变电站阀控铅酸蓄电池使用寿命的措施
变电站阀控铅酸蓄电池使用寿命的措施
随着高频开关电源的普及，阀控铅酸蓄电池已在电力系统广泛应用。由于其全密封、无须加水维护，以前曾经被称为“免维护”蓄电池。由于“免维护”这一词的误导，使得用户放松了对阀控铅酸蓄电池的日常维护和治理，造成了蓄电池的早期容量降低和损坏，由于蓄电池容量不足或者失效造成的变电所和发电厂的事故已屡见不鲜。因此，正确使用和维护阀控铅酸蓄电池，进步其使用寿命，具有十分重要的意义。
2、影响阀控铅酸蓄电池使用寿命的主要因素
阀控铅酸蓄电池的正常使用寿命在１０年以上，理论上可到２０年，但在实际使用中经常出现容量不足或者早期失效的现象。影响阀控铅酸蓄电池使用寿命的因素很多，主要有：
2.1环境温度的影响
蓄电池在２５℃的环境下可获得较长的寿命[1]。温度升高时，蓄电池的极板腐蚀将加剧，同时将消耗更多的水，从而使电池寿命缩短，长期运行温度若升高１０℃，使用寿命约降低一半。阀控铅酸蓄电池的容量是随着温度的变化而变化的，25℃时蓄电池的容量为100；在25℃以上时，每升高10℃蓄电池的容量会减少一半。
因此必须认真做到根据实际温度的变化公道地调整蓄电池的放电电流，同时要控制好蓄电池室的温度使其保持在22℃～25℃以内。
2.2过度充电的影响
长期过充电状态下，正极因析氧反应，水被消耗，ｈ＋增加，从而导致正极四周酸度增加，板栅腐蚀加速，使板栅变薄加速电池的腐蚀，使电池容量降低；同时因水损耗加剧，将使蓄电池有干涸的危险，从而影响蓄电池寿命。
2.3过度放电的影响
蓄电池过度放电主要发生在交流电源停电后，蓄电池长时间为负载供电。当蓄电池被过度放电到其电压过低甚至为零时，会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面，在电池的阴极造成“硫酸盐化”。硫酸铅是一种尽缘体，它的形成必将对蓄电池的充、放电性能产生很大的负面影响，因此在阴极上形成的硫酸盐越多，蓄电池的内阻越大，电池的充、放电性能就越差，蓄电池的使用寿命就越短。
2.4小电放逐电条件的影响
在小电放逐电下形成的硫酸铅颗粒的尺寸远比大电放逐电条件下的尺寸大，就是说在大电流条件下晶体形成的速度要比小电流条件下慢，晶体来不及生长就很快被氧化还原了，因而颗粒比较小，而在小电流条件下，较大的硫酸铅晶体就不轻易被还原。如硫酸铅晶体长期得不到清理，必然会影响蓄电池的容量和使用寿命。因此对蓄电池在实际放电电流下运行的容量应有一个正确的计算。
2.5不均衡性充放电的影响
有关的研究结果表明：板栅不同部位合金成分与结构的分布有所不同，因而会导致板栅电化学性能的不均衡性[2]，这种不均衡性又会使在浮充和充、放电状态下的电压产生差异，且会随着充、放电的循环往复，使这种差异不断增大，形成所谓的“落后电池（蓄电池失效）”。目前国内的标准要求，在一组电池中最大浮充电压的差异应≤50mv，而发达国家的标准是≤20mv，所以应重视并减小浮充状态下蓄电池运行电压的差异。
2.6热失控现象
由于阀控铅酸蓄电池采用贫液设计，电池中灌注的电解液都吸附在玻璃纤维板上，当充电电流增大时，就需要通过安全阀来开释气体，因而造成了蓄电池失水、内阻增大、容量衰减并在充、放电过程中产生大量的热量，这些热量如来不及扩散使温度剧增，就会形成热失控。热失控产生的原因还有没及时减小浮充电压、安全阀不严或开阀压过低等等，在热失控严重的情况下假如放电，有可能使蓄电池瞬间电压骤降和蓄电池壳体温度上升至70℃～80℃，因此对热失控的题目必须引起高度的重视。
2.7长期浮充电的影响
蓄电池在长期浮充电状态下，只充电而不放电，势必会造成蓄电池的阳极极板钝化，使蓄电池内阻增大，容量大幅下降，从而造成蓄电池使用寿命缩短。
3.进步阀控式铅酸蓄电池使用寿命的措施
通过对上述影响阀控铅酸蓄电池使用寿命的因素的分析，为了进步阀控铅酸蓄电池的使用寿命，我们就必须做到：
3.1严把蓄电池的定货质量。在蓄电池选型和采购的过程中，要充分了解厂家的生产工艺、制造流程和质量控制手段，以及技术特点等，必要时可要求在厂家进行首次容量实验，以筛选差异较小的蓄电池。
公道选择充电设备。由于开关电源较具有实时监控和智能化治理功能，能使密封电池时刻工作在最佳状态下，所以要选用高质量的开关电源作为充电设备。高频开关电源系统，要采用模块化设计，当出模块现故障时，应能够立即退出运行，不影响其他模块的正常运行，备用模块应能够自动投进，保证蓄电池不因模块故障而造成过放电。
3.2注重安装质量。安装质量包括储存、安装、容量实验等多个方面，因此在运输、储存的过程中应留意不要发生碰撞，在安装过程中要留意汇接条与电池极桩之间的吻合，小心将不平的极桩整平。在紧固极桩时，用力既不能太大也不能太小。气力太大会使极桩内的铜套溢扣，太小又会造成汇流条与极桩接触不良，因此安装中最好采用厂家提供的有过力脱扣的扳手，或按照厂家提供的参考公斤力，使用相应的公斤的扳手。安装中还应该留意要使蓄电池与直流屏之间各组蓄电池正极与正极、负极与负极的是非尽量一致，以在大电放逐电时保持电池组间的运行平衡。
在投进使用前一定要进行补充电。一般密封电池的安装日期距出厂日期时间较长，密封电池经过长期的自放电，容量必然大量损失，靠单纯的浮充难以恢复其初始容量。此外，由于单体电池自放电大小的差异，致使电池的比重、端电压等出现不均衡，投进使用前不进行补充，个别电池会进一步扩展成落后电池甚至出现反极现象。
3．3进步维护质量
维护职员要在充分理解阀控铅酸蓄电池产品说明书所提出的各项要求的条件下从事维护工作，进步维护质量。
3.3.1环境温度对蓄电池的放电容量、寿命、自放电、内阻等方面都有较大影响，固然开关电源有温度补偿功能，但其灵敏度和调整幅度究竟有限。因此,蓄电池室应安装空调设备并将温度控制在22℃～25℃之间。这不仅可延长蓄电池的寿命，还能使蓄电池有最佳的容量。
3.3.2每月应检查一次充电设备运行参数是否在合格范围之内，有无故障告警信号。不论在任何情况下，蓄电池的浮充电压不应超过厂家给定的浮充值，并且要根据环境温度变化，随时利用电压调节系数±3mv/℃来调整浮充电压的数值。
3.3.3鉴于不均衡性对阀控铅酸蓄电池的影响，应采用浮充电压的下限值进行浮充供电。
3.3.4在蓄电池不均衡性比较大、较深度地放电以后，以及在蓄电池运行一个季度时，应采用均衡的方式对电池进行补充充电。在均衡充电时要留意环境温度的变化，并随环境温度的升高而将均衡电压设定的值降低。例如，如环境温度升高1℃,那么均衡充电的电压值就要降低3mv。
3.3.5尝试用脉冲充电的方式对“落后电池”进行充电，促使蓄电池的活化和恢复。
3.3.6精心维护，在阀控式电池组投产运行前应认真记录每只单体电池的电压和内阻数据，作为原始资料妥善保存，以后每运行半年，需将运行的数据与原始数据进行比较，如发现异常情况应及时进行处理。
3.3.7每月应测一次电池单体电压及终端电压。密封电池端电压的丈量不能只在浮充状态，还应在放电状态下进行。端电压是反映密封电池工作状况好十的一个重要参数。浮充状态下进行电池端电压丈量，由于外加电压的存在，丈量出的电池端电压易造成假象。即使有些电池反极或断路也能丈量出正常数值（实际上是外加电压在该电池两端造成的电压差），这极易在交流失电时造成变电所和发电厂事故。定期在放电状态下进行电池端电压丈量，这种情况就完全可以避免了。
3.3.8为保证电池有足够的容量，每年要进行一次容量恢复试验（即大充大放），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1.8v/只(对于2v/只的单体电池)或10.8v/只(对于12v/只的单体电池)后停止放电，并记录时间。静置2h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2.35v/只或14.1v/只，保持该电压对电池进行8h的均衡充电后，将恒压充电电压改为2.25v/只或13.5v/只，进行浮充电。上述方法，可以放出蓄电池容量的80，由于考虑到安全运行，也可以放出蓄电池容量的30～50，这需要查对蓄电池的放电曲线进行。
3.3.9阀控铅酸蓄电池运行到使用寿命的1/2时，需适当增加测试的频次，尤其是对单体12v的电池增加测试。假如电池内阻忽然增加或丈量电压有数值不稳（特别是小数点后两位），应立即作为“落后电池”，进行活化处理。
3.3.10定期检查一下外观阀控铅酸蓄电池的有无异常变形和发热，仔细检查安全阀的四周是否有被喷射的污点，以此确定安全阀是否拧紧或损坏。
3.3.11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。
3.3.12不要单独增加或减少电池组中几个单体电池负荷，这将造成单体电池容量的不平衡和充电的不一致性，降低电池寿命。如在整组电池抽出一部分作其它电源，或充电不在一起，放电时叠加一起。
3.3.13采用技术手段加强监视，如使用蓄电池在线监测装置，实时监测蓄电池工作状态。对无人值班变电所还应当将采集的信息送到监控中心，出现异常情况及时报警，尽早处理。
4.结束语
总之，要重视对阀控铅酸蓄电池的维护，根据阀控铅酸蓄电池不同的特点，针对影响阀控铅酸蓄电池使用寿命的主要因素，不断进步维护的水平，达到进步使用寿命的目的，以进步变电所、发电厂和通讯站的安全运行水平。
