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變電站蓄電池浮充電運(yùn)行的問(wèn)題分析與研究

作者: 時(shí)間:2012-04-11 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

的提出:

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/177546.htm

目前我公司管轄直流系統(tǒng)的大多數(shù)都已經(jīng)更新為閥控密封鉛酸。影響閥控電池使用有兩個(gè)重要因素:溫度和浮壓,溫度和浮壓的變化會(huì)給闊控密封電池帶來(lái)嚴(yán)重危害,嚴(yán)重影響使用壽命和實(shí)時(shí)容量,目前我們的環(huán)境溫度基本上都不到一個(gè)理想的恒定值,這對(duì)閥控鉛酸蓄電池的安全穩(wěn)定很不利。

原因

閥控式密封蓄電池的特點(diǎn): 閥控式密封鉛酸蓄電池采用陰極吸收式的電化學(xué)原理和獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的材料,保證電池內(nèi)氧氣循環(huán)復(fù)合的建立,氧氣循環(huán)化學(xué)反應(yīng)方程式:

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與傳統(tǒng)的防酸隔爆式鉛蓄電池相比,它有以下幾個(gè)特點(diǎn):
(1)密封設(shè)計(jì),貧液狀態(tài)下工作,不需添加蒸餾水;

(2)免測(cè)電解液密度;
(3)能在任意方向放置;
(4)基本無(wú)有害氣體,對(duì)環(huán)境污染??;
(5)對(duì)環(huán)境溫度要求較高。

一.溫度的影響:

閥控式密封蓄電池浮流對(duì)溫度極為敏感,溫度每變化10℃,電流成倍變化,同一充電電流下,溫度升高,浮充電壓降低。因此如果不進(jìn)行溫度補(bǔ)償可能使控制器過(guò)早關(guān)斷而電池實(shí)際未充滿,長(zhǎng)期使電池形成記憶效應(yīng),容量下降;而過(guò)充電使蓄電池起了水的電解槽作用,產(chǎn)生過(guò)熱和失水,電解液損失,造成蓄電池失效。

閥控式蓄電池在環(huán)境溫度為25℃時(shí)的容量為100%;超過(guò)25℃時(shí),將使電池水份散失,加大了電液濃度;其次,電池溫度高會(huì)加速合金腐蝕速度,長(zhǎng)期處于這一環(huán)境中的電池板柵可因之而穿孔損壞,易使活性物質(zhì)附著減弱而脫落。由此看出,環(huán)境溫度的升高,雖使容量暫時(shí)有所增加,但高溫使電池板柵腐蝕劇增,嚴(yán)重地阻礙著電極反應(yīng),降低了蓄電池整體容量。以下是深圳華達(dá)閥控蓄電池25℃以下溫度與容量的關(guān)系如表所示:

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艾諾斯-華達(dá)電池的設(shè)計(jì)容量隨溫度的變化而變化,溫度下降對(duì)容量影響不小。

以下是山東華日SNS閥控密封蓄電池溫度與容量關(guān)系曲線(浮充電壓取25℃標(biāo)準(zhǔn)值恒定):

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Ce—25℃基準(zhǔn)容量 ; t—放電開(kāi)始蓄電池溫度;

Ct—實(shí)測(cè)容量 ; K—溫度系數(shù),10小時(shí)率取K=0.006/℃

艾諾斯-華達(dá)GFM電池的設(shè)計(jì)壽命隨溫度變化而變化,溫度每升高10℃,浮充電壽命減半,下表顯示了電池的浮充壽命與溫度關(guān)系:

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通過(guò)此表易知深圳華達(dá)閥控密封鉛酸蓄電池壽命受溫度和浮充電壓影響都較大。

以下是山東華日SNS閥控密封蓄電池溫度與壽命關(guān)系曲線(浮充電壓取25℃標(biāo)準(zhǔn)值恒定):

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此表是山東華日廠的合資企業(yè)日本公司在試驗(yàn)室做得壽命和溫度關(guān)系圖,從中可以看出,在取標(biāo)準(zhǔn)溫度25℃浮充電壓值不變的情況下,溫度上升對(duì)蓄電池的影響:25℃時(shí)使用壽命為設(shè)計(jì)壽命,30℃時(shí)使用壽命為設(shè)計(jì)壽命的75%左右,而35度更是僅為設(shè)計(jì)壽命的55%左右。從以上圖線和表格可以看出,閥控密封鉛酸蓄電池運(yùn)行溫度對(duì)壽命影響之大。

二.浮充電壓的影響 :

浮充運(yùn)行是蓄電池的最佳運(yùn)行條件,運(yùn)行時(shí)電池一直處于滿荷電狀態(tài),理論上在此條件下運(yùn)行蓄電池將達(dá)到最長(zhǎng)的使用壽命。浮充電壓的設(shè)置對(duì)蓄電池的壽命具有相當(dāng)重要的影響,浮充電壓產(chǎn)生的電流量應(yīng)達(dá)到補(bǔ)償自放電及電池單體放電電量和維持氧循環(huán)的需要。不合理的浮充電壓主要在兩個(gè)方面影響電池,即正極板柵腐蝕速率和電池內(nèi)氣體的排放。特別是當(dāng)電池的浮充電壓超過(guò)一定值時(shí),板柵腐蝕現(xiàn)象會(huì)進(jìn)一步加劇,電池內(nèi)的氧氣和氫氣產(chǎn)生較高氣壓,通過(guò)排氣閥排放,從而造成電池失水,正極腐蝕則意味著電池失水,進(jìn)一步加劇電池劣化、壽命縮短。若將浮充電壓超過(guò)一定幅度,增大的浮充電流會(huì)產(chǎn)生更多的盈余氣體,這樣便使氧在負(fù)極復(fù)合受到阻力,從而削弱了氧的循環(huán)機(jī)能,嚴(yán)重降低壽命。以下是美國(guó)GNB閥控密封蓄電池的浮充電壓與壽命試驗(yàn)結(jié)果(此型號(hào)電池25℃時(shí)標(biāo)準(zhǔn)浮充電壓2.27V):

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可以說(shuō)不合適的浮充電壓值對(duì)閥控密封蓄電池的使用壽命影響是相對(duì)大的。

解決方案:

一. 對(duì)于蓄電池室具備供暖設(shè)施,溫度能夠維持在20℃~25℃之間溫度變化范圍不大影響不大,可以正常運(yùn)行。

二. 對(duì)于蓄電池室沒(méi)有供暖設(shè)施,或者溫度達(dá)不到規(guī)程要求的(我處所維護(hù)多數(shù)屬于此情況),采取溫度補(bǔ)償?shù)霓k法進(jìn)行改變浮充電壓。一般的閥控密封鉛酸蓄電池的溫度補(bǔ)償系數(shù)為溫度每升高1度,相應(yīng)的浮充電壓值應(yīng)該下調(diào)3mV,下圖為深圳華達(dá)蓄電池浮充電壓隨溫度變化要求:

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如果冬天的溫度達(dá)到0℃,按照這樣一個(gè)溫度補(bǔ)償應(yīng)該提高浮充電壓大約8V,像深圳華達(dá)的閥控蓄電池要求每度補(bǔ)償5mV,這樣需要提高的浮充電壓更是達(dá)到13V之多。目前我們維護(hù)的很多沒(méi)有進(jìn)行溫度補(bǔ)償,主要原因有二:首先是有些變電站沒(méi)有溫度補(bǔ)償裝置,其次是即使是有溫度補(bǔ)償裝置的站,由于種種原因沒(méi)有運(yùn)行。通過(guò)前面的可以看出危害不小。

解決的方案,一是向廠家提出更加穩(wěn)定的溫度傳感器和相應(yīng)的調(diào)壓控制;二是我們可以增加對(duì)閥控密封鉛酸蓄電池的維護(hù)工作,人為的更改浮充電壓值,可以按季節(jié)進(jìn)行范圍內(nèi)更改,使得浮充電壓偏離標(biāo)準(zhǔn)值較小,在很大程度上也可以有效地抑制浮充電壓偏離實(shí)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)值造成的危害。

三.嚴(yán)格執(zhí)行變電站直流巡檢制度,220kV變電站每年巡檢兩次以上,110kV變電站每年巡檢,確保蓄電池浮充電電壓的準(zhǔn)確性。

以上是對(duì)目前變電站閥控密封鉛酸蓄電池浮充電運(yùn)行存在,希望能夠?qū)ψ冸娬局绷飨到y(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供幫助。其中不當(dāng)之處在所難免,請(qǐng)?zhí)岢雠u(píng)指正,不勝感激。

參考文獻(xiàn):

1. 北京電力公司變電站直流系統(tǒng)管理制度

2. 北京電力公司變電站直流系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定

3. 山東華日、曲阜圣陽(yáng)、深圳華達(dá)閥控密封鉛酸蓄電池說(shuō)明書(shū);

4. 美國(guó)GNB閥控密封鉛酸蓄電池運(yùn)行維護(hù)守則

5. 華北電網(wǎng)有限公司生產(chǎn)技術(shù)部直流系統(tǒng)文件匯編

6. 閥控鉛酸蓄電池實(shí)用技術(shù)問(wèn)答 中國(guó)電力出版社

7. 閥控鉛酸蓄電池實(shí)用技術(shù) 中國(guó)電力出版社



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