变电站蓄电池组运行维护

变电站蓄电池直流系统的重要性继电保护装置及自动装置电源断路器控制和合闸电源UPS装置的直流电源远动及通讯设备的直流电源变电站直流系统事故照明等第一页，共25页。直流系统组成及各部分特点交流输入直流充电装置蓄电池组直流负荷特点：1.独立于其他电源，不受外界影响。2.输出稳定，电压质量好。3.受容量限制。特点：1.受外界影响大，交流失压就没有输出。2.电子设备，元件老化或损坏则会造成故障或不稳定。要求：1.不能断电。2.需要稳定可靠的电源。第二页，共25页。在变电站直流系统中，蓄电池组扮演着极其重要和不可或缺的作用。平时直流负荷由直流充电装置带着，并对蓄电池组进行浮充电，蓄电池组处于浮充电备用状态。当交流失电、直流充电装置故障或事故状态时，蓄电池组必须向所有直流负荷提供能量，如直流电机、电磁机构、保护装置、控制、通讯、照明等。显然，蓄电池组平时在电力系统中只是属于一个备用设备，但在事故状态下，蓄电池组却是直流负荷的唯一电源供给者，一旦蓄电池有问题，电力系统将面临瘫痪甚至发生重大事故，造成重大损失。如果把一个变电站比作一个国家的话，那么变电站蓄电池直流系统则可以比作这个国家的军队。在和平年代军队似乎不显山露水，但是一旦发生战争，却是掌握着整个国家的命运。第三页，共25页。蓄电池组是变电站直流系统的核心组成部分一个国家没有强大的军队，不用大规模的战争，可能一个小小的冲突就会让其在歌舞升平中走向灭亡。一个变电站的蓄电池组没有维护好，可能一次看似很平常的交流断电或充电装置小小的故障，就可能造成大面积的事故。第四页，共25页。搞好变电站蓄电池组的运行维护对电力系统的安全稳定运行起着重要的作用！第五页，共25页。充分认识变电站蓄电池组的重要性

是搞好变电站蓄电池组运行维护的前提某县公司下面一个小变电站，将公司新买的一台蓄电池恒流放电仪拿到现场去进行该站蓄电池组的核对性充放电工作，结果发现放电装置放不出电流来，怎么弄都不行，怀疑是新买的放电设备不行。后来检修人员到场检查发现蓄电池组里有一只电池端电压达到几十伏，内阻相当高。这就是该组电池放不出电来的根本原因。平时对蓄电池疏于检查维护，这样的直流系统能确保电力系统的安全稳定运行吗？第六页，共25页。蓄电池的失效机理及运行维护

防酸隔爆式铅酸蓄电池（GGF） 阀控式铅酸蓄电池（VRLA）

由于电池不同，各自的失效机理也大不相同，当然，维护和管理的方法也各不相同。第七页，共25页。防酸隔爆式铅酸蓄电池第八页，共25页。阀控式铅酸蓄电池构造负极柱正极柱安全阀汇流排栅板隔板外壳第九页，共25页。防酸隔爆式铅酸蓄电池的工作原理 正极活性物质是二氧化铅，电极反应为：

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

负极活性物质是海绵状金属铅，电极反应为：

Pb+HSO4-—2ePbSO4+H+

电池反应：

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

从反应式中可以看出，硫酸不仅传导电流，而且参与电化学反应，放电时硫酸不断减少，生成水，电解液浓度降低；充电时不断生成硫酸，消耗水，电解液浓度增加。

Pb—H2SO4—H2O体系的氧化还原标准电极电位：

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

即电池电动势，通常近似为蓄电池开路电压。第十页，共25页。阀控式铅酸蓄电池的特点

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。第十一页，共25页。阀控式铅酸蓄电池的氧再复合机理在阀控式铅酸蓄电池中，为了防止充电后期氢气和氧气的逸出，在设计时，负极容量相对于正极过剩。即当充电进行至最终阶段，正极板首先产生氧气，即

2H2OO2+4H+

氧气经隔板中的气孔扩散到负极板，并与负极板活性物质——海绵状Pb和H2SO4发生反应生成PbSO4，同时抑制了负极板氢气的产生，即

2Pb+O22PbOPbO+H2SO4PbSO4+H2O由于是在充电过程中，生成的PbSO4又被回复到了海绵状Pb。总的结果为

O2+4H++4e-2H2O第十二页，共25页。.2O-2-4e-=O2

↑

2H2O-4e-=

4H++O2↑

2Pb+O2=

2PbO

PbO+H2SO4=PbSO4+H2O

2PbSO4+2H++4e-=

2Pb+2HSO4–O2+4H++4e-=2H2O正极PbO2负极Pbe-e-O2H2O=2H++O-2O2O2O2O2O2O2O2O2第十三页，共25页。.显然这是正极板产生氧气的逆过程，即正极板充电后期电解水所产生的氧气，在负极板被复合并还原成水。所以阀控式铅酸蓄电池在充电过程中没有氢气和氧气的冒出，亦没有水的损失。这就是阀控式铅酸蓄电池无需加酸加水，维护量大大减少的原因。第十四页，共25页。给阀控式密封铅酸蓄电池正名曾有一些厂家将阀控式密封铅酸蓄电池称作免维护电池只是为了产品更受欢迎促进销售量而使用的一个噱头，相比原来的防酸隔爆式铅酸蓄电池来说确实是大大减少了维护量，但是它的运行维护却是必不可少的！

正确使用阀控式密封铅酸蓄电池这个名称，避免误导，对蓄电池组的日常维护是非常有好处的。第十五页，共25页。变电站蓄电池组运行方式的选择长期均衡充电方式每个季度环境温度25℃浮充电方式单体电压2.25V单体电压2.35V第十六页，共25页。整组电池浮充、均充电压的设定浮充电压的整定（25℃）：N×2.25V（N=整组蓄电池的总数）均充电压的整定（25℃）：N×2.35V（N=整组蓄电池的总数）第十七页，共25页。三、变电站蓄电池组（阀控式铅酸蓄电池）的日常检查清除表面尘埃;2.检查连接处有无松动、发热和腐蚀现象;3.检查蓄电池壳体有无渗漏和变形;4.检查极柱、安全阀周围是否有酸雾逸出;第十八页，共25页。三、变电站蓄电池组（阀控式铅酸蓄电池）的日常检查5.检查蓄电池组浮充电压;6.检查蓄电池温度是否过高;7.检查每个单体蓄电池浮充电电压是否在2.25±0.03V范围内。第十九页，共25页。当发现蓄电池组有问题或缺陷时，可通过正常渠道报修，请专业检修人员到现场进行进一步进行检查处理。

任何情况下的延误都会造成不可预料的后果发生！第二十页，共25页。四、变电站蓄电池组的年度检查（核对性充放电试验）蓄电池组的核对性充放电试验是检查发现蓄电池深层次问题的一个最有效的方法。核对性充放电试验每年进行一次。检查蓄电池组的实际容量，发现落后电池。通过核对性充放电试验使电池组进行一次全面的活化，恢复容量。第二十一页，共25页。核对性充放电试验计划放出的容量选择1.变电站只有一组电池的，只计划放出电池额定容量的50%2.变电站有两组蓄电池的，每组电池应计划放出额定容量的100%第二十二页，共25页。核对性充放电试验蓄电池组放电电流的计算蓄电池组核对性放电时，放电装置的放电电流应设为为该电池组的0.1C10注意：如果直流母线负荷无法断开，放电电流应将负荷电流减去。第二十三页，共25页。核对性充放电试验