閥控密封式鉛酸善電池的原理及其運行維護

3)過(guò)度放電或小電流放電
蓄電池過(guò)度放電主要發(fā)生在交流電源停電后，蓄電池長(cháng)時(shí)間為負載供電。當蓄電池被過(guò)度放電時(shí)，會(huì )在電池的陰極造成“硫酸鹽化”。因硫酸鉛是一種絕緣體，它的形成必將對蓄電池的充、放電性能產(chǎn)生很大的負面影響。在陰極上形成的硫酸鹽越多，蓄電池的內阻越大，電池的充、放電性能就越差，蓄電池的使用壽命就越短。小電流放電條件下形成的硫酸鉛，要氧化還原是十分困難的，若硫酸鉛晶體長(cháng)期得不到清理，必然會(huì )影響蓄電池的容量和使用壽命。由第4節可知，過(guò)度放電或小電流放電對閥控蓄電池的影響比對常規蓄電池的影響更大。因此在直流系統交流電源失去后，要嚴密監視蓄電池的電壓和電流，防止閥控蓄電池過(guò)度放電。為避免小電流放電，閥控蓄電池不應長(cháng)期退出系統運行。

6 運行維護
1)核對性充放電
核對性充放電能最直接地反映蓄電池的健康狀態(tài)，需要定期進(jìn)行。
對于閥控蓄電池核對性充放電的周期，不同規程的規定也不完全相同。IEEE標準1188―2005(IEEE推薦的對固定使用的閥控蓄電池的維護、試驗和更換標準)規定“閥控蓄電池的核對性充放電周期不大于2年，當達到85％的設計壽命或容量小于90％后每年進(jìn)行一次容量測試”。DL／17724―2000(電力系統用蓄電池直流電源裝置運行與維護技術(shù)規程)和國家電網(wǎng)公司《直流電源系統管理規范》規定“新電池安裝后每2～3年進(jìn)行一次核對性試驗，運行6年以后的，應每年進(jìn)行一次”。從筆者對3 000余只閥控蓄電池近8年運行數據來(lái)看，4年以后容量不滿(mǎn)足要求比率較高，發(fā)生故障的蓄電池中運行4年以上的占80．3％。因此，建議4年內每2年進(jìn)行一次核對性充放電，4年后每年進(jìn)行一次核對性充放電；容量小于90％且大于等于80%的蓄電池組應每年進(jìn)行一次核對性充放電；容量小于80%的蓄電池組應盡快更換，在更換前應將核對性充放電周期縮短為3個(gè)月至半年。
2)內阻測試
蓄電池的內阻是反映運行中蓄電池健康狀態(tài)(SOH)的一項重要的參數，內阻值如明顯的變化，表明單體電池的性能也發(fā)生明顯的變化。在運行中應定期進(jìn)行測試，測試周期為一季度到一年。不同的內阻儀器測試的結果偏差較大，且同一蓄電池內阻進(jìn)行縱向比較才與SOH有較高的相關(guān)性。因此，蓄電池投運6個(gè)月性能穩定后應用內阻測試儀記錄蓄電池內阻的原始值作為基準值。在以后的運行中定期測量蓄電池的內阻并與值相比較。當內阻值與基準值偏差超過(guò)30%時(shí)就要引起注意，應采用容量測試等更精確的措施來(lái)確定蓄電池的SOH。
3)均衡充電
頻繁進(jìn)行均衡充電都對蓄電池組不利，具體應遵守制造廠(chǎng)的規定，還需要結合蓄電池組的運行狀況，對其當前狀態(tài)進(jìn)行評估后，確定是否應進(jìn)行均衡充電。不建議將直流系統的均衡充電設置為三個(gè)月自動(dòng)進(jìn)行。
對個(gè)別落后的蓄電池，應對單電瓶進(jìn)行均衡充電處理，使其恢復容量，若處理無(wú)效，應更換。不宜采用對整組蓄電池進(jìn)行均衡充電的方法處理個(gè)別落后蓄電池，防止多數正常電池被過(guò)度充電。
4)不一致性及其改善措施
蓄電池的不一致性是指同一規格型號的單體蓄電池組成電池組后，其電壓、荷電量、容量及其衰退率、內阻及其隨時(shí)間變化率、壽命、溫度影響、自放電率及其隨時(shí)間變化率等參數存在一定的差別，其對外表現為串聯(lián)使用時(shí)的單瓶浮充電壓的差別。蓄電池即使成組前經(jīng)過(guò)篩選電池的一致性較好，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后也會(huì )出現差異，其不一致性隨著(zhù)其單瓶浮充電壓的差別增加而逐漸加重，呈現惡性循環(huán)，從而造成整組蓄電池壽命的下降。造成蓄電池不一致的原因主要由電池及電池組設計引起的差異、初期性能的差異、使用過(guò)程中出現的差異等。
傳統的改善蓄電池一致性的方法是整組均衡充電，這種均衡的代價(jià)是對電壓高的蓄電池造成損害，尤其是閥控蓄電池因其貧液結構，易產(chǎn)生失水、熱失控等現象。對均衡充電的改進(jìn)的方法是進(jìn)行單瓶的均衡充電維護，有一定的效果，但缺點(diǎn)是需要將蓄電池退出系統，操作費時(shí)費力且無(wú)法根本解決問(wèn)題。目前解決運行中蓄電池不一致較先進(jìn)的的方法是蓄電池的主動(dòng)均衡技術(shù)，其原理是在蓄電池組加裝均衡器，通過(guò)外回路來(lái)強制將單瓶的充電電壓差控制一定范圍內，對2V的蓄電池一般控制在lOmV內。
5)閥控蓄電池的在線(xiàn)監測
由前面的討論可知閥控蓄電池的失效模式比常規電池多，因此對其進(jìn)行監測的必要性也更加迫切。監測裝置對閥控蓄電池的溫度、電壓過(guò)高，充電電流過(guò)大，個(gè)別電池短路、深度放電時(shí)個(gè)別電池電壓過(guò)低等重要故障應能及時(shí)檢測并發(fā)出告警，以便及時(shí)采取措施。隨著(zhù)蓄電池在線(xiàn)維護技術(shù)的發(fā)展，蓄電池監測系統逐漸融合了對蓄電池的維護功能，例如對蓄電池進(jìn)行容量測試、在線(xiàn)對蓄電池組進(jìn)行單瓶的內阻測量、蓄電池的主動(dòng)均衡等。

7 結束語(yǔ)
影響閥控蓄電池壽命的因素有很多，主要因素是溫度和充電方式。了解閥控蓄電池失效的原因和影響其壽命的主要因素，便于我們根據閥控鉛酸蓄電池的特點(diǎn)，針對影響閥控蓄電池使用壽命的主要因素，不斷提高維護的水平。通過(guò)檢測和維護，早期診斷來(lái)預防閥控蓄電池可能出現的故障，提高變電站直流系統的運行可靠性。