張舉
(南陽鴨河口發(fā)電有限責任公司,河南南陽473000)
南陽鴨河口電廠直流電源系統(tǒng)從2006年伴隨電廠發(fā)電開始投運,運行正常,日常維護量較小,采用的是德國荷貝克電源公司生產(chǎn)的容量為2000Ah的2組蓄電池,分別運行于2段直流母線上。從電廠投運以來,蓄電池組在事故運行中發(fā)揮了舉足輕重的作用,為一類設備的可靠運行起到了重要的保護作用。南陽鴨河口電廠分別采用2組直流屏及充電裝置分別對2組蓄電池組進行充電運行,2段直流母線之間經(jīng)聯(lián)絡開關(正常斷開狀態(tài))連接,當交流電源發(fā)生故障時,蓄電池組通過直流屏向重要輔助設備提供直流電源,以保證輔助設備起動運行。例如,UPS電源、直流油泵、盤車電機、事故照明等重要輔助設備。同時,也為發(fā)電機、汽輪機、高壓開關、線路保護,低壓開關等重要設備提供了控制、保護、通信等可靠電源。
閥控密封式鉛酸蓄電池和舊式鉛酸蓄電池(早期生產(chǎn)的開口式蓄電池)相比使用起來更簡便,并可與通信設備同室安裝,無須人員值守,并增設了在線巡檢裝置,不間斷地對各蓄電池電壓進行檢查,省去了日常人工大量的維護工作。新型電池減少了蓄電池分解出的有害氣體,減少了對周圍的環(huán)境產(chǎn)生的污染,同時也提高了電池的使用壽命。
根據(jù)直流系統(tǒng)運行規(guī)范的有關要求,閥控式密封鉛酸蓄電池組在正常運行時以浮充電方式(充電控制器可設置)運行,電壓值控制為2.23V×n(n為蓄電池單體個數(shù))。在運行中,每次巡檢時記錄一次蓄電池組電壓、浮充電流及蓄電池組的單體電壓值,并記錄環(huán)境溫度。比較單體蓄電池的壓差不超過標準值。
要對新安裝蓄電池組應進行一次完全性放電試驗,以激活蓄電池內(nèi)的活性物質(zhì),同時對電池的容量進行檢查。試驗時每隔一小時記錄蓄電池組單體電壓值。待放電工作結(jié)束后,應立即對蓄電池組進行充電。此時應采用0.1倍的額定容量電流進行恒定電流進行充電,當蓄電池組電壓上升到額定電壓值(n×2.23V)時,將自動(充電裝置上可以設定)轉(zhuǎn)為恒壓充電。
在設定的額定電壓充電時,在額定容量的充電電流逐漸變小,當充電電流減小到0.1倍額定容量時,充電裝置開始起動計時功能,并保持3h不變。計時結(jié)束后,充電裝置自動轉(zhuǎn)化為正常的恒電壓充電運行模式。同時,在充電過程中要進行溫度補償,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償,避免蓄電池因大電流充電時電池內(nèi)部液體損耗大,液體流失嚴重情況發(fā)生而使蓄電池使用壽命受到影響。
由于蓄電池長時間保持恒定電壓,卻并不帶負荷運行,為了提高電池使用壽命,定期對蓄電池進行一次補充充電,一般設置為1~3個月。直流充電裝置對蓄電池進行一次最高單體電壓充電,充完后自動恢復正常運行模式,以保證蓄電池組一直都具有額定容量,從而保證了重要設備運行的安全性和可靠性。
根據(jù)現(xiàn)場運行情況的分析,長時間運行的蓄電池大多故障是因為平時的維護不當造成的。應定期對蓄電池進行維護:(1)應經(jīng)常檢查蓄電池巡檢及監(jiān)控裝置有無報警,并對報警信息進行處理和消缺;(2)蓄電池組中各單體蓄電池間的開路電壓最高與最低壓差不應大于0.02V;浮充時單體蓄電池端電壓的最大差值不應大于0.05m V。
如有以下情況時,應進行更換備用電池并進行充放電處理:(1)蓄電池進行浮充時,單體電壓低于2.18V低值時應退出電池組運行;(2)蓄電池組與系統(tǒng)脫離時間較長不用。
閥控式密封鉛酸蓄電池使用中,應注意的事項包括:(1)鉛酸蓄電池在每次放電試驗后,應按照技術規(guī)范及電池說明書及時進行充電;(2)避免蓄電池組過電流、過電壓充電;(3)避免使蓄電池組長期與系統(tǒng)脫離不用;(4)避免使蓄電池組耗電時間超過使用時間要求。
常見閥控式蓄電池失效原因包括:(1)蓄電池在生產(chǎn)制造時本身存不能解決的問題,這會給電池的使用帶來一定的影響,如正負極板的腐蝕、水耗損,除此之外,還有負極硫酸鹽化、熱失控等;(2)使用環(huán)境因素的影響。據(jù)試驗資料[1]記錄,當蓄電池組溫度高于正常室內(nèi)標準溫度時,每升高6~10℃,蓄電池壽命將縮短一半,這大大制約了電池的使用效率,影響使用效果,因此,應重視環(huán)境溫度對電池的影響,并采取通風和防火措施。
閥控式密封蓄電池的日常檢驗方法
1)蓄電池放電法。將蓄電池組與母線脫離,以10h額定電流的速率對蓄電池組進行放電,并對每只蓄電池單體電壓進行測量。當降到規(guī)定值(單體電壓降至1.8V)時應放電結(jié)束,計算得出蓄電池組在這一時間的所放容量。該方法準確計算出了蓄電池組的容量,但也浪費了電池組能量。
2)蓄電池電壓巡檢系統(tǒng)。在放電試驗過程中,找出單體電壓下降最快的一只,再對該只蓄電池在線進行放電,該只蓄電池放電至規(guī)定值時,得出的時間值再與額定電流進行計算,計算出的容量即代表該組蓄電池的容量。該方法簡便可行,但判斷整組蓄電池容量時誤差較大。
3)蓄電池內(nèi)阻測量。此種方法在現(xiàn)代的電池測量中也較常用,但隨著技術的進步更側(cè)重于智能巡檢系統(tǒng)。通過各測量單元測出的電壓和電流值計算出蓄電池的電導或電阻值。這種方法測量計算起來比較簡單,較為科學。
在現(xiàn)今的生活中,蓄電池的應用為人們提供了更多的便利,也使人們的生活越來越智能化。蓄電池技術被人們廣泛應用于交通、照明、通信等設備上。隨著科技的發(fā)展,蓄電池的使用壽命、安全性得到了提高,可循環(huán)再利用率顯著提升,從而大大降低了電池生產(chǎn)成本。雖然蓄電池生產(chǎn)技術在不斷進步,但是對環(huán)境產(chǎn)生的污染以及在復雜環(huán)境中使用壽命影響較大等問題始終未能得到完全解決。隨著技術的不斷進步,使用新型材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)技術也是大勢所趨,這也必將給科學研究上帶來新的科題。
直流電源設備現(xiàn)不僅在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應用,它在通信、汽車行業(yè)、特高壓設備、新能源設備中起到了不小的作用。蓄電池技術的發(fā)展也為這些直流系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行起到了穩(wěn)定和可靠的作用。隨著蓄電池技術的進步,必將使人們的生活更快捷、更方便。在蓄電池的使用過程中,重視電池的維護和檢修,確保系統(tǒng)的安全運行也是工作的重中之重。