免维护蓄电池及充电设备的运行与维护

1、变电所的直流系统是继电保护、自动装置和断路器正确动作的基本保证，其稳定运行对防止系统破坏性事故扩大和设备严重损坏至为重要。随着远动技术和通信技术的发展，各变电所逐渐改造成无人值班变电所，成立了远程集中值班点，对所辖各所进行远程集中监控及运行维护，有的变电所不再保留运行值班人员，这就对蓄电池及充电设备的安全稳定运行提出了更高的要求。以前，应用较为普遍的有镉镍蓄电池和铅酸蓄电池两种，充电设备采用可控硅整流装置，但这两种蓄电池存在维护工作量大，且复杂等现象，不利于安全运行。另外，由于充电设备与蓄电池并联运行，纹波系数较大，会出现蓄电池脉动充电放电现象，影响蓄电池使用寿命。针对以上情况，采用免维护铅酸

2、蓄电池代替镉镍蓄电池，充电设备也逐步采用高频充电装置。免维护铅酸蓄电池具有体积小、重量轻、放电性能高、维护量小等特点，解决了集中运行维护的需要。免维护蓄电池及先进的充电设备为变电所的安全运行及维护提供了可靠的保障。本文针对塔河分公司各个变电所的免维护蓄电池及UPS充电设备在实际运行中出现的问题进行了分析探讨，总结出一些运行及维护经验。关键词：免维护蓄电池高频开关运行维护摘要I目录II第一章高频开关电源特点11.1 高可靠性11.2 高智能化1第二章免维护蓄电池及充电设备12.1 上海南空电子电器设备厂12.2 南京宝光电子设备有限公司1第三章免维护蓄电池及充电设备的事故分析13.1 蓄电池长期

3、欠充23.2 GZDW直流系统蓄电池浮充电流抖动问题43.3 结论5第四章免维护蓄电池和高频充电设备的运行维护5第五章结论1.1高可靠性第一章 高频开关电源特点采用开关电源特有的模块化设计，N+1热备份，大大提高了可靠性。系统采用国际90年代的最新技术，所用IGBT器件的耐压水平，电流容量已完全能满足现代电源要求；具有自主均流技术，模块间输出电流最大不平衡度小于土3%体积小，重量轻，效率高，输出的纹波极小，有利于延长电池寿命。系统采用模块叠加形式，维护方便。1.2高智能化现代电力电子技术与计算机技术相结合，可实现对电源系统的遥测、遥控、遥信、遥调，满足变电所综合自动化要求实现无人值守。配合使用

4、的监控模块采用大屏幕，液晶汉字显示，声光告警。具有方便易于操作的优点，可通过监控模块进行充电模块参数设置，开关机控制。蓄电池自动管理及保护，实现自动监测蓄电池的端电压，充放电电流，并控制蓄电池的均充和浮充；可按不同型号及种类的蓄电池设置不同的典型充电曲线进行。第二章免维护蓄电池及充电设备1、塞里克鲁直流屏充电柜型号GZDW-65AH/220V。电池型号UPS12-300,容量65AH,个数19支，单瓶电压12V,单瓶正常浮充电压13.513.8V,均充14.414.8V。第三章免维护蓄电池及充电设备的事故分析在实际运行中，因为免维护铅酸蓄电池不同于以往我们使用的铅酸和镉镍蓄电池，虽然具有日常维

5、护量少，不用补液等优点，但是这不等于日常不用进行维护及运行监视。另外，高频整流电源系统，运行也不同于以往的硅整流直流充电设备，其高度智能化，采用现代的高频整流技术，结合微机技术，这就对我们检修和运行人员提出了更高的要求。不掌握其特点和运行要求势必会造成不必要的损失。3.1 蓄电池长期欠充在本次装置大检修工作中，在对直流屏充放电过程中，发现焦化变电所直流屏在放电10分钟左右，发现蓄电池容量下降，容量严重不足，不能满足合闸要求。经过我们现场分析判断，充电机对蓄电池组输出电压为230伏左右，而蓄电池铭牌上要求正常浮充状态电压应为(13.513.8)*19=256.5262.2V伏左右，相差近26.5

6、V蓄电池长期处于欠充状态，容量严重下降，才发生上述现象。现场手动将充电机投在均充位置电压在260V左右，进行均衡充电1个小时后，蓄电池容量上升。事后通过检修和运行部门的共同检查，当时蓄电池组电压为235伏，与充电机输出电压相同，测量单瓶电压大部分为12V左右，个别蓄电池为11V左右。查看蓄电池上名牌要求单瓶浮充电压应为13.513.8V，而按浮充机工作电压235V根本不能满足蓄电池的浮充要求，蓄电池长期处于欠充状态，容量不能满足要求，因为当时蓄电池电压不能达到要求，所以不能进行放电核对其容量，采取以下措施：调高充电机的浮充、均充、强充电压，使之达到浮充电压：13.6*19=258.6伏；均充电

7、压：14.6*19=277.4伏；强充电压：280.5伏。打开充电屏前面板，按图纸找到调节均充、浮充、强充的电位器,首先调节浮充电压，将充电机把手切到浮充位置，调节电位器，同时用表测量蓄电池端电压，调节到258.6V；然后依次调节均充、强充电压到相应值。对蓄电池组进行6个小时的均充，蓄电池组电压为277.4伏。六个小时均充之后，恢复浮充状态进行浮充电运行，蓄电池组电压应为258.6伏一个月后，蓄电池单瓶电压达到13.5伏以上后进行一次核对性充放电，检查蓄电池的容量。运行人员要经常测试蓄电池组及单瓶电压，使每个蓄电池单瓶电压达到13.5伏以上。核对后根据情况，对蓄电池采取补救措施；一个月后检修、

8、运行人员对火炬变蓄电池进行了核对性检查，具体过程见表3.1电池放电记录电池序号9:00分放电前9:30分放电电流(6.5A)10：00分放电电流(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总13.512.712.7表3.1根据表1可以看出个别蓄电池单瓶电压下降较快，而且随着放电时间的延长，单瓶电压落后的蓄电池个数也在增加，因此在放电一小时后停止放电，转入充电状态。通过这次检查发现，火炬变蓄电池容量明显不足，按要求以0.1C(6.5A)电流对蓄电池放电，三小时内蓄电池单瓶电压不应低于12V，而这次只经过一小时就有7只蓄电池单瓶电压低于12V,最低的17#电池为7.9V。调高蓄电池组充电电压，经过一个多月的浮充充电，对蓄电池的活化作用不明显，个别蓄电池已经硫化严重。经过了解，火炬变是

10、储运厂最早安装免维护蓄电池的变电所，安装人员不了解免维护蓄电池的使用要求，没有认真核对设备运行参数是否满足安全运行的要求，对运行人员也没有正确交代蓄电池组及充电机的运行维护情况，使蓄电池长期在欠充状态下运行，造成蓄电池的硫化。生产厂家在设备出厂时，对充电机输出的浮充电压、均充电压及强充电压设定值较低，远不能达到蓄电池组的运行要求，造成蓄电池组长期欠充电。安装后两年内检修人员没有对蓄电池进行过核对性充放电，不知道电池的运行情况是否良好，对蓄电池长期欠充情况不了解。错误的以为，免维护蓄电池就不用维护管理了。运行人员没有充分了解蓄电池及充电设备的性能，没有对蓄电池的运行状况进行正确的监测，盲目认为免

11、维护蓄电池不用正常测试维护。以上多方面原因使火炬变蓄电池从安装到发现问题，将近两年的时间没有人员维护监测，造成蓄电池硫化。3.2 GZDW直流系统蓄电池浮充电流抖动问题充电柜型号GZDW-65AH/220，采用高频整流模块作为直流蓄电池充电电源。刚投运时，发现蓄电池电流表经常发生抖动现象，经实际测量，发现整流输出模块输出电流不稳定。经分析发现此套设备有三个高频模块同时运行，每个模块额定输出最大电流10A，都投入时能输出30A电流，可以满足对蓄电池进行主充和均充的要求。可是当正常负荷很小时，如正常运行蓄电池浮充电流大约为0.030.04A，而直流负荷又不大时，三个模块同时运行，每个输出电流还不到

12、1A,这就造成三个模块进行均流控制的困难，使模块输出电流的不稳定，蓄电池充电电流发生抖动，这种现象要是长期下去那么对蓄电池的使用寿命将有很大的影响。根据以上分析，采取以下措施，将三个模块停用一个，平时只是有两个模块运行，另一个备用，那么运行的模块每个输出电流就达到大约2A，模块输出电流趋于稳定，保证了蓄电池的安全运行。3.3 结论以上是我们在几年运行中遇到的典型问题，由此我们可以看出，免维护蓄电池不能认为是投入运行后就不需要人员来维护，只是相对其它蓄电池不需要加水，减少了维护量。运行中还是需要监视其运行状态的。而充电设备由相控设备逐渐发展到高频电源设备，在实时监测和智能化管理功能上有了很大的进

13、步，但也存在不利于现场人员维修的问题。第四章免维护蓄电池和高频充电设备的运行维护4.1 保持适宜的环境温度影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度，一般电池生产厂家要求的最佳环境温度是在2025C之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高，但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定，环境温度一旦超过25C,每升高10C,电池的寿命就要缩短一半。另外,环境温度的提高，会导致电池内部化学活性增强，从而产生大量的热能，又会反过来促使周围环境温度升高，这种恶性循环，会加速缩短电池的寿命4.2 免维护蓄电池的定期检查应定期检查直流系统正常运行状态下的单只端电压及总电压，其误差应保持在土1%范围内。有无故障

14、报警。一般一个月进行一次检查,并做好记录。主充电电流应为电池组额定容量的0.1倍，如有偏差应及时调整。免维护铅酸蓄电池为连续浮充电应用设计的，也可用于循环充放电使用。充电方法必须采用限流一恒压方法进行。蓄电池在恒压充电时电流逐渐减少，并最终趋于稳定，如果降至0.01C10以下，并保持35小时基本不变时这表明电池已基本充饱，可以转浮充运行。充电机均可以根据事先设定好的运行参数，自动完成蓄电池的恒流充电、恒压充电和浮充电过程。充电设备的参数，根据所配蓄电池的参数进行调整正确，一定要保证浮充电压、均充电压在合格范围内，保证蓄电池正常浮充电运行，不至于造成过充、过放电。参数设定好后，如无特殊需要，不要

15、随意更改。4.3 蓄电池的活化（额定电压12V蓄电池，端电压为12.8V）为保证电池有足够的容量，每年要进行一次容量恢复试验，让电池内的活化物质活化，恢复电池的容量。其主要方法是将电池组脱离充电机，在电池组两端加上可调负载，使电池组的放电电流为额定容量的0.1倍，每半小时记录一次电池电压，直到电池电压下降到10.8V/只（对于12V/只的单体电池）后停止放电，并记录时间。静置2小时后，再用同样大小的电流对蓄电池进行恒流充电，使电池电压上升到14.1V/只，保护该电压对电池进行8小时的均衡充电后将恒压充电电压改为13.5V/只，进行10?24小时的浮充。重新对电池组放电，若放电容量大于额定容量的

16、80%，可按每一次充电充好后继续使用，若不够可按此法重做一次。蓄电池因单只容量不够需更换时，只能一次性全部更换，不能仅把性能指标不够的蓄电池单独更换下来，否则会因蓄电池的内阻不平衡而影响整组电池的发挥，缩短整组电池的使用寿命。4.4 定期打扫，以防蓄电池绝缘降低4.5 正常浮充运行是不需要均衡充电，如发现出现以下情况应进行均衡充电：4.5.1 正常浮充时，蓄电池单体电压偏差超过0.1V。4.5.2 个别单体电池电压低于13.4V。4.5.3 长期达不到浮充要求，每半年进行一次。4.5.4 放电后24小时之内未及时充电。4.5.5 长期小电流深度放电。74.5.6 过流放电（电流大于规定20%和过量放电（超过额定容量10%5立即进行均衡充电）