蓄電池的正確使用和維護
1 前言
蓄電池是電力系統(tǒng)中直流供電系統(tǒng)的重要組成部分，為電力系統(tǒng)中二次系統(tǒng)負載提供**、穩(wěn)定、可靠的電力保障，確保保護設備、通信設備的正常運行。因此，如何保證蓄電池組的穩(wěn)定性和實際容量，是直流系統(tǒng)維護的重要工作。近年來，由于閥控式鉛酸蓄電池具有容量穩(wěn)定、體積小、易于安裝等優(yōu)點，被廣泛應用。本文就閥控式鉛酸蓄電池的使用、維護等幾個方面作一闡述。
2 影響蓄電池容量的幾個因素
2.1 合理的充電管理制度
一般講閥控式蓄電池組運行充電方式有兩種，一是浮充充電方式；二是均衡充電方式。
為延長閥控式蓄電池的使用壽命，生產廠商要求對電池組使用中要定期或者必要時對蓄電池組進行均衡充電。
從維護單位實際執(zhí)行情況看有很多不合理的充電管理制度導致電池組運行長期虧電、充電不足、容量早期損失。如電池組浮充電壓設置低，導致電池組浮充充電不足，電池組放電時放不出額定容量，過低導致電池組虧電，不能滿足自放電和氧循環(huán)的需要，過高會使電解液損失，縮短電池壽命。再就是均衡充電制度貫徹沒有得到落實，不論運行實際情況或運行時間長短均采用浮充充電方式，浮充電流小不能完成和滿足電池組放電后的補充電，因而造成電池組充電不足，導致電池組達不到額定容量。
2.2容量與溫度的關系
典型閥控式鉛酸蓄電池放電容量與溫度的關系如圖1所示。工作溫度在25℃左右達到100%額定容量，工作溫度增高至30℃容量超過100%，相反工作溫度降低至-20℃是電池容量減小至60%額定容量。
圖1 蓄電池容量與溫度的關系
2.3蓄電池容量與內阻的關系
國內外的很多資料表明電池的內阻大小與電池所處的狀態(tài)有關，與電池的剩余容量有關。電池處于放電狀態(tài)時，隨著剩余容量的減少，電池活性物質也在減少，結果使得電池的內阻增加。國內外許多研究資料表明，電池內阻與電池剩余容量有關，且與電池剩余容量成反比關系，如圖2所示。
2.4蓄電池容量與放電率的關系
閥控式鉛酸蓄電池隨著放電電流的增加，電池容量降低。這是因為，電流在極板上的分布是不均勻的，電化學反應電流優(yōu)先分布在離主體溶液*近的表面上，這樣就導致在電極表面形成硫酸鉛而堵塞孔口，電解液擴散困難，不能充分供應多孔電極內部的需要，因而在大電流放電時，活性物質沿厚度方向作用深度有限，電流越大其作用深度越淺，活性物質被利用的程度越低，蓄電池所給出的容量也就越小。又由于極化和內阻的存在，在高電流密度下電壓降損失的增加，使蓄電池端電壓迅速下降，也是使容量降低的原因。
圖2 蓄電池容量與內阻的關系
3 蓄電池日常檢查和檢測
3.1 月度保養(yǎng)
每月完成下列檢查：
?。?）保持電池房清潔衛(wèi)生；
?。?）測量和記錄電池房內環(huán)境溫度；
?。?）逐個檢查電池的清潔度、端子的損傷及發(fā)熱痕跡、外殼及蓋的損壞或過熱痕跡：
?。?）測量和記錄電池系統(tǒng)的總電壓、浮充電流。
3.2 季度保養(yǎng)
（1）重復各項月度檢查；
（2）測量和記錄各在線電池的浮充電壓，若經(jīng)過溫度校正有兩只以上電池電壓低于2.18V，請與廠家聯(lián)系。
（3）定期測試蓄電池內阻，并進行整組蓄電池內阻測試分析，及時發(fā)現(xiàn)“落后”電池。
3.3 年度保養(yǎng)
?。?）重復季度所有保養(yǎng)、檢查；
（2）每年檢查連接部分是否有松動；
?。?）每年電池組以實際負荷進行一次核對性放電試驗，放出額定容量的30%~40%；
3.4 三年保養(yǎng)
每三年進行一次容量試驗，到使用六年后每年做一次，若該組電池實放容量低于額定容量的80%，則認為該電池組壽命終止。
4 蓄電池內阻測試的方法
4.1蓄電池內阻測量的常見方法
目前測量蓄電池內阻的常見方法有：
?。?）直流放電法
直流放電法就是通過對電池進行瞬間大電流放電，測量電池上的瞬間電壓降，通過歐姆定律計算出電池內阻。
（2）交流注入法
交流法通過對蓄電池注入一個恒定的交流電流信號，測量出蓄電池兩端的電壓響應信號，以及兩者的相位差，來確定蓄電池的內阻。
4.2蓄電池內阻測試的必要性
雖然很多研究人員對采用蓄電池內阻估算蓄電池容量存在著不同的看法，但定期進行蓄電池內阻測試仍然是蓄電池維護的重要工作，歐姆測試技術在蓄電池維護方面得到廣泛使用，它能節(jié)省維護成本，并提供更多蓄電池的相關信息。歐姆測試法已被IEEE列為“閥控密閉鉛酸蓄電池（VRLA）的維護、測試和更換的推薦辦法”中的一個部分?，F(xiàn)在，IEEE已經(jīng)更新其標準1188-1996為11882005，其5.2.2條仍然規(guī)定每個季度測試一次電池/單體的內部歐姆值。
?。?）有助于對蓄電池組中單體蓄電池的橫向比較，目前各種蓄電池內阻測試設備的測試結果可對該組蓄電池進行單體比較，從而有助于發(fā)現(xiàn)整組蓄電池中的“落后”電池；十幾節(jié)甚至幾十節(jié)串聯(lián)的電池組，只要一節(jié)過早損壞，如不及時發(fā)現(xiàn)，則時間一長，就會導致整個電池組報廢。
（2）借助于計算機技術可實現(xiàn)單體蓄電池不同時期的縱向比較，對測試數(shù)據(jù)發(fā)生突變的單體電池進行重點監(jiān)測，有助于對整組蓄電池的壽命進行客觀評價，從而保證整組蓄電池容量，有效保障設備**運行。
4 蓄電池核對性放電
在中華人民共和國電力行業(yè)標準蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規(guī)程中（DL/T724-2000）明確規(guī)定了對蓄電池要定期進行核對性容量試驗和脫載試驗，目的就是測知電池組的實際容量，找出落后電池，消除隱患。
閥控蓄電池核對性放電周期是新安裝或大修后的閥控蓄電池組，應進行全核對性放電試驗，以后每隔2～3年進行1次核對性試驗，運行了6年以后的閥控蓄電池，應每年作1次核對性放電試驗。
目前國內很多蓄電池放電設備能夠完成自動蓄電池核對性放電。這些設備能夠實現(xiàn)按照設定的電流進行恒流放電，到達設定時間或者終止電壓能自動停止，避免蓄電池惡性的深度放電。有的設備在放電過程中還能夠自動監(jiān)測單體電池的電壓等參數(shù)，并通過后臺分析軟件可對采集的數(shù)據(jù)進行綜合分析，可生成、顯示、打印、預覽電壓曲線圖、電流曲線圖、單體曲線圖、容量分析圖、檢測數(shù)據(jù)等圖形和報表。
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本文對電力系統(tǒng)直流蓄電池運行及維護進行了探討，通過加強對蓄電池的日常使用和維護，增強直流系統(tǒng)的**性和穩(wěn)定性，達到增強供電的可靠性，這對全網(wǎng)**穩(wěn)定運行具有重要意義。
合作媒體：中國電力通信網(wǎng) 作者：**恒瑞 保定市**恒瑞測控有限公司