变电站蓄电池运行维护技术

白 龙，黄崇虎

（国网山东电力超高压公司，山东 济南 250000）

0 引 言

随着电力系统的发展和进步，变电站蓄电池运维质量受到了更多的关注。通过积极整合具体管理内容和管理要求，确保在明确其应用机理的基础上落实对应的维护管理方案，从而减少安全隐患造成的经济损失。

1 变电站蓄电池运行维护的重要性

变电站直流系统是独立的电源系统，能够完成不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）装置直流电源和远动通信设备直流电源的实时性管理。变电站直流系统中，蓄电池发挥着关键作用，基于常态化直流充电装置完成直流负荷的处理，从而完成蓄电池浮充电等过程。一旦出现交流失电、直流充电装置故障等情况，蓄电池就能直接向直流负荷提供能量，维持良好的运行状态，减少安全事故造成的经济损失[1]。

蓄电池是变电站直流系统的核心，只有建立完整且科学的维护机制，才能降低故障率，缩小故障的波及范围，为电力系统稳定运行提供良好的保障机制。基于此，变电站蓄电池运行维护工作具有重要的现实意义。

2 变电站蓄电池失效机理

变电站蓄电池本身是储存电能的基础设备，能将电能转变为化学能，并将其存储在固定设备内，在用户有需要时借助化学能转变为电能的方式完成放电作业，直接完成直流负荷的供给管理。目前，较为常见的2种变电站蓄电池分别为防酸隔爆式铅酸蓄电池和阀控式铅酸蓄电池，由于电池结构不同，对应的失效机理也存在差异。

2.1 防酸隔爆式铅酸蓄电池

图1 防酸隔爆式铅酸蓄电池

2.2 阀控式铅酸蓄电池

阀控式铅酸蓄电池采用全密封结构模式，借助安全阀完成电池内部气体压力的实时性控制。借助阀控式铅酸蓄电池氧复合处理，实现氧气经过隔板中气孔扩散到负极板的过程，与负极板活性物质发生反应生成PbSO4后，就能有效抑制氢气的产出，维持充电和放电的合理性[3]。基于这种反应，在电池充电过程中并不会出现氢气和氧气同时冒出而影响反应进度的问题，大大提高维护效率。对于阀控式铅酸蓄电池而言，一旦出现失效，最主要的原因就是失水造成极板硫酸化。阀控式铅酸蓄电池组成如图2所示。

图2 阀控式铅酸蓄电池

结合变电站蓄电池运行维护管理工作的具体要求，有效开展相应的处理工作，确保运行方案选取的合理性。一般而言，长期工作选取浮充电方式，将单体电压控制在2.25 V。而对于变电站每个季度的蓄电池运行方式，可以选择均衡充电处理模式，将单体电压控制在2.35 V[4]。

3 变电站蓄电池运行维护技术内容

变电站蓄电池运行维护技术管理工作中，要结合具体运维管理要求和标准，从技术层面和管理层面建立完整且规范的技术管控方案，从而有效发挥精细化管理方案的优势作用，提升运维技术管理的实效性水平。

3.1 常见技术内容

为了提高变电站蓄电池运行维护管理水平，要结合实际管理要求采取相应的技术控制措施。以阀控式铅酸蓄电池为例，对常见的维护技术内容予以讨论。

3.1.1 电压检测

检测人员要结合阀控式铅酸蓄电池的运行情况建立合理的技术检测分析方案，保证相关检测内容和技术要求都能落实到位，从而维持整体检测控制工作的规范性。电压检测要对蓄电池正负极间的电压参数进行实时性测定分析和汇总，以便直观评估蓄电池电压是否处于规范数值范围内。配合蓄电池电压判定结果，有效了解阀控式铅酸蓄电池是否存在过压、欠压或零压等现象，以便及时完成故障排查[5]。

3.1.2 内阻测试

对蓄电池结构内部的电阻值进行测定分析，了解阀控式铅酸蓄电池内部运行环境的具体情况，从而针对具体问题制定相应的养护处理机制。在内阻测试工作结束后，能够筛选出内阻数值较大甚至存在开路情况的蓄电池，对其进行针对性处理和更换，以满足整个阀控式铅酸蓄电池组的运行需求，提高蓄电池组整体供电质量，维持良好的供电控制效果。

3.1.3 带载测试

带载测试是在带负荷的情况下完成相关测试分析工作，一般是借助降低充电机电压的处理方式顺利实现蓄电池带负荷，以此评估蓄电池带负荷的实际水平和能力。工作人员能借助数据结果评估电池可能存在的开路隐患问题，更好地维持相关管理工序[6]。

3.1.4 活化试验

活化试验针对的是蓄电池组中一些质量较差的电池，主要表现为容量参数较低、内阻参数较高等，这种电池会对整个阀控式铅酸蓄电池组产生影响。为进一步提高蓄电池组维护质量，要对其进行容量激活，配合活化处理过程有效提升蓄电池组的容量。例如，对蓄电池开展维护处理作业后，配合智能监控装置将电源侧的电压降低到200 V，此时放电器投入工作状态，蓄电池组的电压约为230 V，系统利用蓄电池完成供电。对应的放电器实质是受控型可调节性电阻，利用智能监测管理设备，配合变电站系统负荷要求对电流予以测定，完成有效的调节处理。

3.1.5 放电试验

针对阀控式铅酸蓄电池组，通过放电试验判定电池组整体是否处于合格状态，并配合规定要求完成数值对比分析。通过搭建蓄电池数据信息维护平台，远程观测变电站蓄电池的运行数据、运行动态信息等，配合远程处理方案完成放电试验操作等。

3.1.6 其他新型技术

随着计算机技术的不断发展，将智能处理模式融合在变电站蓄电池组运行维护管理工作中能大大提升工作效率[7]。利用专家库等大数据处理机制，有效预判蓄电池的运行趋势，针对可能存在的问题落实相应的区别化管理方案。结合蓄电池电压均衡处理技术、蓄电池开路自动跨接技术等，打造更加科学规范的一体化智能应用管理平台，维持良好的管控效果。除此之外，配合物联网技术实现信息数据的共享管理，以便更加精准地评估设备可能存在的问题，完善规范管理机制。

3.2 常规管理内容

3.2.1 日常检查

（1）依据常态化管理要求和标准，基于规范化操作流程开展相应作业，及时清除设备表面的尘埃，保证其干净整洁。

（2）对连接位置的情况进行检查，确保没有松动、发热或腐蚀问题，维持良好的应用性能[8]。

（3）对蓄电池壳体进行精细化检查和监测，着重关注其渗漏问题和变形问题，避免对蓄电池组后续应用质量产生影响。

（4）对极柱、安全阀等关键节点周围的结构进行检查和质量监督，着重测试是否存在酸雾逸出现象，针对存在的问题落实相应的处理机制，提高变电站蓄电池组的运行维护管理水平。

（5）对蓄电池浮充电压等进行检查，保证处理操作规范化的同时，实时性记录数据信息，配合大数据技术集中挖掘数据关联性，为更好地维持变电站蓄电池运维管理效能提供保障。

（6）对蓄电池组的温度进行检测，避免温度过高造成不良影响。

（7）对单体蓄电池浮充电压范围进行测定，阀控式铅酸蓄电池单体蓄电池浮充电压一般要控制在2.25 V±0.03 V的范围内，以保证运行的安全性和可控性[9]。

3.2.2 年度检查

变电站蓄电池年度检查要对蓄电池组进行核对性充放电试验分析，以保证其相关工作状态都能满足安全标准，降低异常现象对后续作业质量产生的不良影响。借助蓄电池核对性充放电试验，深层次评估蓄电池运行质量。与此同时，借助核对性充放电试验作业对蓄电池组予以全面的活化处理。如果蓄电池应用环境中出现了直流母线负荷无法及时断开的处理状态，选择从放电电流中去除负荷电流。试验过程中，只要发现有1组电池端电压降低到1.8 V以下，就认定电池放电终止，立即停止放电作业，此时输出的电量就是蓄电池组的实际容量参数[10]。

4 结 论

蓄电池组是变电站直流系统的重要组成部分，开展变电站蓄电池运维管理工作具有重要意义。在结合实际应用要求完成蓄电池运行方式选择后，明确失效机理的相关内容，配合日常检查、年度检查打造更加合理且规范的常规管理机制，提升变电站蓄电池运维管理的实效性，为变电站的可持续健康发展奠定坚实基础。