及單瓶電壓，使每個蓄電池單瓶電壓達到13.5伏以上。核對后根據(jù)

8、情況，對蓄電池采取補救措施；一個月后檢修、運行人員對火炬變蓄電池進行了核對性檢查，具體過程見表3.1電池放電記錄電池序號9：00分放電前9：30分放電電流（6.5A）10：00分放電電流（6.5A）1#13.412.712.72#13.510.5810.43#13.512.712.74#13.512.712.75#13.612.712.76#13.612.7117#13.48.48.48#13.412.712.79#13.410.510.510#13.512.712.711#13.610.5510.512#13.612.712.713#13.612.712.714#13.712.712.715

9、#13.612.712.716#13.612.712.717#12.37.97.918#13.512.712.719#13.512.710.5總13.512.712.7表 3.1根據(jù)表1可以看出個別蓄電池單瓶電壓下降較快，而且隨著放電時間的延長，單瓶電壓落后的蓄電池個數(shù)也在增加，因此在放電一小時后停止放電，轉(zhuǎn)入充電狀態(tài)。通過這次檢查發(fā)現(xiàn)，火炬變蓄電池容量明顯不足，按要求以0.1C（6.5A）電流對蓄電池放電，三小時內(nèi)蓄電池單瓶電壓不應低于12V，而這次只經(jīng)過一小時就有7只蓄電池單瓶電壓低于12V，最低的17#電池為7.9V。調(diào)高蓄電池組充電電壓，經(jīng)過一個多月的浮充充電，對蓄電池的活化作用不明顯

10、，個別蓄電池已經(jīng)硫化嚴重。經(jīng)過了解，火炬變是儲運廠最早安裝免維護蓄電池的變電所，安裝人員不了解免維護蓄電池的使用要求，沒有認真核對設備運行參數(shù)是否滿足安全運行的要求，對運行人員也沒有正確交代蓄電池組及充電機的運行維護情況，使蓄電池長期在欠充狀態(tài)下運行，造成蓄電池的硫化。生產(chǎn)廠家在設備出廠時，對充電機輸出的浮充電壓、均充電壓及強充電壓設定值較低，遠不能達到蓄電池組的運行要求，造成蓄電池組長期欠充電。安裝后兩年內(nèi)檢修人員沒有對蓄電池進行過核對性充放電，不知道電池的運行情況是否良好，對蓄電池長期欠充情況不了解。錯誤的以為，免維護蓄電池就不用維護管理了。運行人員沒有充分了解蓄電池及充電設備的性能，沒有

11、對蓄電池的運行狀況進行正確的監(jiān)測，盲目認為免維護蓄電池不用正常測試維護。以上多方面原因使火炬變蓄電池從安裝到發(fā)現(xiàn)問題，將近兩年的時間沒有人員維護監(jiān)測，造成蓄電池硫化。3.2 GZDW直流系統(tǒng)蓄電池浮充電流抖動問題充電柜型號GZDW-65AH/220，采用高頻整流模塊作為直流蓄電池充電電源。剛投運時，發(fā)現(xiàn)蓄電池電流表經(jīng)常發(fā)生抖動現(xiàn)象，經(jīng)實際測量，發(fā)現(xiàn)整流輸出模塊輸出電流不穩(wěn)定。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)此套設備有三個高頻模塊同時運行，每個模塊額定輸出最大電流10A，都投入時能輸出30A電流，可以滿足對蓄電池進行主充和均充的要求?？墒钱斦Ｘ摵珊苄r，如正常運行蓄電池浮充電流大約為0.030.04A，而直流負荷又

12、不大時，三個模塊同時運行，每個輸出電流還不到1A，這就造成三個模塊進行均流控制的困難，使模塊輸出電流的不穩(wěn)定，蓄電池充電電流發(fā)生抖動，這種現(xiàn)象要是長期下去那么對蓄電池的使用壽命將有很大的影響。根據(jù)以上分析，采取以下措施，將三個模塊停用一個，平時只是有兩個模塊運行，另一個備用，那么運行的模塊每個輸出電流就達到大約2A，模塊輸出電流趨于穩(wěn)定，保證了蓄電池的安全運行。3.3 結(jié)論以上是我們在幾年運行中遇到的典型問題，由此我們可以看出，免維護蓄電池不能認為是投入運行后就不需要人員來維護，只是相對其它蓄電池不需要加水，減少了維護量。運行中還是需要監(jiān)視其運行狀態(tài)的。而充電設備由相控設備逐漸發(fā)展到高頻電源設

13、備，在實時監(jiān)測和智能化管理功能上有了很大的進步，但也存在不利于現(xiàn)場人員維修的問題。 第四章 免維護蓄電池和高頻充電設備的運行維護4.1 保持適宜的環(huán)境溫度影響蓄電池壽命的重要因素是環(huán)境溫度，一般電池生產(chǎn)廠家要求的最佳環(huán)境溫度是在2025之間。雖然溫度的升高對電池放電能力有所提高，但付出的代價卻是電池的壽命大大縮短。據(jù)試驗測定，環(huán)境溫度一旦超過25，每升高10，電池的壽命就要縮短一半。另外，環(huán)境溫度的提高，會導致電池內(nèi)部化學活性增強，從而產(chǎn)生大量的熱能，又會反過來促使周圍環(huán)境溫度升高，這種惡性循環(huán)，會加速縮短電池的壽命4.2 免維護蓄電池的定期檢查應定期檢查直流系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的單只端電壓及總

14、電壓，其誤差應保持在1%范圍內(nèi)。有無故障報警。一般一個月進行一次檢查，并做好記錄。主充電電流應為電池組額定容量的0.1倍，如有偏差應及時調(diào)整。免維護鉛酸蓄電池為連續(xù)浮充電應用設計的，也可用于循環(huán)充放電使用。充電方法必須采用限流恒壓方法進行。蓄電池在恒壓充電時電流逐漸減少，并最終趨于穩(wěn)定，如果降至0.01C10以下，并保持35小時基本不變時這表明電池已基本充飽，可以轉(zhuǎn)浮充運行。充電機均可以根據(jù)事先設定好的運行參數(shù)，自動完成蓄電池的恒流充電、恒壓充電和浮充電過程。充電設備的參數(shù)，根據(jù)所配蓄電池的參數(shù)進行調(diào)整正確，一定要保證浮充電壓、均充電壓在合格范圍內(nèi)，保證蓄電池正常浮充電運行，不至于造成過充、過

15、放電。參數(shù)設定好后，如無特殊需要，不要隨意更改。4.3 蓄電池的活化（額定電壓12V蓄電池，端電壓為12.8V）為保證電池有足夠的容量，每年要進行一次容量恢復試驗，讓電池內(nèi)的活化物質(zhì)活化，恢復電池的容量。其主要方法是將電池組脫離充電機，在電池組兩端加上可調(diào)負載，使電池組的放電電流為額定容量的0.1倍，每半小時記錄一次電池電壓，直到電池電壓下降到10.8V只(對于12V只的單體電池)后停止放電，并記錄時間。靜置2小時后，再用同樣大小的電流對蓄電池進行恒流充電，使電池電壓上升到14.1V只，保護該電壓對電池進行8小時的均衡充電后將恒壓充電電壓改為13.5V只，進行1024小時的浮充。重新對電池組放

16、電，若放電容量大于額定容量的80%，可按每一次充電充好后繼續(xù)使用，若不夠可按此法重做一次。;蓄電池因單只容量不夠需更換時，只能一次性全部更換，不能僅把性能指標不夠的蓄電池單獨更換下來，否則會因蓄電池的內(nèi)阻不平衡而影響整組電池的發(fā)揮，縮短整組電池的使用壽命。4.4定期打掃，以防蓄電池絕緣降低4.5 正常浮充運行是不需要均衡充電，如發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)以下情況應進行均衡充電：4.5.1 正常浮充時，蓄電池單體電壓偏差超過0.1V。4.5.2 個別單體電池電壓低于13.4V。4.5.3 長期達不到浮充要求，每半年進行一次。.4.5.4 放電后24小時之內(nèi)未及時充電。4.5.5 長期小電流深度放電。4.5.6 過流放電（電流大于規(guī)定20%）和過量放電（超過額定容量10%應立即進行均衡充電）。4.6 高頻電