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摘要:針对阀控式铅酸蓄电池的使用情况，介绍几种维护方法，并进行可行性探讨。
关键词:蓄电池;维护
Abstract: This paper in view of valve-regulated lead-acid battery usage, introduced several maintenance methods, and probe into the feasibility of.
Key words: battery; maintenance
中图分类号：TM912.1文献标识码：A 文章编号:
1、 前言
发电厂、变电站的直流系统是继电保护、自动装置和断路器正确动作的基本保证，其稳定运行对防止系统破坏性事故扩大和设备严重损坏至为重要。以前，应用较为普遍的有镉镍蓄电池和铅酸蓄电池两种,但这两种蓄电池存在维护工作量大，不利于安全运行。阀控密封式铅酸蓄电池是上世纪末发展起来的升级换代产品，具有体积小、重量轻、自放电小、寿命长、使用方便、安全可靠等优点，目前已广泛应用于电力系统。阀控式铅酸蓄电池采用阀控式密封结构，不需要加酸、加水维护，因此对这类蓄电池维护方法和手段不同于传统的铅酸蓄电池。本文总结了电力用阀控密封式铅酸蓄电池几种维护方法，以供大家参考。
2、电力用阀控密封式铅酸蓄电池维护
免维护蓄电池不能认为是投入运行后就不需要人员来维护，只是相对其它蓄电池不需要加酸、加水，减少了维护量。运行中还是需要监视其运行状态的。我厂#2机就发生一次，由于电池寿命已到，在定期启动#2直流油泵时，直流油泵启动电流过大，蓄电池性能降低造成开路，使充电机过流跳闸，导致#2机直流电源全部消失的事故。所幸是当时#2机设备没有故障，否则将造成严重后果。恢复充电机运行后，对该蓄电池拆除换新，将原电池拆除后发现该电池首先重量变轻，撬击电池本体，声音沉闷，推断该电池电解液严重不足，测量电池电压无，电阻无穷大。调出该电池的记录发现最后一次测试中，该电池电压较低，直阻偏大，下面就蓄电池的维护方法进行探讨。
2.1 充电电压的整定
阀控密封式铅酸蓄电池一般采用恒压限流充电法，对充电电压要求较严格，如果电压过高，会使电池过充而失水，从而造成电池永久性失效；如果电压过低会使其电池充电不足，从而减低电池容量和缩短电池使用寿命，因而充电电压的设定至关重要。
充电电压的整定要考虑以下几个因素：（1）直流系统允许的运行电压。220V直流电源系统要求直流母线到负载线路上的压降损耗，充电器正常直流输出的整定电压为230V，允许有1—2V波动。（2）蓄电池单体充电电压。电力用阀控密封式铅酸蓄电池单体额定电压为2V，在环境温度25℃时，阀控密封式铅酸蓄电池的要求单体电池浮充电压为2.25±0.02V，单体电池充电电压为2.35±0.02V。（3）蓄电池的个数。由于蓄电池组长期在充电器和直流母线上浮充运行，因而充电电压的整定跟电池组蓄电池数量有很大关系，常用电池组充电电压（环境温度25℃）如表1所示。从表1看出有些蓄电池组需要的充电电压超过了母线上限报警电压（242V），这将不利于设备正常运行。蓄电池组的电池个数多，要满足蓄电池组充电电压，势必要抬高充电器输出电压，对整个直流系统不利；若按直线母线运行条件整定，充电电压偏低造成电池欠充，影响蓄电池寿命。
表1
蓄电池数量（只） 蓄电池组标称电压（V） 浮冲电压（V） 均冲电压（V）
单个电压 电池组电压 单个电压 电池组电压
102 204 2.25 229.5 2.35 239.7
103 206 2.25 231.75 2.35 242.05
104 208 2.25 234 2.35 244.4
105 210 2.25 236.25 2.35 246.75
106 212 2.25 238.5 2.35 249.5
107 214 2.25 240.75 2.35 251.45
108 216 2.25 243 2.35 253.8
基于上述原因，建议选择103只电池的蓄电池组比较合适，它比102只电池的蓄电池组多一个备用电池，且充电电压接近直流系统运行电压。其浮充电压整定为231V，为了不超过母线报警电压，均充电压整定为239V。
2.2环境温度对充电电压的影响
阀控密封式铅酸蓄电池的运行电压对环境比较敏感，温度每升高10℃，若不调整浮充、均充电压，其电池使用寿命将缩短一半。我厂网控蓄电池就出现过一次，冬天由于暖气较热，正好碰在过年期间，无人巡视，造成蓄电池室温度达到35℃以上，结果有个别蓄电池漏液，只有进行更换。最后我们采取措施将暖片减少，并增加温湿度仪，以保证蓄电池的室温。温度一般厂家资料要求环境温度控制在25℃左右，电力用阀控密封式铅酸蓄电池由于个数多、体积较大，基本上放在专门的蓄电池室内，有的电池是敞开放置，有的是装在特制的电池屏内，蓄电池室有通风设施但一般没有控温设备，因此蓄电池受环境温度影响大。
目前我厂的充电机不具备自动温度补偿功能，只能靠人工调节浮充电压，如果严格按照厂家的要求根据温度系数调整充电电压，有些地方难以达到要求，维护人员操作起来不方便，而且使直流母线上电压经常变动不稳定，对设备运行不利。综合这些因素，建议环境温度在5℃～35℃，单体电池浮充电压按2.25V整定；环境温度35℃～50℃，单体电池浮充电压按2.22V整定；5℃以下浮充电压按2.3V整定。
2.3 阀控密封式铅酸蓄电池的检测
（1）定期对阀控密封式铅酸蓄电池进行检测，可以判定电池运行状况是否满足直流电源使用要求，检测过程在电池浮充下进行，不影响蓄电池正常运行，测量蓄电池组浮充状态的端电压和单体电压，是蓄电池维护一种常用手段。当蓄电池在浮充状态时，用万用表的DC电压档进行测量，要求单体电压2.25±0.03V之间（环境温度25℃左右）。运行状态良好的蓄电池呈现的单体电池浮充电压是均匀的，新出厂的电池在浮充电压下电压值一致性较差，一般浮充运行3～6个月，各单体电池的浮充电压将趋于均匀。此方法简单方便，可做为变电站运行人员日常设备维护使用，但它只能粗略检查蓄电池运行状况，不能反映蓄电池的真实情况。
（2）测量蓄电池内阻
阀控密封式铅酸蓄电池是全封闭结构，内部有何变化是看不出来的，如蓄电池内部故障、内部构造不良及连接处故障，在浮充状态是检测不出来的，通过检测蓄电池内阻可以发现上述问题，它是判断电池质量好坏的一个有效手段。测量内阻，最好选用专用的蓄电池内阻测试仪，定期测试，做好记录，发现有电池内阻发生变化，应跟踪该电池，如变化超过20%时，应及时更换。蓄电池的内阻随使用时间的变长，而逐渐增大，增大到多少电池寿命到头，本人一直在做观察研究。
2.4阀控密封式铅酸蓄电池的充放电维护
对于长期浮充运行的阀控蓄电池，除了严格控制充电方式和充电电压外，还需采取一些必要维护手段。过去有人认为阀控电池是免维护电池，因此在使用过程中也就不需要维护，可以听之任之，实际上这是对阀控电池的误解，其免维护主要指不加水和调节电解液密度的维护操作。加强对蓄电池进行定期的充放电维护，可防止蓄电池故障发生、延长电池的使用寿命。
（1）蓄电池组50%容量放电检查
检测蓄电池浮充电压和内阻是检验蓄电池性能良好的有效手段，不是最根本的手段，尤其是一些仪器发现不了的隐患，比如：蓄电池内部微短路、安全阀和外壳存在的问题等。用这种检查方法即可以快速查找到有问题的蓄电池，同时又起到“治疗性”充放电维护作用，激活极板上的活性物質，延长蓄电池的寿命。建议这种检查至少每年做一次，根据现场情况可采取两种方案：
方案一
将蓄电池组从直流母线上断开，蓄电池外接负载，在其回路中串接一个直流电流表，由蓄电池直接对负载放电，按10小时率制放电，即放电电流设置为0.1C10A，放电5个小时，放蓄电池容量的50%。测量此时每个蓄电池的端电压。可对照表2电池放出不同容量的标准电压值，如果发现有某只电池的端电压低于标准电压0.1V以上，将视为不合格电池，需立即更换修理。测量完毕，立即恢复原系统接线，对蓄电池进行均衡充电，最大充电电流不大于0.25C10A，充电电量是放电量的110%～130%。
方案二
这种方案比较适用于只有一套蓄电池组，蓄电池无法退出直流系统。将厂用直流润滑油泵开启，通过直流电流表观察其放电电流，放出总容量的50%后，测量此时每个蓄电池的端电压，对照表2如果发现某只电池的端电压低于标准0.1V以上，将视为不合格电池，需立即更换修理。测量完毕，立即对蓄电池进行均衡充电，最大充电电流不大于0.25C10A，充电量是放电量的110%～130%。
表2
放电容量（%） 放电时间（h） 单体电池电压（V）
10 1 2.03
20 2 2.01
30 3 1.99
40 4 1.97
50 5 1.95
60 6 1.93
70 7 1.89
80 8 1.87
90 9 1.85
100 10 1.80
（2）蓄电池容量检查
容量检查就是检查蓄电池的实际容量，以确定电池能否满足直流电源系统的要求。由于电池放电深度、放电次数直接关系到蓄电池的寿命，而阀控密封式铅酸蓄电池严禁过放电，故每次放电最好不超过电池容量的80%，容量检查一般为新安装后四年一次为好。以后每年放到50%左右，检查电池电压是否合格，容量检查放电时间长，一般在大、小修中进行，放电时每小时测量一次电池的电压，通过计算电池放出容量，对照表2电池放出不同容量的标准电压值，可判断电池是否正常。在相应放电容量下，若其单体电池电压实测值等于或大于相应电压值，即电池容量正常。
电池放出容量计算；
电池组放电后，应立即转入均衡充电，充电采用恒压限流充电法，充电电流不大于0.25C10A，一般为0.1C10A充电，末期当电流降至0.006C10A以下，且3h不变，此时转入浮充电压进行浮充运行。
（3）正常运行中蓄电池的检查
维护正常浮充运行时，是不需要均衡充电，如发现出现以下情况应进行均衡充电：a.正常浮充时，蓄电池单体电压偏差超过0.1V。b.个别单体电池电压低于2.18V。c.长期达不到浮充要求，每半年进行一次。d. 放电后24小时之内未及时充电。e.长期小电流深度放电。f.过流放电（电流大于规定20%）和过量放电（超过额定容量10%应立即进行均衡充）。g.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。
结束语
经过几年的实际运行，和翻阅大量的资料文献，本人逐渐摸索出免维护蓄电池及充电设备运行使用维护的一些经验，对出现的问题能够进行处理和解决，保证了直流设备的安全运行。同时根据实际取得的经验修编了蓄电池维护检规，使检修人员便于监护、维护好蓄电池，阀控密封式铅酸蓄电池目前正在发展中，无论在制造质量、使用质量还存在许多未被认识的东西；在制造方面、设计、工艺等的研究，改进还远远没有终结；在使用方面、使用知识、维护技术也有待深化与改进。它替换传统铅酸蓄电池在电力系统广泛使用只有短短十几年时间，我们对它的认识还有许多不足之处，上面对这类蓄电池介绍的几种维护方法、手段，希望能为广大的电力用户提供帮助，以使这类新技术产品更好地服务于电力生产。
关键词:蓄电池;维护
Abstract: This paper in view of valve-regulated lead-acid battery usage, introduced several maintenance methods, and probe into the feasibility of.
Key words: battery; maintenance
中图分类号：TM912.1文献标识码：A 文章编号:
1、 前言
发电厂、变电站的直流系统是继电保护、自动装置和断路器正确动作的基本保证，其稳定运行对防止系统破坏性事故扩大和设备严重损坏至为重要。以前，应用较为普遍的有镉镍蓄电池和铅酸蓄电池两种,但这两种蓄电池存在维护工作量大，不利于安全运行。阀控密封式铅酸蓄电池是上世纪末发展起来的升级换代产品，具有体积小、重量轻、自放电小、寿命长、使用方便、安全可靠等优点，目前已广泛应用于电力系统。阀控式铅酸蓄电池采用阀控式密封结构，不需要加酸、加水维护，因此对这类蓄电池维护方法和手段不同于传统的铅酸蓄电池。本文总结了电力用阀控密封式铅酸蓄电池几种维护方法，以供大家参考。
2、电力用阀控密封式铅酸蓄电池维护
免维护蓄电池不能认为是投入运行后就不需要人员来维护，只是相对其它蓄电池不需要加酸、加水，减少了维护量。运行中还是需要监视其运行状态的。我厂#2机就发生一次，由于电池寿命已到，在定期启动#2直流油泵时，直流油泵启动电流过大，蓄电池性能降低造成开路，使充电机过流跳闸，导致#2机直流电源全部消失的事故。所幸是当时#2机设备没有故障，否则将造成严重后果。恢复充电机运行后，对该蓄电池拆除换新，将原电池拆除后发现该电池首先重量变轻，撬击电池本体，声音沉闷，推断该电池电解液严重不足，测量电池电压无，电阻无穷大。调出该电池的记录发现最后一次测试中，该电池电压较低，直阻偏大，下面就蓄电池的维护方法进行探讨。
2.1 充电电压的整定
阀控密封式铅酸蓄电池一般采用恒压限流充电法，对充电电压要求较严格，如果电压过高，会使电池过充而失水，从而造成电池永久性失效；如果电压过低会使其电池充电不足，从而减低电池容量和缩短电池使用寿命，因而充电电压的设定至关重要。
充电电压的整定要考虑以下几个因素：（1）直流系统允许的运行电压。220V直流电源系统要求直流母线到负载线路上的压降损耗，充电器正常直流输出的整定电压为230V，允许有1—2V波动。（2）蓄电池单体充电电压。电力用阀控密封式铅酸蓄电池单体额定电压为2V，在环境温度25℃时，阀控密封式铅酸蓄电池的要求单体电池浮充电压为2.25±0.02V，单体电池充电电压为2.35±0.02V。（3）蓄电池的个数。由于蓄电池组长期在充电器和直流母线上浮充运行，因而充电电压的整定跟电池组蓄电池数量有很大关系，常用电池组充电电压（环境温度25℃）如表1所示。从表1看出有些蓄电池组需要的充电电压超过了母线上限报警电压（242V），这将不利于设备正常运行。蓄电池组的电池个数多，要满足蓄电池组充电电压，势必要抬高充电器输出电压，对整个直流系统不利；若按直线母线运行条件整定，充电电压偏低造成电池欠充，影响蓄电池寿命。
表1
蓄电池数量（只） 蓄电池组标称电压（V） 浮冲电压（V） 均冲电压（V）
单个电压 电池组电压 单个电压 电池组电压
102 204 2.25 229.5 2.35 239.7
103 206 2.25 231.75 2.35 242.05
104 208 2.25 234 2.35 244.4
105 210 2.25 236.25 2.35 246.75
106 212 2.25 238.5 2.35 249.5
107 214 2.25 240.75 2.35 251.45
108 216 2.25 243 2.35 253.8
基于上述原因，建议选择103只电池的蓄电池组比较合适，它比102只电池的蓄电池组多一个备用电池，且充电电压接近直流系统运行电压。其浮充电压整定为231V，为了不超过母线报警电压，均充电压整定为239V。
2.2环境温度对充电电压的影响
阀控密封式铅酸蓄电池的运行电压对环境比较敏感，温度每升高10℃，若不调整浮充、均充电压，其电池使用寿命将缩短一半。我厂网控蓄电池就出现过一次，冬天由于暖气较热，正好碰在过年期间，无人巡视，造成蓄电池室温度达到35℃以上，结果有个别蓄电池漏液，只有进行更换。最后我们采取措施将暖片减少，并增加温湿度仪，以保证蓄电池的室温。温度一般厂家资料要求环境温度控制在25℃左右，电力用阀控密封式铅酸蓄电池由于个数多、体积较大，基本上放在专门的蓄电池室内，有的电池是敞开放置，有的是装在特制的电池屏内，蓄电池室有通风设施但一般没有控温设备，因此蓄电池受环境温度影响大。
目前我厂的充电机不具备自动温度补偿功能，只能靠人工调节浮充电压，如果严格按照厂家的要求根据温度系数调整充电电压，有些地方难以达到要求，维护人员操作起来不方便，而且使直流母线上电压经常变动不稳定，对设备运行不利。综合这些因素，建议环境温度在5℃～35℃，单体电池浮充电压按2.25V整定；环境温度35℃～50℃，单体电池浮充电压按2.22V整定；5℃以下浮充电压按2.3V整定。
2.3 阀控密封式铅酸蓄电池的检测
（1）定期对阀控密封式铅酸蓄电池进行检测，可以判定电池运行状况是否满足直流电源使用要求，检测过程在电池浮充下进行，不影响蓄电池正常运行，测量蓄电池组浮充状态的端电压和单体电压，是蓄电池维护一种常用手段。当蓄电池在浮充状态时，用万用表的DC电压档进行测量，要求单体电压2.25±0.03V之间（环境温度25℃左右）。运行状态良好的蓄电池呈现的单体电池浮充电压是均匀的，新出厂的电池在浮充电压下电压值一致性较差，一般浮充运行3～6个月，各单体电池的浮充电压将趋于均匀。此方法简单方便，可做为变电站运行人员日常设备维护使用，但它只能粗略检查蓄电池运行状况，不能反映蓄电池的真实情况。
（2）测量蓄电池内阻
阀控密封式铅酸蓄电池是全封闭结构，内部有何变化是看不出来的，如蓄电池内部故障、内部构造不良及连接处故障，在浮充状态是检测不出来的，通过检测蓄电池内阻可以发现上述问题，它是判断电池质量好坏的一个有效手段。测量内阻，最好选用专用的蓄电池内阻测试仪，定期测试，做好记录，发现有电池内阻发生变化，应跟踪该电池，如变化超过20%时，应及时更换。蓄电池的内阻随使用时间的变长，而逐渐增大，增大到多少电池寿命到头，本人一直在做观察研究。
2.4阀控密封式铅酸蓄电池的充放电维护
对于长期浮充运行的阀控蓄电池，除了严格控制充电方式和充电电压外，还需采取一些必要维护手段。过去有人认为阀控电池是免维护电池，因此在使用过程中也就不需要维护，可以听之任之，实际上这是对阀控电池的误解，其免维护主要指不加水和调节电解液密度的维护操作。加强对蓄电池进行定期的充放电维护，可防止蓄电池故障发生、延长电池的使用寿命。
（1）蓄电池组50%容量放电检查
检测蓄电池浮充电压和内阻是检验蓄电池性能良好的有效手段，不是最根本的手段，尤其是一些仪器发现不了的隐患，比如：蓄电池内部微短路、安全阀和外壳存在的问题等。用这种检查方法即可以快速查找到有问题的蓄电池，同时又起到“治疗性”充放电维护作用，激活极板上的活性物質，延长蓄电池的寿命。建议这种检查至少每年做一次，根据现场情况可采取两种方案：
方案一
将蓄电池组从直流母线上断开，蓄电池外接负载，在其回路中串接一个直流电流表，由蓄电池直接对负载放电，按10小时率制放电，即放电电流设置为0.1C10A，放电5个小时，放蓄电池容量的50%。测量此时每个蓄电池的端电压。可对照表2电池放出不同容量的标准电压值，如果发现有某只电池的端电压低于标准电压0.1V以上，将视为不合格电池，需立即更换修理。测量完毕，立即恢复原系统接线，对蓄电池进行均衡充电，最大充电电流不大于0.25C10A，充电电量是放电量的110%～130%。
方案二
这种方案比较适用于只有一套蓄电池组，蓄电池无法退出直流系统。将厂用直流润滑油泵开启，通过直流电流表观察其放电电流，放出总容量的50%后，测量此时每个蓄电池的端电压，对照表2如果发现某只电池的端电压低于标准0.1V以上，将视为不合格电池，需立即更换修理。测量完毕，立即对蓄电池进行均衡充电，最大充电电流不大于0.25C10A，充电量是放电量的110%～130%。
表2
放电容量（%） 放电时间（h） 单体电池电压（V）
10 1 2.03
20 2 2.01
30 3 1.99
40 4 1.97
50 5 1.95
60 6 1.93
70 7 1.89
80 8 1.87
90 9 1.85
100 10 1.80
（2）蓄电池容量检查
容量检查就是检查蓄电池的实际容量，以确定电池能否满足直流电源系统的要求。由于电池放电深度、放电次数直接关系到蓄电池的寿命，而阀控密封式铅酸蓄电池严禁过放电，故每次放电最好不超过电池容量的80%，容量检查一般为新安装后四年一次为好。以后每年放到50%左右，检查电池电压是否合格，容量检查放电时间长，一般在大、小修中进行，放电时每小时测量一次电池的电压，通过计算电池放出容量，对照表2电池放出不同容量的标准电压值，可判断电池是否正常。在相应放电容量下，若其单体电池电压实测值等于或大于相应电压值，即电池容量正常。
电池放出容量计算；
电池组放电后，应立即转入均衡充电，充电采用恒压限流充电法，充电电流不大于0.25C10A，一般为0.1C10A充电，末期当电流降至0.006C10A以下，且3h不变，此时转入浮充电压进行浮充运行。
（3）正常运行中蓄电池的检查
维护正常浮充运行时，是不需要均衡充电，如发现出现以下情况应进行均衡充电：a.正常浮充时，蓄电池单体电压偏差超过0.1V。b.个别单体电池电压低于2.18V。c.长期达不到浮充要求，每半年进行一次。d. 放电后24小时之内未及时充电。e.长期小电流深度放电。f.过流放电（电流大于规定20%）和过量放电（超过额定容量10%应立即进行均衡充）。g.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。
结束语
经过几年的实际运行，和翻阅大量的资料文献，本人逐渐摸索出免维护蓄电池及充电设备运行使用维护的一些经验，对出现的问题能够进行处理和解决，保证了直流设备的安全运行。同时根据实际取得的经验修编了蓄电池维护检规，使检修人员便于监护、维护好蓄电池，阀控密封式铅酸蓄电池目前正在发展中，无论在制造质量、使用质量还存在许多未被认识的东西；在制造方面、设计、工艺等的研究，改进还远远没有终结；在使用方面、使用知识、维护技术也有待深化与改进。它替换传统铅酸蓄电池在电力系统广泛使用只有短短十几年时间，我们对它的认识还有许多不足之处，上面对这类蓄电池介绍的几种维护方法、手段，希望能为广大的电力用户提供帮助，以使这类新技术产品更好地服务于电力生产。