霍克蓄電池在變電站的運行與維護(hù)

霍克蓄電池是直流系統(tǒng)中不可缺少的設(shè)備，這種電源廣泛應(yīng)用于變電站中。正常時直流系統(tǒng)中的霍克蓄電池組處于浮充電備用狀態(tài)，當(dāng)交流電失電時，霍克蓄電池迅速向事故性負(fù)荷提供能量。如各類直流泵、事故照明、交流不停電電源、事故停電、斷路器跳合閘等，同時也必須為事故停電時的控制、信號、自動裝置、保護(hù)裝置及通信等負(fù)荷提供電力。顯然在交流失電的事故狀態(tài)下，蓄電池應(yīng)作為變電站的備用能源。
　　1. 霍克蓄電池運行要求
　　按照電力系統(tǒng)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，閥控式鉛酸蓄電池的運行要求如下：閥控式密封鉛酸蓄電池組在正常運行時以浮充方式運行，浮充電壓值一般控制為2.23 V×n，在運行中主要監(jiān)視蓄電池組的端電壓，浮充電流，及每只蓄電池的電壓。
　　1.1 閥控式密封霍克蓄電池的充放電
　　1.1.1 核對性充放電
　　新安裝或大修后的閥控蓄電池組，應(yīng)進(jìn)行全核對性額定容量放電試驗，放電電流不應(yīng)變動過大，待放電結(jié)束后，應(yīng)立即對蓄電池組進(jìn)行充電，避免發(fā)生電池內(nèi)部的硫化現(xiàn)象，而導(dǎo)致蓄電池內(nèi)部短路。此時均采用0.1C10恒流充電，當(dāng)蓄電池組端電壓上升到2.23 V×n時，將會自動或手動轉(zhuǎn)為恒壓充電。
　　1.1.2 恒壓充電
　　在2.35 V×n的恒壓充電下，0.1C10的充電電流逐漸減小，當(dāng)充電電流減小至0.1C10時，充電裝置的倒計時開始起動，并維持3 h不變。當(dāng)整定的倒計時結(jié)束時，充電裝置自動或手動轉(zhuǎn)為正常的浮充電運行，浮充電壓為2.23 V×n。同時在浮充電過程中要進(jìn)行溫度補(bǔ)償，即對每只單體蓄電池充電電壓隨環(huán)境溫度給予一定量的補(bǔ)償，避免蓄電池因失水干涸而失效。中心溫度、補(bǔ)償下限、補(bǔ)償上限、補(bǔ)償斜率均可根據(jù)電池性能靈活設(shè)置。
　　1.1.3 補(bǔ)充充電
　　為了彌補(bǔ)運行中因浮充電流調(diào)整不當(dāng)，補(bǔ)償不了電池自放電和爬電漏電所造成蓄電池容量的虧損，設(shè)定1～3 個月，自動地進(jìn)行一次恒流充電-恒壓充電-浮充電的補(bǔ)充充電，確保蓄電池組隨時都具有額定容量，以保證運行安全可靠。
　　1.1.4 事故放電和自動充電
　　當(dāng)電網(wǎng)解列或故障、交流電源中斷時，蓄電池組立即承擔(dān)起主要負(fù)荷和事故照明負(fù)荷，若蓄電池組端電壓下降到2 V×n時，電網(wǎng)還未恢復(fù)送電，應(yīng)自動或手動斷開蓄電池組的供電，以免因蓄電池組過放電而損壞。交流電源恢復(fù)送電時，充電裝置將自動或手動進(jìn)入恒流充電-恒壓充電-浮充電，并恢復(fù)到正常運行狀態(tài)。
　　1.2 霍克蓄電池維護(hù)
　　據(jù)統(tǒng)計，閥控式鉛酸蓄電池的故障，有50%以上是因VRLA蓄電池組故障，或因VRLA蓄電池維護(hù)不當(dāng)造成的。通常所說的“免維護(hù)”即為：在規(guī)定條件下使用期間不需維護(hù)的一種蓄電池。所謂蓄電池的免維護(hù)是相對傳統(tǒng)鉛酸蓄電池維護(hù)而言，僅指使用期間無需加水。在實際工作中，仍需履行維護(hù)手續(xù)。在電力行業(yè)中極為重視蓄電池的維護(hù)工作，包括閥控式鉛酸蓄電池的運行與維護(hù)。一般應(yīng)做好以下工作。
　　1.3 閥控蓄電池的失效機(jī)理
　　閥控式鉛酸蓄電池是一個復(fù)雜的電化學(xué)體系，蓄電池的性能和壽命取決于電極的材料、工藝、活性物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)、及蓄電池運行狀態(tài)和條件等。它的失效因素也是比較多的，基本上可分為三類。
　　1.3.1 蓄電池設(shè)計結(jié)構(gòu)上的因素
　　•極板的腐蝕：對浮充電使用的蓄電池，板柵腐蝕是限定電池壽命的重要因素，在電池過充電狀態(tài)下，負(fù)極產(chǎn)生水，降低了酸度，而正極反應(yīng)產(chǎn)生H+，加速了正極板柵的腐蝕。
　　•水損失：由于再化合反應(yīng)不完全及板柵腐蝕引起水的損失，當(dāng)每次充電時，由于產(chǎn)生氣體的速率大于氣體再化合速率，導(dǎo)致一部分氣體逸出，造成水的損失。正極柵的腐蝕也是造成水損失的因素之一。
　　•枝狀結(jié)晶生成：當(dāng)電池處于放電狀態(tài)，或長期以放電狀態(tài)放置，這種情況下，負(fù)極pH值增加，極板上生成可溶性鉛顆粒，促進(jìn)板狀結(jié)晶生成穿透隔膜造成極間短路，使蓄電池失效。
　　•負(fù)極板硫酸鹽化：由于自化合反應(yīng)的發(fā)生，無論蓄電池處于充電或放電狀態(tài),負(fù)極板總有硫酸鉛存在，使負(fù)極長期處于非完全充電狀態(tài)，形成不可逆硫酸鉛，使電池容量減少，導(dǎo)致電池失效。
　　•熱失控：在充電過程中，電池內(nèi)的再化合反應(yīng)將產(chǎn)生大量的熱能，由于蓄電池的密封結(jié)構(gòu)使熱量不易散出，以及周圍環(huán)境溫度升高，導(dǎo)致浮充電流的增大，進(jìn)而使浮充電壓升高，以致蓄電池溫升過高而失效。
　　1.4 結(jié)束語
　　直流電源設(shè)備是電力系統(tǒng)發(fā)電廠，變(配)電所重要的控制、信號、動力電源，它在電力系統(tǒng)安全運行中起著重要的作用。為了適應(yīng)社會需求以及電力系統(tǒng)快速發(fā)展和穩(wěn)定運行的要求，大量可靠性高的現(xiàn)代化電源設(shè)備得到廣泛應(yīng)用，并在生產(chǎn)實踐中有效的管理與維護(hù)，對保證直流系統(tǒng)的可靠運行及電力系統(tǒng)的安全運行有著積極和重要的作用。