变电站中蓄电池的安全运行与维护
摘要：该文章从蓄电池的结构、原理出发，及对蓄电池的性能指标、对阀控式密封铅酸蓄电池的运行维护作一介绍，并将这一新技术广泛地应用于电力系统，以确保系统可靠稳定的运行。
关键词：蓄电池；阀控式密封铅酸蓄电池；活性物质
蓄电池是直流系统中不可缺少的设备，这种电源广泛应用于变电站中。正常时直流系统中的蓄电池组处于浮充电状态，蓄电池是一个独立的电源，与电力系统运行情况无关，即使在全所停电的情况下，仍能保证继电保护装置、自动装置、控制及信号装置和断路器等的可靠工作，同时尚能供给事故照明用电。显然在交流失电的事故状态下，蓄电池应作为变电站的备用能源。
1阀控密封式铅酸蓄电池的运行与维护
1.1 蓄电池特点
1）封闭安全，蓄电池内部能进行自我循环，转化反应，内部电解液不会从极柱及壳体外溢，非常安全可靠。2）免维护，因采用了独特的气体还原系统，通过活性材料，把产生的气体还原为水，使电池在长期正常运行中，不必补充蒸馏水。3）气压自动调节，在异常运行时，电池内部气体增加，气压上升，调节系统能自动检测并自动放出过剩气体，调整气体，使电池内部不积存过剩气体。4）使用寿命长，由于特殊的防腐合金材料，在浮充电状态下（15-25℃），使用寿命在10-18年以上。5）在正常浮充电条件下不用均衡充电，因每只电池特殊非常接近，不会出现各只电池不均衡等情况，能自动浮充电和快速充电.
1.2 蓄电池运行要求
按照电力系统的有关标准，阀控式铅酸蓄电池的运行要求如下：阀控式密封铅酸蓄电池组在正常运行时以浮充方式运行，浮充电压值一般控制为2.23 V×n，在运行中主要监视蓄电池组的端电压，浮充电流，及每只蓄电池的电压。
1.3工作原理：
以PIM系列为例说明其工作原理：
输入三相电源给整流变压器隔离降压后，通过三相半控桥整流滤波，输出较平滑的直流电，除供给蓄电池充电，电流和瞬时合闸电流外，同时经硅管组降压后供给各工作回路正常负荷电流.当输入交流电源中断时，蓄电池向负荷供电，保证一定时间内直流系统不断电，交流电源恢复时，充电器自动启动，向负荷供电，同时对蓄电池进行恢复充电。
1.整流主回路。有可控硅二极管组成三相整流桥，整流输出直流电压的大小取决于可控硅开放角的大小，而可控硅开放角β的大小由加在可控硅触发脉冲的相位所决定.
2.脉冲控制回路。触发可控硅导通的脉冲是由移相触发单元产生的，三相同步电压加到“移相触发”单元的输入端，以保证可控硅同步触发.另外，从整流输出端取出输出电压成正比的电压，信号经过“调节单元”的检测放大而产生的控制信号电压加到“移相触发”另一个输入端，随着Uk大小的不同， “移相触发”单元输出不同相位的触发脉冲，以实现控制可控硅开放角的目的.
3.自动恒压调节原理：
当装置在自动恒压工作状态下运行，但由于某种原因，使输出直流电压比整定值升高时，系统能自动调节，使之稳定在整定值，其調节过程如下：
U整流输出↑ 检测放大Uk↑ 移相触发β↓—— U整流输出 ↓反之也能自动稳定在整定值，实现自动恒压。
1.4 阀控式密封铅酸蓄电池的充放电
1）核对性充放电
新安装或大修后的阀控蓄电池组，应进行全核对性额定容量放电试验，放电电流不应变动过大，待放电结束后，应立即对蓄电池组进行充电，避免发生电池内部的硫化现象，而导致蓄电池内部短路。此时均采用0.1C10恒流充电，当蓄电池组端电压上升到2.23 V×n时，将会自动或手动转为恒压充电。
2）恒压充电
在2.35 V×n的恒压充电下，0.1C10的充电电流逐渐减小，当充电电流减小至0.1C10时，充电装置的倒计时开始起动，并维持3 h不变。当整定的倒计时结束时，充电装置自动或手动转为正常的浮充电运行，浮充电压为2.23 V×n。同时在浮充电过程中要进行温度补偿，即对每只单体蓄电池充电电压随环境温度给予一定量的补偿，避免蓄电池因失水干涸而失效。中心温度、补偿下限、补偿上限、补偿斜率均可根据电池性能灵活设置。
3）补充充电
为了弥补运行中因浮充电流调整不当，补偿不了电池自放电和爬电漏电所造成蓄电池容量的亏损，设定1～3 个月，自动地进行一次恒流充电-恒压充电-浮充电的补充充电，确保蓄电池组随时都具有额定容量，以保证运行安全可靠。
4） 事故放电和自动充电
当电网解列或故障、交流电源中断时，蓄电池组立即承担起主要负荷和事故照明负荷，若蓄电池组端电压下降到2 V×n时，电网还未恢复送电，应自动或手动断开蓄电池组的供电，以免因蓄电池组过放电而损坏。交流电源恢复送电时，充电装置将自动或手动进入恒流充电-恒压充电-浮充电，并恢复到正常运行状态。
2阀控式铅酸蓄电池使用中应注意事项
为确保蓄电池组正常运行，运行人员务必注意以下几项：
1）正常时蓄电池组应运行于浮充电状态。2）浮充时单体电池电压应为2.23-2.28V（25℃）。3）浮充时蓄电池组端电压必须严格控制为（2.27×n）V（n为投运蓄电池只数，电压以监视硅整流“蓄电池充电电压”数为准。4）当蓄电池组电压偏低时，智能型硅整流会自动转入“均充”状态，此时“蓄电池充电电压”表指示在（2.40×n）V以下，单体蓄电池电压在2.40V以下，均充完毕能自动转入浮充状态。5）单体蓄电池电压不得低于2.18V或高于2.4V。6）电池室温应保持在5℃-30℃，环境通风良好，避免阳光直射，保持电池外壳及支架的清洁，清擦外壳可用肥皂水，不可用有机溶剂。7）室内禁止明火及电火花。
3阀控式密封铅酸蓄电池的发展趋势
提高蓄电池使用寿命，正极活性物质的利用率，比能量，蓄电池产品的均一性，以及减小浮充电流的大小，正成为进入21世纪的智能化第三代VRLA蓄电池的研制方向，它从制作材料、制作技术、工艺流程等方面不断更新，克服了以往蓄电池在使用中的弊端。
4结束语
直流电源设备是电力系统发电厂，变（配）电所重要的控制、信号、动力电源，它在电力系统安全运行中起着重要的作用。 为了适应社会需求以及电力系统快速发展和稳定运行的要求，大量可靠性高的现代化电源设备得到广泛应用，并在生产实践中有效的管理与维护，对保证直流系统的可靠运行及电力系统的安全运行有着积极和重要的作用。
参考文献：
[1] 马文长.变电站直流系统中蓄电池的检测和维护问题[J].通信电源技术，2017，34（05）：194-195+197.
[2]张萍.变电站直流系统研究[D].天津大学，2016.
[3]汪波.关于变电站内蓄电池组安全运行与维护方式的探讨[J].电子世界，2014（10）：34.
（作者单位：内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海电业局）