蓄电池直流电源标准与维护

1、蓄电池直流电源标准与维护电气二次专业 韩丹主要内容第一部分 名词术语解释第二部分 阀控式蓄电池的特点第三部分 阀控式蓄电池运行及维护第四部分 充电装置的运行及维护 第五部分 直流系统事故反措 一、名词术语解释1.11.1、初充电 1.71.7、恒流放电 1.21.2、恒流充电 1.8 “ 1.8 “三遥”功能1.31.3、恒流限压充电 1.9 1.9、额定容量1.41.4、浮充电 1.101.10、核对性放电1.51.5、均衡充电 1.1 1.11 1、蓄电池容量符号1.61.6、补充充电 1.12 1.12、放电电流符号1.1、初充电 新蓄电池在交付使用前,为完全达到荷电状态所进行的第一次充

2、电。初充电工作程序应参照厂家说明书。1.2、恒流充电 充电电流在充电电压范围内，维持在恒定值的充电 1.3、恒流限压充电 先以恒流方式进行充电，当蓄电池组端电压上升到限压值时，充电装置自动转换为恒压充电，直到充电完毕。 1.4、浮充电 在充电装置的直流输出端始终并接着蓄电池和负载，以恒压充电方式工作。正常运行时充电装置在承担经常性负荷的同时向蓄电池补充充电，以补偿蓄电池的自放电，使蓄电池以满容量的状态处于备用。 单体蓄电池25下的浮充电电压为 (2.23-2.28) V, 浮充电电流为 (1-3) mA/Ah（电压高降低使用寿命）。 运行中应根据环境温度的变化来调整浮充电压,通常调节系数为（3

3、-4）mV/,如温度升高10 (35),单体浮充电压降低（30-40）mV,否则过充电和发热,降低寿命,甚至损坏。1.5、均衡充电 为补偿蓄电池在使用过程中产生的电压不均匀现象,使其恢复到规定的范围内而进行的充电。 单体蓄电池在25下的均衡充电电压为 (2.3-2.4) V, 通常采用单体2.35V，均衡充电电流为 (1.0-1.2) I10。1.6、补充充电 蓄电池在存放中，由于自放电，容量逐渐减少，甚至于损坏，按厂家说明书，需定期进行的充电。1.7、恒流放电 蓄电池在放电过程中，放电电流始终保持恒定不变，直放到规定的终止电压为止。1.81.8、“三遥”功能遥信功能、遥测功能、遥控功能的简称

4、1.9、额定容量蓄电池容量的基准值，在规定的放电条件下蓄电池能放出的电量。小时率容量是指在不同放电电流下蓄电池的容量。 以Cn表示（n为放电小时数）。 1.10、核对性放电 在正常运行中的蓄电池组,为了检验其实际容量，将蓄电池组脱离运行，以规定的放电电流进行恒流放电，只要其中一个蓄电池放到了规定的终止电压，应停止放电。按：C=If t （Ah）计算蓄电池组的实际容量。1.111.11、蓄电池容量符号C5 5h率额定容量，AhC10 10h率额定容量，Ah1.121.12、放电电流符号I55h率放电电流，数值C5/5,A,I10 10h率放电电流，数值C10/10,A2 2、名词术语公式2.1、

5、容量实验2.2、稳流精度2.3、稳压精度2.4、纹波系数2.5、效率2.6、均流及均流不平衡系数2.7、直流级差2.72.7、直流级差直流级差也称直流系统级差保护，由于变电站直流系统供电内容多，回路分布广，在一个直流网络中往往有许多支路需要设置断路器或熔断器进行保护，并往往分成三级或四级串联，这就存在着正确选择保护方案和保护上下级之间的配合问题。直流级差保护就是利用上下级之间的电流和时间不同来完成级差保护，防止直流系统停电面积的扩大。熔断器在上而直流断路器在下时,熔断器为直流断路器额定电流的2倍及以上。直流断路器上而熔断器在下时,直流断路器额定电流应为熔断器额定电流的4倍及以上。2.12.1、

6、容量实验新安装的蓄电池组，按规定的恒定电流进行充电，将蓄电池充满容量后，按规定的恒定电流进行放电，当其中一个蓄电池放至终止电压时为止，按以下公式进行容量计算：C=Ift (Ah)式中 C 蓄电池组容量，Ah； If恒定放电电流，A； t 放电时间，h。2.22.2、稳流精度交流输入电压在额定电压10%范围内变化、输出电流在20%100%额定值的任一数值，充电电压在规定的调整范围内变化时，其稳流精度按以下公式计算：式中I 稳流精度 IM 输出电流波动极限值； IZ 输出电流整定值%100IUZUZ-IM2.32.3、稳压精度交流输入电压在额定电压10%范围内变化，负荷电流在0100%额定值变化时

7、，直流输出电压在调整范围内的任一数值时其稳压精度按以下公式计算：式中U稳压精度； UM 输出电压波动极限值 UZ 输出电压整定值。%100UZUZ-UMU2.42.4、纹波系数纹波系数:充电装置输出的直流电压中，脉动量峰值与谷值之差的一半，与直流输出电压平均值之比。按以下公式计算：式中U 纹波系数； Uf 直流电压中脉动峰值； Ug 直流电压中脉动谷值； Up 直流电压平均值。%1002UPUg-Uf2.52.5、效率效率:充电装置的交流额定输入功率与直流输出功率之比。按以下公式计算：式中 效率； WD 直流输出功率； WA 交流输入功率。%100WAWD2.62.6、均流及均流不平衡系数均流

8、及均流不平衡度:采用同型号同参数的高频开关电源模块整流器，以 （N+1)或（N+2）多块并联方式运行，为使每一个模块都能均匀地承担总的负 荷电流，称为均 流.模块间负荷电流的差异，叫均流不平衡度。按以下公式计算：式中 均流不平衡； I 实测模块输出电流的极限值； IN 模块的额定电流值。 IP N个工作模块输出电流的平均值%100INIP-I2.72.7、级差配合直流级差也称直流系统级差保护，由于变电站直流系统供电内容多，回路分布广，在一个直流网络中往往有许多支路需要设置断路器或熔断器进行保护，并往往分成三级或四级串联，这就存在着正确选择保护方案和保护上下级之间的配合问题。直流级差保护就是利用

9、上下级之间的电流和时间不同来完成级差保护，防止直流系统停电面积的扩大。当直流断路器和熔断器串级作为保护电器时，宜按下列配合： 1、熔断器装设在直流断路器上一级时，熔断器额定电流应为直流断路器额定电流的2倍及以上。 2、直流断路器装设在熔断器上一级时，直流断路器额定电流应为熔断器额定电流的4倍及以上。二、阀控式密封铅酸蓄电池的特点1、阀控式铅酸蓄电池结构2、阀控式铅酸蓄电池特点3、温度与容量的关系4、温度与浮充的关系5、温度与寿命的关系1 1、阀控式铅酸蓄电池结构负极柱安全阀汇流排栅板正极柱外壳隔板隔板2 2、阀控式铅酸蓄电池特点全密封结构，用一安全阀控制电池内气体压力。利用氧再复合“水循环”原

10、理，使电池正极析出的氧气通过隔膜扩散到负极发生氧化反应生成 PbO2 ，并与 H2SO4 反应，最终生成水，避免了水的散失。采用玻璃纤维或胶体作为隔膜，吸贮电解液，贫液式，紧装配。3 3、温度与容量的关系温度下降，容量也随之下降，当环境温度为+5C时，其容量约为额定容量80%，电池环境温度低于基准温度，大致每下降1C，容量下降1%，反之，温度升高，容量也相应增大。下图为阀控式蓄电池为温度（T）和放电容量（C）关系图。4 4、温度与浮充电压的关系环境温度变化时，蓄电池的浮充电压也需要调整。下图表示二者之间的关系环境温度 建议浮充电压V/只 +52.31 +102.29 +152.27 +202.

11、25 +252.23 +302.21 +352.205 5、温度与寿命的关系电池在长期高温下使用，电池内部会产生多余气体，电池内部气压升高，引起排气阀开启，造成电解质损失。三、阀控式蓄电池运行及维护1、阀控蓄电池组的运行方式及监视 2、阀控蓄电池的充放电制度 3、阀控蓄电池的核对性放电4、阀控蓄电池的运行维护 5、阀控蓄电池的故障及处理1、阀控蓄电池组的运行方式及监视阀控蓄电池组在正常运行中以浮充电方式运行 浮充电压值宜控制为（2.232.28）V、均衡充电电压值宜控制为（2.302.35）V， 运行中主要监视蓄电池的端电压，浮充电流值，每只蓄电池的电压值、蓄电池组及直流母线的对地电阻和绝缘状

12、态。2、阀控蓄电池的充放电制度 2.1、恒流限压充电2.2、恒压充电2.3、补充充电 2.4、均衡充电2.1、恒流限压充电 采用I10电流进行恒流充电，当蓄电池组端电压上升到（2.302.35）V*N限压值时，自动或手动转为恒压充电。 2.2、恒压充电 在（2.302.35）V*N的恒压充电下，I10充电电流逐渐减小，当充电电流减小到0.1I10电流,充电装置的倒计时开始启动,当整定的倒计时结束时（6-8小时）,充电装置将自动或手动地转为正常的浮充电运行。2.3、补充充电 为了弥补运行中浮充电流调整不当造成了欠充，补偿不了阀控蓄电池自放电和爬电漏电所造成蓄电池容量的亏损，根据需要设定时间（一般

13、为3个月）充电装置将自动或手动进行一次恒流限压充电恒压充电浮充电过程，使蓄电池组随时具有满容量，确保运行安全可靠。蓄电池遇下列行为时，应进行均衡充电： 当电池安装完毕 放电深度超过(10-20)%,如交流充电电源中断闲置不用的时间超过3个月；全浮充时间超过3个月； 2.4、均衡充电程序 先用I10电流进行恒流充电，当蓄电池组端电压上升到（2.302.35）V*N，自动或手动转为恒压充电，当充电电流减小到0.1I10电流,可认为蓄电池组已被充满容量 ,并自动或手动地转为正常的浮充电方式运行。3、阀控蓄电池的核对性放电3.13.1、两组阀控蓄电池3.33.3、阀控蓄电池核对性放电周期3.43.4、

14、我厂充放电试验 3.1、两组阀控蓄电池 发电厂或变电所中若具有两组蓄电池，可先对其一组蓄电池组进行全核对性放电，用I10电流恒流放电，当蓄电池组的电压下降到1.8V*N，停止放电，再用I10电流进行恒流限压充电恒压充电浮充电，反复放充（2-3）次，蓄电池存在的问题也能查出，蓄电池组容量得到恢复。经过三次全核对性放电，蓄电池容量均达不到额定容量的80%以上，可认为此组蓄电池使用年限已到，应安排更换。3.2、阀控蓄电池核对性放电周期 新安装或大修后的蓄电池组，应进行全核对性放电试验以后每3年进行一次核对性试验运行6年以后的阀控蓄电池，应每年作 一次核对性放电试验3.3、我厂充放电试验在测控装置上设

15、定菜单电池管理选择自动均充，设置浮充电压为2.35X蓄电池个数,均充电压110V直流系统设置为122V，220V直流系统设备为244V。（单电池电压上限为2.35 V）充电过程中，每小时测量记录直流母线电压、电池充电电流、蓄电池环境温度、蓄电池温度、电池的单体电压和充电柜整流模块的温度，确保整个过程中没有过热现象发生，当充电电流衰减至0.1I10 以下，保持3小时，可终止充电。实验结束，停止12小时，再对蓄电池进行均衡充电。我厂充放电记录表格：电 池 放 电 记 录 .doc4、阀控蓄电池的运行维护 4.1、阀控蓄电池在运行中巡视 4.2、阀控蓄电池在运行中的维护 4.1、阀控蓄电池在运行中巡

16、视检查蓄电池的单体电压值、蓄电池组端电压值和浮充电流大小及变化连接片有无松动和腐蚀现象，壳体有无渗漏和变形，极柱与安全阀周围是否有酸雾溢出直流系统绝缘电阻是否下降检查单体电池温度是否过高或过低4.2、阀控蓄电池在运行中的维护和管理建立基础档案 ，加强日常维护，做好定期检查和试验记录，制定蓄电池运行规程。备用蓄电池每三个月进行一次补充充电。 根据环境温度与基准温度（25）的差值调整浮充电压，一般每下降1，单体2V电池浮充电压应提高3-5mV。定期对蓄电池外壳进行清洁工作。“三防、一及时”防高温、防过充电、防过放电，及时充电。否则会严重降低蓄电池的使用生命。5、阀控蓄电池的故障及处理5.1、阀控蓄

17、电池壳体异常 5.2、阀控蓄电池内部异常5.1、阀控蓄电池壳体异常 蓄电池外观有膨胀、鼓肚、裂纹、漏液、极柱发热或锈蚀等 异常原因: 充电电流过大，单体浮充电压超过了2.4V,内部有短路或局部放电、温度超标、阀控失灵。处理方法：减小充电电流，降低充电电压，检查安全阀体是否堵死。5.2、阀控蓄电池内部异常运行中浮充电压正常，但一放电，电压很快下降到终止电压值，充电时，电压上升较快，容量严重不足，极板产生白色结晶体（硫酸铅）、弯曲、断裂等异常原因:蓄电池内部失水干涸、电解物质变质，内部短路处理方法：更换蓄电池。四、充电装置的运行及维护 阀控蓄电池对充放电要求较高，不允许过充和欠充，微机控制的高精度

18、充电装置具有恒压浮充、恒流限压充电等功能，并能按蓄电池运行要求自动进行均充、浮充的转换，还具有遥信、遥测、遥控功能，在电力系统得到了广泛的应用。 运行维护项目：1、充电装置运行参数监视 2、充电装置运行操作3、充电装置维护检修4、充电装置保护 1、充电装置运行参数监视三相交流电压是否平衡或缺相运行噪声有无异常保护信号是否正常交流输入电压、直流输出电压、直流输出电流等表计显示是否正确正对地和负对地的绝缘状态是否良好 我厂#3#3机110V110V直流系统充电柜巡检项目2、充电装置运行操作 交流电源中断，蓄电池将不间断供出直流负荷，若无自动调压装置，应进行手动调压，确保母线电压的稳定；同时应控制负

19、荷，保证保护和控制电源的可靠运行交流电源恢复送电，应立即手动或自动启动充电装置，对蓄电池组进行恒流限压充电恒压充电浮充电充电装置内部故障跳闸，应及时启动备用充电装置，调整好运行参数。3、充电装置维护检修 运行维护人员每月应对充电装置作一次清洁除尘工作。大小修检查装置绝缘时，应将电子元件的控制板及整流元件断开或短接。若控制板或整流模块不正常，应停机更换。4、充电装置保护充电装置应具有过流、过压、欠压、绝缘监察、 交流失压、缺相等保护及声光报警功能限流功能 （50110）%Ie过流保护 115%Ie过压保护 110%Ue欠压保护 90%Ue对地绝缘： 额定直流 110V 7k 额定直流 220V

20、25k五、直流系统事故反措直流系统对变电站生产设备及电力系统安全运行具有极端重要性。在正常运行和事故情况下都必须保证不间断供电，并满足电压质量和供电能力的要求。防止直流系统事故重点要求：1、加强蓄电池组的运行管理和维护2、保证直流系统设备安全稳定运行3、加强防止直流系统误操作的技术及管理措施1 1、加强蓄电池组的运行管理和维护：严格控制浮充电方式和运行参数。除厂家特殊规定外，采用恒压方式进行浮充电，严格控制单体电池的 浮充电压上、下限，防止蓄电池因充电电压过高或过低而损坏；严格控制蓄电池室温度，不能长期超过30 ，防止因环境温度过高使蓄电池容量严重下降，运行寿命缩短。进行定期核对性对性放电试验，确切掌握蓄电池容量。新安装的阀控密封蓄电池组，应进行全核对性放电试验。以后隔三年进行一次核对性放电试验。运行了六年以后的蓄电池组，每一年做一次核对性放电试验。 2 2、保证直流系统设备安全稳定运行2.1、保证充电、浮充电装置稳定运行2.2、加强直流熔断器的管理，防止越级熔断，扩大直流系统停电范围2.3、加强直流系统用直流断路器的管理2.12.1、保证充电、浮充电装置稳定运行新扩建或改造的变电站选用充电、浮充电装置应满足稳压精度优于0.5%，稳流精度优于1%，输