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      造成鉛酸蓄電池劣化的主要原因

      日期: 2018-07-03 15:12
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             (1) 均勻性差的蓄電池混串使用,或變電站長期不停電,蓄電池長期處于限壓限流的浮充電運行方式或只限壓不限流的運行方式,或因浮充電流調整不當造成蓄電池欠充,使蓄電池處于容量不均勻狀態。

             (2) 未按技術規程定時(一般為3個月)給蓄電池進行補充充電,造成蓄電池組由于自放電和爬電漏電造成蓄電池的容址虧損和內阻不均勻。

             (3) 高溫失水。有的變電站直流系統中只有一組蓄電池,由于不能退出運行,不方便作全核對性放電,因此無法判斷蓄電池的現有容量、內部是否失水或干涸。

             (4) 蓄電池在安裝使用前曾長時問擱置儲存(超過3個月)、持續過放電或經常過量放電或小電流深放電、環境溫度過高或過低、經常充電不足和沒有定期執行均充等,造成蓄電池極板上生成白色堅硬的硫酸鉛結晶,這種結晶顆粒比較大,活性低,充電時難以轉化為活性的硫酸鉛,導致電池容量下降或功能衰退,稱為蓄電池硫酸鉛鹽化或“硫化”。

             以上這些都是導致鉛酸蓄電池劣化的客觀原因,分析其共性,其深層原因就是蓄電池組中各單節電池均勻性的差異,充電時“飽餓”不均勻(放電后的電池如不能及時充飽就會產生“硫化”),蓄電池組中“餓”的某幾節單節電池因充不飽而“硫化”,“硫化”的蓄電池內阻增大,這便使其與組內的其他各節電池的差異更大,均勻性差一充電中各單體“飽餓”不均勻一“硫化”“均勻性更差”“硫化”加重,形成惡性循環,使電池在充放電使用過程中容量累積性下降,這就是鉛酸蓄電池劣化速度太快的根本原因。

             35kV變電站直流系統的蓄電池標稱電壓一般是220V,由18節12V蓄電池串聯組成,各單節蓄電池如果均勻性好,在規定的均浮充電壓下可把各節電池充飽。但是往往因蓄電池制造工藝的原因、不合理的充放電等導致蓄電池“硫化”從而破壞了其均勻性,這必然造成充電時“飽餓”不均勻?梢娨娱L蓄電池的使用壽命就必須提高蓄電池的均勻性,均勻性提高了,蓄電池就不會欠充,蓄電池不欠充就不易“硫化”,可見蓄電池的均勻性是保證蓄電池使用壽命的關鍵因素所在。

             長期不停電、蓄電池的均勻性差等都是客觀存在的,也就是說鉛酸蓄電池在使用過程中出現“硫化”是一個必然現象。

             《DL/T 724-2000電力系統用蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規程》及國家電網公司《直流電源系統運行規范》中提及了防酸蓄電池的“硫化”及其處理方法,但未提及閥控式密封鉛酸蓄電池的“硫化”及其處理方法。其實,閥控式密封鉛酸蓄電池除了免補加水維護,其他方面的維護和別的普通鉛酸蓄電池是相同的。只有使用得當,閥控式密封鉛酸蓄電池才能達到預期的使用壽命。

             中國電力出版社出版的《變電站直流設備使用與維護培訓教材——閥控密封鉛酸蓄電池)-書中對閥控式密封鉛酸蓄電池硫酸鹽化故障及預防措施有如下描述:

             故障現象:

             核對性放電時,蓄電池放不出額定容量。

             原因分析:

             (1) 蓄電池長期欠充電,浮充電壓低于2.23-2.28 V (25℃),造成極板硫酸鹽化。

             (2) 深度放電頻繁(如每月一次)。

             (3) 蓄電池放電后沒有立即充電,極板硫酸鹽化。

             (4) 蓄電池長期過充電,浮充電壓高于2.23-2.28 V (25℃),造成蓄電池失水嚴重。蓄電池失水后電解液密度過大,使極板硫酸鹽化加快。

             預防措施:

             (1) 浮充電運行時,單體電池電壓應保持在2.23-2.28V,取2.25V/單體(25℃)。

             (2) 避免深度放電。

             (3) 對核對性放電達不到額定容量的蓄電池,應進行三次核對性放充電,當容量仍達不到額定容量的80%以上時,應更換蓄電池。

             這些對蓄電池“硫化”的修復方法明顯的缺陷都是在蓄電池組劣化后進行修復,而且大都是蓄電池必須退出運行才能進行離線式修復。

             為解決閥控式密封鉛酸蓄電池的科學維護問題,我們提出了閥控式密封鉛酸蓄電池主動維護的理念,并研發出了可以提早發現鉛酸蓄電池隱患的智能監測分析設備—蓄電池主動維護監測儀和消除鉛酸蓄電池“硫化”的利器—蓄電池智能在線均衡除硫器,同時還開發了蓄電池智能專家管理系統軟件。通過在三門峽市繩池縣電業局和靈寶市電業局近10個35 kV變電站直流系統的220 V蓄電池(12V/18節)的在線試用,我們又開發出了新一代蓄電池智能監測在線均衡除硫一體儀,基本解決了變電站直流系統閥控式密封鉛酸蓄電池在線除硫和智能維護的問題,從而極大地提高了變電站直流系統閥控式密封鉛酸蓄電池的科學維護水平,保證了變電站直流系統運行的安全可靠性。

             蓄電池智能在線均衡除硫器可在蓄電池組不退出運行的情況下對蓄電池組進行在線除硫,消除蓄電池的“硫化”,提高各單體電池的均勻性,恢復蓄電池的容量,延長蓄電池的使用壽命。

             有了蓄電池主動維護監測儀和蓄電池智能專家管理系統軟件平臺,就可提早發現蓄電池故障隱患,并為解決這些問題提供預警信息;有了蓄電池智能在線均衡除硫器就可解決大量因,“硫化”造成的蓄電池劣化問題,從而延長電池的使用壽命,保障變電站直流系統蓄電池的供電能效,提高變電站直流系統運行的安全可靠性。

             綜上所述,基于在線均衡除硫技術的蓄電池智能專家管理系統的理念就是主動維護,早發現問題早解決,把導致蓄電池劣化的誘因消除在萌芽狀態,從而降低蓄電池的劣化速度;谠诰均衡除硫技術的蓄電池智能專家管理系統由蓄電池智能專家管理系統軟件和蓄電池主動維護監測儀及蓄電池智能在線除硫器或蓄電池智能監測在線均衡除硫一體儀組成,主要管理蓄電池容量、負載用電量、環境溫度、供電時長等信息,通過傳輸系統顯示在網絡管理平臺上,使維護人員實時了解蓄電池的動態信息,系統發現蓄電池容量下降時及時啟動在線除硫功能因、存在的隱患、處理辦法等維護信息。并通過短信平臺實時發布重要的隱患及具體的維護指令,科學指導直流電源的維護。
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