免维护霍克蓄电池使用后期对蓄电池容量的影响艾诺斯霍克蓄电池
近年来,随着电力系统两网改造的深入,使用开关电源技术制造的高频开关电源和免维护铅酸蓄电池有了较广泛的应用。但由于运行经验不足,对直流电源尤其是蓄电池的维护不到位,使得直流电源的可靠性得不到有效保证。
1 存在问题
2001年8月,系统某110kV变电所发生火灾,高压室严重烧毁。事后调查发现,当交流失压后,二次系统失去电源,保护装置无法动作,后经检查直流电源系统,发现有8只蓄电池的端电压几乎为零,这8只蓄电池内阻很大,直流无法输出,使事故扩大。
直流电源装置中的关键设备是蓄电池组,事故暴露出运行人员在直流电源,尤其是蓄电池维护方面知识的欠缺,错误地认为免维护蓄电池就不必维护,因而没有定期对蓄电池进行均衡充电,使电池一直工作在浮充状态,单体电池的电压和容量出现的不平衡现象没有得到及时处理,致使电池损坏,直流装置如同虚设。
2 免维护蓄电池的含义
阀控式铅酸蓄电池的主要优点是在充电时正极板上产生的氧气,通过再化合反应在负极板上还原成水,使用时在规定浮充寿命期内不必加水维护,所以又称为免维护铅酸蓄电池。可见,免维护只是与普通蓄电池相比,运行中免去了添加纯水或蒸馏水,调整电解液液面的项目,并非免去一切维护工作。
3 使用与维护
开关电源运行正常与否,蓄电池使用年限长短,主要取决于以下几个因素。
3.1 直流系统监视范围
在运行中,值班员应主要监视蓄电池组的端电压值,浮充电流值,每只蓄电池的电压值、蓄电池组及直流母线的对地电阻和绝缘状态。
3.2 蓄电池的充放电
蓄电池一般应在5℃~35℃范围内进行充电,低于5℃或高于35℃都会降低寿命,充电的设定电压应在指定范围内,如超出指定范围将造成蓄电池损坏、容量降低、寿命缩短。
(1)初充电:蓄电池在安装或大修后的第一次充电,称为初充电。初充电是否良好,将严重影响蓄电池的寿命。这个过程一般由生产厂家在出厂前完成。(2)浮充充电:为了确保直流电源不间断,延长蓄电池的使用寿命,通常都采用充电电源与蓄电池组并联的浮充供电方式。
(3)均衡充电:在正常运行状态下的电池组,通常不需要均衡充电。但如果发现电池组中单体电池之间电压不均衡时,则应对电池组进行均衡充电。
(4)补充充电:电池在存放、运输、安装过程中,会因自放电而失去部分容量。因此,在安装后投入使用前,应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量,然后采用不同的方法对蓄电池进行补充充电。对备用搁置的蓄电池,每3个月应进行一次补充充电。
3.3 使用与维护
(1)蓄电池每年应以实际负荷做一次放电放电应保持电流稳定,放出额定容量的30%左右(以0.1C放电3小时),放电每小时应测一次单体电池及电池组电压、放电电流、温度等,放电后应进行均衡充电然后转浮充进行。
(2)每月应测一次电池单体电压及终端电压,检查外观有无异常变形和发热,并保持完整运行记录。
(3)每年应检查一次连接导线是否牢固,是否有腐蚀、松动应拧紧至规定扭距,腐蚀应及时更换;
(4)不要单独增加或减少电池组中几个单体电池的负荷,这将造成单体电池容量的不平衡和充电的不均一性,降低电池的使用寿命。
3.4 常见故障及处理
(1)蓄电池壳体异常。造成原因有:充电电流过大,单只电池充电电压超过了2.4V,内部有短路或局部放电、温升超标、阀控失灵。处理方法:减小充电电流,降低充电电压,检查安全阀体是否堵死。
(2)运行中浮充电压正常,但一放电,电压很快就下降到终止电压值原因是蓄电池内部失水干涸、电解物质变质。此时应通知厂家更换电池。
霍克蓄电池由于电池放电,铅的氧化物正极活性物质与铅的海绵状负极物质一起作用于稀硫酸电解液,形成硫酸铅和水,当充电时此反应过程逆转。产生的水在充电过程中电解成氢气和氧气,释放出来造成电池的失水,充电过程越频繁失水率越高。失水过多,电池干涸,最终失效。 2、 温度对电池寿命的影响: 温度将对电池使用寿命产生影响,特别是温度高于25℃时,一般的规律,环境平均温度在25℃以上,每增高8℃,其预期的电池寿命将比设计寿命减少一半。 3、 电池使用后期的容量降低,最终造成电池失效: 正负极栅形成了铅酸蓄电池的主要构架。板栅用于保持活性物质并且放电时引导电流输出电池,充电时引导电流输入电池。由于活性物质事实上在板栅产生电流,板栅与活性物质的界面是电池的一个非常重要区域,此界面的质量对电池的工作性能有决定性的影响。AGM电池开始循环工作时,应在几个周期时内极板完成成形,容量增加。然后循环工作再继续,所有电池容量开始逐年下降,电池使用后期,电池容量下降得非常大。如果仔细检测一个失效的栅极,发现电池失效源于板栅与活性金属之间的边界产生了一个绝缘硫化层,此绝缘硫化层使活性物质电气绝缘与板栅,因而引起电池高内阻及伴随而来的容量降低。 4、 电池使用后期的内部短路: 电池使用过程中,负极板就沉积一些硫化铅,硫化铅有一种难以处理的倾向,即随着时间加长而硬化,导致容量的永久损失。这种情况可能对任何型号的电池发生,如果此种硫化继续下去一段时间以致硫化物成块,可以长满整个隔离板以致连接到另一块板块,这个硫化现象称为硫化桥接或短路。造成整组电池的充电过程变得危险。 基于以上情况,在一些重要岗位上要及时更换电池,以避免事故的发生。一般情况,浮充设计寿命为10年的电池,使用5年就要更换;浮充设计寿命为20年的电池使用10年就要更换,以保证电池组的有效容量和电池组的安全稳定运行。