免維護(hù)蓄電池及充電設(shè)備的運(yùn)行與維護(hù)

1、變電所的直流系統(tǒng)是繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和斷路器正確動(dòng)作的基本保證，其穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)防止系統(tǒng)破壞性事故擴(kuò)大和設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞至為重要。隨著遠(yuǎn)動(dòng)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(yuǎn)程集中值班點(diǎn)，對(duì)所轄各所進(jìn)行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控及運(yùn)行維護(hù)，有的變電所不再保留運(yùn)行值班人員，這就對(duì)蓄電池及充電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。以前，應(yīng)用較為普遍的有鎘鎳蓄電池和鉛酸蓄電池兩種，充電設(shè)備采用可控硅整流裝置，但這兩種蓄電池存在維護(hù)工作量大，且復(fù)雜等現(xiàn)象，不利于安全運(yùn)行。另外，由于充電設(shè)備與蓄電池并聯(lián)運(yùn)行，紋波系數(shù)較大，會(huì)出現(xiàn)蓄電池脈動(dòng)充電放電現(xiàn)象，影響蓄電池使用壽命。針對(duì)以上情況，采用免維護(hù)鉛酸

2、蓄電池代替鎘鎳蓄電池，充電設(shè)備也逐步采用高頻充電裝置。免維護(hù)鉛酸蓄電池具有體積小、重量輕、放電性能高、維護(hù)量小等特點(diǎn)，解決了集中運(yùn)行維護(hù)的需要。免維護(hù)蓄電池及先進(jìn)的充電設(shè)備為變電所的安全運(yùn)行及維護(hù)提供了可靠的保障。本文針對(duì)塔河分公司各個(gè)變電所的免維護(hù)蓄電池及UPS充電設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析探討，總結(jié)出一些運(yùn)行及維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：免維護(hù)蓄電池高頻開關(guān)運(yùn)行維護(hù)摘要I目錄II第一章高頻開關(guān)電源特點(diǎn)11.1 高可靠性11.2 高智能化1第二章免維護(hù)蓄電池及充電設(shè)備12.1 上海南空電子電器設(shè)備廠12.2 南京寶光電子設(shè)備有限公司1第三章免維護(hù)蓄電池及充電設(shè)備的事故分析13.1 蓄電池長(zhǎng)期

3、欠充23.2 GZDW直流系統(tǒng)蓄電池浮充電流抖動(dòng)問題43.3 結(jié)論5第四章免維護(hù)蓄電池和高頻充電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)5第五章結(jié)論1.1高可靠性第一章 高頻開關(guān)電源特點(diǎn)采用開關(guān)電源特有的模塊化設(shè)計(jì)，N+1熱備份，大大提高了可靠性。系統(tǒng)采用國(guó)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土3%體積小，重量輕，效率高，輸出的紋波極小，有利于延長(zhǎng)電池壽命。系統(tǒng)采用模塊疊加形式，維護(hù)方便。1.2高智能化現(xiàn)代電力電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電源系統(tǒng)的遙測(cè)、遙控、遙信、遙調(diào)，滿足變電所綜合自動(dòng)化要求實(shí)現(xiàn)無人值守。配合使用

4、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(diǎn)，可通過監(jiān)控模塊進(jìn)行充電模塊參數(shù)設(shè)置，開關(guān)機(jī)控制。蓄電池自動(dòng)管理及保護(hù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(hào)及種類的蓄電池設(shè)置不同的典型充電曲線進(jìn)行。第二章免維護(hù)蓄電池及充電設(shè)備1、塞里克魯直流屏充電柜型號(hào)GZDW-65AH/220V。電池型號(hào)UPS12-300,容量65AH,個(gè)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(hù)蓄電池及充電設(shè)備的事故分析在實(shí)際運(yùn)行中，因?yàn)槊饩S護(hù)鉛酸蓄電池不同于以往我們使用的鉛酸和鎘鎳蓄電池，雖然具有日常維

5、護(hù)量少，不用補(bǔ)液等優(yōu)點(diǎn)，但是這不等于日常不用進(jìn)行維護(hù)及運(yùn)行監(jiān)視。另外，高頻整流電源系統(tǒng)，運(yùn)行也不同于以往的硅整流直流充電設(shè)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(jī)技術(shù)，這就對(duì)我們檢修和運(yùn)行人員提出了更高的要求。不掌握其特點(diǎn)和運(yùn)行要求勢(shì)必會(huì)造成不必要的損失。3.1 蓄電池長(zhǎng)期欠充在本次裝置大檢修工作中，在對(duì)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(yán)重不足，不能滿足合閘要求。經(jīng)過我們現(xiàn)場(chǎng)分析判斷，充電機(jī)對(duì)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(yīng)為(13.513.8)*19=256.5262.2V伏左右，相差近26.5

6、V蓄電池長(zhǎng)期處于欠充狀態(tài)，容量嚴(yán)重下降，才發(fā)生上述現(xiàn)象?，F(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)將充電機(jī)投在均充位置電壓在260V左右，進(jìn)行均衡充電1個(gè)小時(shí)后，蓄電池容量上升。事后通過檢修和運(yùn)行部門的共同檢查，當(dāng)時(shí)蓄電池組電壓為235伏，與充電機(jī)輸出電壓相同，測(cè)量單瓶電壓大部分為12V左右，個(gè)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(yīng)為13.513.8V，而按浮充機(jī)工作電壓235V根本不能滿足蓄電池的浮充要求，蓄電池長(zhǎng)期處于欠充狀態(tài)，容量不能滿足要求，因?yàn)楫?dāng)時(shí)蓄電池電壓不能達(dá)到要求，所以不能進(jìn)行放電核對(duì)其容量，采取以下措施：調(diào)高充電機(jī)的浮充、均充、強(qiáng)充電壓，使之達(dá)到浮充電壓：13.6*19=258.6伏；均充電

7、壓：14.6*19=277.4伏；強(qiáng)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(qiáng)充的電位器,首先調(diào)節(jié)浮充電壓，將充電機(jī)把手切到浮充位置，調(diào)節(jié)電位器，同時(shí)用表測(cè)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(qiáng)充電壓到相應(yīng)值。對(duì)蓄電池組進(jìn)行6個(gè)小時(shí)的均充，蓄電池組電壓為277.4伏。六個(gè)小時(shí)均充之后，恢復(fù)浮充狀態(tài)進(jìn)行浮充電運(yùn)行，蓄電池組電壓應(yīng)為258.6伏一個(gè)月后，蓄電池單瓶電壓達(dá)到13.5伏以上后進(jìn)行一次核對(duì)性充放電，檢查蓄電池的容量。運(yùn)行人員要經(jīng)常測(cè)試蓄電池組及單瓶電壓，使每個(gè)蓄電池單瓶電壓達(dá)到13.5伏以上。核對(duì)后根據(jù)情況，對(duì)蓄電池采取補(bǔ)救措施；一個(gè)月后檢修、

8、運(yùn)行人員對(duì)火炬變蓄電池進(jìn)行了核對(duì)性檢查，具體過程見表3.1電池放電記錄電池序號(hào)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#13.612.712.716#13.61

9、2.712.717#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(gè)別蓄電池單瓶電壓下降較快，而且隨著放電時(shí)間的延長(zhǎng)，單瓶電壓落后的蓄電池個(gè)數(shù)也在增加，因此在放電一小時(shí)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(duì)蓄電池放電，三小時(shí)內(nèi)蓄電池單瓶電壓不應(yīng)低于12V，而這次只經(jīng)過一小時(shí)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(gè)多月的浮充充電，對(duì)蓄電池的活化作用不明顯，個(gè)別蓄電池已經(jīng)硫化嚴(yán)重。經(jīng)過了解，火炬變是

10、儲(chǔ)運(yùn)廠最早安裝免維護(hù)蓄電池的變電所，安裝人員不了解免維護(hù)蓄電池的使用要求，沒有認(rèn)真核對(duì)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)是否滿足安全運(yùn)行的要求，對(duì)運(yùn)行人員也沒有正確交代蓄電池組及充電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)情況，使蓄電池長(zhǎng)期在欠充狀態(tài)下運(yùn)行，造成蓄電池的硫化。生產(chǎn)廠家在設(shè)備出廠時(shí)，對(duì)充電機(jī)輸出的浮充電壓、均充電壓及強(qiáng)充電壓設(shè)定值較低，遠(yuǎn)不能達(dá)到蓄電池組的運(yùn)行要求，造成蓄電池組長(zhǎng)期欠充電。安裝后兩年內(nèi)檢修人員沒有對(duì)蓄電池進(jìn)行過核對(duì)性充放電，不知道電池的運(yùn)行情況是否良好，對(duì)蓄電池長(zhǎng)期欠充情況不了解。錯(cuò)誤的以為，免維護(hù)蓄電池就不用維護(hù)管理了。運(yùn)行人員沒有充分了解蓄電池及充電設(shè)備的性能，沒有對(duì)蓄電池的運(yùn)行狀況進(jìn)行正確的監(jiān)測(cè)，盲目認(rèn)為免

11、維護(hù)蓄電池不用正常測(cè)試維護(hù)。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(shí)間沒有人員維護(hù)監(jiān)測(cè)，造成蓄電池硫化。3.2 GZDW直流系統(tǒng)蓄電池浮充電流抖動(dòng)問題充電柜型號(hào)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(yùn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)蓄電池電流表經(jīng)常發(fā)生抖動(dòng)現(xiàn)象，經(jīng)實(shí)際測(cè)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(shè)備有三個(gè)高頻模塊同時(shí)運(yùn)行，每個(gè)模塊額定輸出最大電流10A，都投入時(shí)能輸出30A電流，可以滿足對(duì)蓄電池進(jìn)行主充和均充的要求。可是當(dāng)正常負(fù)荷很小時(shí)，如正常運(yùn)行蓄電池浮充電流大約為0.030.04A，而直流負(fù)荷又不大時(shí)，三個(gè)模塊同時(shí)運(yùn)行，每個(gè)輸出電流還不到

12、1A,這就造成三個(gè)模塊進(jìn)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(dòng)，這種現(xiàn)象要是長(zhǎng)期下去那么對(duì)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(gè)模塊停用一個(gè)，平時(shí)只是有兩個(gè)模塊運(yùn)行，另一個(gè)備用，那么運(yùn)行的模塊每個(gè)輸出電流就達(dá)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(yùn)行。3.3 結(jié)論以上是我們?cè)趲啄赀\(yùn)行中遇到的典型問題，由此我們可以看出，免維護(hù)蓄電池不能認(rèn)為是投入運(yùn)行后就不需要人員來維護(hù)，只是相對(duì)其它蓄電池不需要加水，減少了維護(hù)量。運(yùn)行中還是需要監(jiān)視其運(yùn)行狀態(tài)的。而充電設(shè)備由相控設(shè)備逐漸發(fā)展到高頻電源設(shè)備，在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能化管理功能上有了很大的進(jìn)

13、步，但也存在不利于現(xiàn)場(chǎng)人員維修的問題。第四章免維護(hù)蓄電池和高頻充電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)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2025C之間。雖然溫度的升高對(duì)電池放電能力有所提高，但付出的代價(jià)卻是電池的壽命大大縮短。據(jù)試驗(yàn)測(cè)定，環(huán)境溫度一旦超過25C,每升高10C,電池的壽命就要縮短一半。另外,環(huán)境溫度的提高，會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部化學(xué)活性增強(qiáng)，從而產(chǎn)生大量的熱能，又會(huì)反過來促使周圍環(huán)境溫度升高，這種惡性循環(huán)，會(huì)加速縮短電池的壽命4.2 免維護(hù)蓄電池的定期檢查應(yīng)定期檢查直流系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下的單只端電壓及總電壓，其誤差應(yīng)保持在土1%范圍內(nèi)。有無故障

14、報(bào)警。一般一個(gè)月進(jìn)行一次檢查,并做好記錄。主充電電流應(yīng)為電池組額定容量的0.1倍，如有偏差應(yīng)及時(shí)調(diào)整。免維護(hù)鉛酸蓄電池為連續(xù)浮充電應(yīng)用設(shè)計(jì)的，也可用于循環(huán)充放電使用。充電方法必須采用限流一恒壓方法進(jìn)行。蓄電池在恒壓充電時(shí)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(shí)基本不變時(shí)這表明電池已基本充飽，可以轉(zhuǎn)浮充運(yùn)行。充電機(jī)均可以根據(jù)事先設(shè)定好的運(yùn)行參數(shù)，自動(dòng)完成蓄電池的恒流充電、恒壓充電和浮充電過程。充電設(shè)備的參數(shù)，根據(jù)所配蓄電池的參數(shù)進(jìn)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(yùn)行，不至于造成過充、過放電。參數(shù)設(shè)定好后，如無特殊需要，不要

15、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(jìn)行一次容量恢復(fù)試驗(yàn)，讓電池內(nèi)的活化物質(zhì)活化，恢復(fù)電池的容量。其主要方法是將電池組脫離充電機(jī)，在電池組兩端加上可調(diào)負(fù)載，使電池組的放電電流為額定容量的0.1倍，每半小時(shí)記錄一次電池電壓，直到電池電壓下降到10.8V/只（對(duì)于12V/只的單體電池）后停止放電，并記錄時(shí)間。靜置2小時(shí)后，再用同樣大小的電流對(duì)蓄電池進(jìn)行恒流充電，使電池電壓上升到14.1V/只，保護(hù)該電壓對(duì)電池進(jìn)行8小時(shí)的均衡充電后將恒壓充電電壓改為13.5V/只，進(jìn)行10?24小時(shí)的浮充。重新對(duì)電池組放電，若放電容量大于額定容量的

16、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(shí)，只能一次性全部更換，不能僅把性能指標(biāo)不夠的蓄電池單獨(dú)更換下來，否則會(huì)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(yùn)行是不需要均衡充電，如發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)以下情況應(yīng)進(jìn)行均衡充電：4.5.1 正常浮充時(shí)，蓄電池單體電壓偏差超過0.1V。4.5.2 個(gè)別單體電池電壓低于13.4V。4.5.3 長(zhǎng)期達(dá)不到浮充要求，每半年進(jìn)行一次。4.5.4 放電后24小時(shí)之內(nèi)未及時(shí)充電。4.5.5 長(zhǎng)期小電流深度放電。74.5.6 過流放電（電流大于規(guī)定20%和過量放電（超過額定容量10%5立即進(jìn)行均衡充電）