變電站蓄電池組運行維護

變電站蓄電池直流系統(tǒng)的重要性繼電保護裝置及自動裝置電源斷路器控制和合閘電源UPS裝置的直流電源遠動及通訊設(shè)備的直流電源變電站直流系統(tǒng)事故照明等第一頁，共25頁。直流系統(tǒng)組成及各部分特點交流輸入直流充電裝置蓄電池組直流負荷特點：1.獨立于其他電源，不受外界影響。2.輸出穩(wěn)定，電壓質(zhì)量好。3.受容量限制。特點：1.受外界影響大，交流失壓就沒有輸出。2.電子設(shè)備，元件老化或損壞則會造成故障或不穩(wěn)定。要求：1.不能斷電。2.需要穩(wěn)定可靠的電源。第二頁，共25頁。在變電站直流系統(tǒng)中，蓄電池組扮演著極其重要和不可或缺的作用。平時直流負荷由直流充電裝置帶著，并對蓄電池組進行浮充電，蓄電池組處于浮充電備用狀態(tài)。當交流失電、直流充電裝置故障或事故狀態(tài)時，蓄電池組必須向所有直流負荷提供能量，如直流電機、電磁機構(gòu)、保護裝置、控制、通訊、照明等。顯然，蓄電池組平時在電力系統(tǒng)中只是屬于一個備用設(shè)備，但在事故狀態(tài)下，蓄電池組卻是直流負荷的唯一電源供給者，一旦蓄電池有問題，電力系統(tǒng)將面臨癱瘓甚至發(fā)生重大事故，造成重大損失。如果把一個變電站比作一個國家的話，那么變電站蓄電池直流系統(tǒng)則可以比作這個國家的軍隊。在和平年代軍隊似乎不顯山露水，但是一旦發(fā)生戰(zhàn)爭，卻是掌握著整個國家的命運。第三頁，共25頁。蓄電池組是變電站直流系統(tǒng)的核心組成部分一個國家沒有強大的軍隊，不用大規(guī)模的戰(zhàn)爭，可能一個小小的沖突就會讓其在歌舞升平中走向滅亡。一個變電站的蓄電池組沒有維護好，可能一次看似很平常的交流斷電或充電裝置小小的故障，就可能造成大面積的事故。第四頁，共25頁。搞好變電站蓄電池組的運行維護對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行起著重要的作用！第五頁，共25頁。充分認識變電站蓄電池組的重要性

是搞好變電站蓄電池組運行維護的前提某縣公司下面一個小變電站，將公司新買的一臺蓄電池恒流放電儀拿到現(xiàn)場去進行該站蓄電池組的核對性充放電工作，結(jié)果發(fā)現(xiàn)放電裝置放不出電流來，怎么弄都不行，懷疑是新買的放電設(shè)備不行。后來檢修人員到場檢查發(fā)現(xiàn)蓄電池組里有一只電池端電壓達到幾十伏，內(nèi)阻相當高。這就是該組電池放不出電來的根本原因。平時對蓄電池疏于檢查維護，這樣的直流系統(tǒng)能確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行嗎？第六頁，共25頁。蓄電池的失效機理及運行維護

防酸隔爆式鉛酸蓄電池（GGF） 閥控式鉛酸蓄電池（VRLA）

由于電池不同，各自的失效機理也大不相同，當然，維護和管理的方法也各不相同。第七頁，共25頁。防酸隔爆式鉛酸蓄電池第八頁，共25頁。閥控式鉛酸蓄電池構(gòu)造負極柱正極柱安全閥匯流排柵板隔板外殼第九頁，共25頁。防酸隔爆式鉛酸蓄電池的工作原理 正極活性物質(zhì)是二氧化鉛，電極反應為：

PbO2+3H++HSO4-+2ePbSO4+2H2O

負極活性物質(zhì)是海綿狀金屬鉛，電極反應為：

Pb+HSO4-—2ePbSO4+H+

電池反應：

Pb+PbO2+2H++2HSO4-2PbSO4+2H2O

從反應式中可以看出，硫酸不僅傳導電流，而且參與電化學反應，放電時硫酸不斷減少，生成水，電解液濃度降低；充電時不斷生成硫酸，消耗水，電解液濃度增加。

Pb—H2SO4—H2O體系的氧化還原標準電極電位：

V-=PbSO4︱Pb=-0.356V V+=PbO2︱PbSO4=1.865V E=V+-V-=1.865–(-0.356)=2.221V

即電池電動勢，通常近似為蓄電池開路電壓。第十頁，共25頁。閥控式鉛酸蓄電池的特點

全密封結(jié)構(gòu)，用一安全閥控制電池內(nèi)氣體壓力。

利用氧再復合“水循環(huán)”原理，使電池正極析出的氧氣通過隔膜擴散到負極發(fā)生氧化反應生成PbO2，并與H2SO4反應，最終生成水，避免了水的散失。

采用玻璃纖維或膠體作為隔膜，吸貯電解液，貧液式，緊裝配。第十一頁，共25頁。閥控式鉛酸蓄電池的氧再復合機理在閥控式鉛酸蓄電池中，為了防止充電后期氫氣和氧氣的逸出，在設(shè)計時，負極容量相對于正極過剩。即當充電進行至最終階段，正極板首先產(chǎn)生氧氣，即

2H2OO2+4H+

氧氣經(jīng)隔板中的氣孔擴散到負極板，并與負極板活性物質(zhì)——海綿狀Pb和H2SO4發(fā)生反應生成PbSO4，同時抑制了負極板氫氣的產(chǎn)生，即

2Pb+O22PbOPbO+H2SO4PbSO4+H2O由于是在充電過程中，生成的PbSO4又被回復到了海綿狀Pb?？偟慕Y(jié)果為

O2+4H++4e-2H2O第十二頁，共25頁。.2O-2-4e-=O2

↑

2H2O-4e-=

4H++O2↑

2Pb+O2=

2PbO

PbO+H2SO4=PbSO4+H2O

2PbSO4+2H++4e-=

2Pb+2HSO4–O2+4H++4e-=2H2O正極PbO2負極Pbe-e-O2H2O=2H++O-2O2O2O2O2O2O2O2O2第十三頁，共25頁。.顯然這是正極板產(chǎn)生氧氣的逆過程，即正極板充電后期電解水所產(chǎn)生的氧氣，在負極板被復合并還原成水。所以閥控式鉛酸蓄電池在充電過程中沒有氫氣和氧氣的冒出，亦沒有水的損失。這就是閥控式鉛酸蓄電池無需加酸加水，維護量大大減少的原因。第十四頁，共25頁。給閥控式密封鉛酸蓄電池正名曾有一些廠家將閥控式密封鉛酸蓄電池稱作免維護電池只是為了產(chǎn)品更受歡迎促進銷售量而使用的一個噱頭，相比原來的防酸隔爆式鉛酸蓄電池來說確實是大大減少了維護量，但是它的運行維護卻是必不可少的！

正確使用閥控式密封鉛酸蓄電池這個名稱，避免誤導，對蓄電池組的日常維護是非常有好處的。第十五頁，共25頁。變電站蓄電池組運行方式的選擇長期均衡充電方式每個季度環(huán)境溫度25℃浮充電方式單體電壓2.25V單體電壓2.35V第十六頁，共25頁。整組電池浮充、均充電壓的設(shè)定浮充電壓的整定（25℃）：N×2.25V（N=整組蓄電池的總數(shù)）均充電壓的整定（25℃）：N×2.35V（N=整組蓄電池的總數(shù)）第十七頁，共25頁。三、變電站蓄電池組（閥控式鉛酸蓄電池）的日常檢查清除表面塵埃;2.檢查連接處有無松動、發(fā)熱和腐蝕現(xiàn)象;3.檢查蓄電池殼體有無滲漏和變形;4.檢查極柱、安全閥周圍是否有酸霧逸出;第十八頁，共25頁。三、變電站蓄電池組（閥控式鉛酸蓄電池）的日常檢查5.檢查蓄電池組浮充電壓;6.檢查蓄電池溫度是否過高;7.檢查每個單體蓄電池浮充電電壓是否在2.25±0.03V范圍內(nèi)。第十九頁，共25頁。當發(fā)現(xiàn)蓄電池組有問題或缺陷時，可通過正常渠道報修，請專業(yè)檢修人員到現(xiàn)場進行進一步進行檢查處理。

任何情況下的延誤都會造成不可預料的后果發(fā)生！第二十頁，共25頁。四、變電站蓄電池組的年度檢查（核對性充放電試驗）蓄電池組的核對性充放電試驗是檢查發(fā)現(xiàn)蓄電池深層次問題的一個最有效的方法。核對性充放電試驗每年進行一次。檢查蓄電池組的實際容量，發(fā)現(xiàn)落后電池。通過核對性充放電試驗使電池組進行一次全面的活化，恢復容量。第二十一頁，共25頁。核對性充放電試驗計劃放出的容量選擇1.變電站只有一組電池的，只計劃放出電池額定容量的50%2.變電站有兩組蓄電池的，每組電池應計劃放出額定容量的100%第二十二頁，共25頁。核對性充放電試驗蓄電池組放電電流的計算蓄電池組核對性放電時，放電裝置的放電電流應設(shè)為為該電池組的0.1C10注意：如果直流母線負荷無法斷開，放電電流應將負荷電流減去。第二十三頁，共25頁。核對性充放電試驗