摘要：目前，变电站均已实现无人值守，站内的测控装置、自动装置、事故应急照明和通讯远动设备一般采取直流电源，作为变电站的重要组成部分，直流电源被人们称为变电站的“心脏”。而蓄电池作为直流系统的核心部分，为信号回路、控制回路、继电保护装置、自动装置、远动终端（RTU）、逆变电源以及事故照明回路等提供可靠的直流电源，对保证变电站所有一、二次设备的安全稳定运行起着至关重要的作用。
关键词：变电站；蓄电池；维护与管理
1导言
近年来，随着科学技术的不断进步，变电站广泛使用阀控铅酸蓄电池。因该蓄电池具有全密封、无需加水维护的特点，也被称为“免维护”蓄电池。但由于工作人员疏于日常规范管理和维护，导致该蓄电池在正常使用中经常出现容量不足或过早失效现象，大大缩短了该蓄电池的正常使用寿命。以近10年某电网公司的事故案例分析来看，因直流系统故障造成的事故比例不小，所以如何在第一时间正确处理直流系统故障是摆在运维人员面前的一项重要任务，已关系到整个电力系统的稳定运行。
2变电站蓄电池易发生的问题
现在变电站多采用阀控密封式铅酸蓄电池作为直流电源，阀控式铅酸蓄电池是一个复杂的电化学体系，蓄电池的性能和寿命取决于电极的材料、工艺、活性物质的组成和结构、及蓄电池运行状态和条件等,经常出现的问题如下:
2.1极板的腐蚀：对浮充电使用的蓄电池，板栅腐蚀是限定电池寿命的重要因素，在电池过充电状态下，负极产生水，降低了酸度，而正极反应产生H＋，加速了正极板栅的腐蚀。
2.2水损失：由于再化合反应不完全及板栅腐蚀引起水的损失，当每次充电时，由于产生气体的速率大于气体再化合速率，导致一部分气体逸出，造成水的损失。正极栅的腐蚀也是造成水损失的因素之一。
2.3枝状结晶生成：当电池处于放电状态，或长期以放电状态放置，这种情况下，负极pH值增加，极板上生成可溶性铅颗粒，促进板状结晶生成穿透隔膜造成极间短路，使蓄电池失效。
2.4负极板硫酸盐化：由于自化合反应的发生，无论蓄电池处于充电或放电状态,负极板总有硫酸铅存在，使负极长期处于非完全充电状态，形成不可逆硫酸铅，使电池容量减少，导致电池失效。
2.5热失控：在充电过程中，电池内的再化合反应将产生大量的热能，由于蓄电池的密封结构使热量不易散出，以及周围环境温度升高，导致浮充电流的增大，进而使浮充电压升高，以致蓄电池温升过高而失效。
2.6由于过充电使产生的气体不可能完全被再化合，从而引起电池内部压力增加。当到一定压力时，安全阀打开，氢气和氧气逸出，同时带出酸雾，消耗了有限的电解液，导致蓄电池容量下降或早期失效。
3加强蓄电池维护管理的有效措施
针对目前蓄电池维护管理工作出现的问题，应在蓄电池采购、验收、安装、运行、日常巡视、定期试验等方面采取有效管控措施：
（1）在采购、验收时都要检查蓄电池的外观、蓄电池的出厂试验报告、合格证等，还要通过对蓄电池的100％核对性放电试验来检验电池容量是否符合要求；（2）蓄电池柜体结构要有良好的通风、散热设计，而且优先采用自然通风。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆要加大蓄电池间距的裕量，使蓄电池间不小于15mm，蓄电池于上层隔板间不小于150mm；（3）应避免长期搁置不用，存放应保持直立，一般不可侧放，严禁倒置；存放的环境温度应在15～35℃，避光保存。蓄电池不要过放电，每次放电后应及时充电，不要长期浮充而不放电，浮充运行时蓄电池的最佳运行条件为处于满荷电状态，运行温度保持在5～30℃，最高不超过35℃，并应安装空调或采取其他温控措施；（4）蓄电池不要被过电流或过电压充电，在浮充电状态下，除特殊规定外，应采用恒压方式，严格把关蓄电池的整组端电压和浮充电流，当温度为25℃时，阀控蓄电池的浮充电压值应控制为2.23～2.28V，一般宜取2.25V；（5）运维人员应认真做好专业巡视、年度检查、定检作业，对蓄电池单体的电压、内阻等进行周期性试验及带电检测，并严格按照变电站现场专用规程所列检查项目对其运行状况进行初步分析，记录并及时上报，以便及时发现缺陷，考虑对蓄电池正常运行是否有严重影响，必要时应及时退出运行，进行检修消缺。除以上常规措施外，也应加强重要变电站的直流电源改造工作，将纹波系数较大的相控电源更换为高频开关电源；加强直流系统在线监测的应用研究和推广工作，对蓄电池实行科学化管理，确保直流系统安全可靠运行；加强变电站综合自动化改造工作，将直流系统环网结构改为辐射型网络结构，并采取直流分屏方式，确保直流回路的完整清晰。
4变电站蓄电池测试方法
4.1放电法:将蓄电池组脱离供电系统，以10小时率电流对负荷放电，同时测量每一蓄电池电压，当降到规定值时（单体1.8V），停止放电，计算时间得出蓄电池组容量。该方法准确，但浪费能量，实施困难。
4.2蓄电池电压巡检:在放电状态下，对VRLA蓄电池组的每只VRLA蓄电池的端电压进行巡回检测，找出端电压下降最快的一只，再对此蓄电池在线放电检测其容量，即代表该组VRLA蓄电池的容量。该方法方便可行，但只能判读已严重失效的蓄电池，不能全面的反映每个单体的情况，且对性能的差异不能作出反应。
4.3测量蓄电池内阻:VRLA蓄电池的故障，如板栅腐蚀和增长、接触不良、活性物质可用量减少等集中表现于蓄电池内阻的增大、电导的减小，我们购进内阻及电压测试仪,可以逐个测出蓄电池的内阻,来确认蓄电池是否完好。此方法简便易行,应用广泛。
4.4测量浮充电压法:浮充电压的设置对电池的寿命具有相当重要的影响。在理论上要求浮充电压产生的电流量是以补偿电池的自放电。浮充电压过高会引起电池正极腐蚀和失水，使电池容量下降，而浮充电压过低，也会使电池充电不足，引起电池落后，严重时会出现电极硫酸盐化。浮充电压的选择可以根据厂家说明书的要求而设定。
4.5容量测量法:欲准确知道VRLA电池的健康状况，只有对电池进行容量试验。核对性容量放电实验虽然能100%地测定蓄电池的容量，但是，这种测试方法有很多弊端，如成本昂贵、设备笨重和对专人进行培训等，更主要的是这种测试必需把电池从设备上隔离开相当长的一段时间，而在这段时间里，如果没有电池做为后备电源，危险性显而易见。
5结语
直流电源设备是电力系统发电厂，变（配）电所重要的控制、信号、动力电源，它在电力系统安全运行中起着重要的作用。为了适应社会需求以及电力系统快速发展和稳定运行的要求，大量可靠性高的现代化电源设备得到广泛应用，并在生产实践中有效的管理与维护，对保证直流系统的可靠运行及电力系统的安全运行有着积极和重要的作用。
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论文作者:田辉,马利先,刘祥虎,李冰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/22
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