阀控密封式铅酸善电池的原理及其运行维护

作者：时间：2009-05-12来源：网络收藏

3)过度放电或小电流放电
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时，会在电池的阴极造成“硫酸盐化”。因硫酸铅是一种绝缘体，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。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。小电流放电条件下形成的硫酸铅，要氧化还原是十分困难的，若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。由第4节可知，过度放电或小电流放电对阀控蓄电池的影响比对常规蓄电池的影响更大。因此在直流系统交流电源失去后，要严密监视蓄电池的电压和电流，防止阀控蓄电池过度放电。为避免小电流放电，阀控蓄电池不应长期退出系统运行。

6 运行维护
1)核对性充放电
核对性充放电能最直接地反映蓄电池的健康状态，需要定期进行。
对于阀控蓄电池核对性充放电的周期，不同规程的规定也不完全相同。IEEE标准1188―2005(IEEE推荐的对固定使用的阀控蓄电池的维护、试验和更换标准)规定“阀控蓄电池的核对性充放电周期不大于2年，当达到85％的设计寿命或容量小于90％后每年进行一次容量测试”。DL／17724―2000(电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程)和国家电网公司《直流电源系统管理规范》规定“新电池安装后每2～3年进行一次核对性试验，运行6年以后的，应每年进行一次”。从笔者对3 000余只阀控蓄电池近8年运行数据来看，4年以后容量不满足要求比率较高，发生故障的蓄电池中运行4年以上的占80．3％。因此，建议4年内每2年进行一次核对性充放电，4年后每年进行一次核对性充放电；容量小于90％且大于等于80%的蓄电池组应每年进行一次核对性充放电；容量小于80%的蓄电池组应尽快更换，在更换前应将核对性充放电周期缩短为3个月至半年。
2)内阻测试
蓄电池的内阻是反映运行中蓄电池健康状态(SOH)的一项重要的参数，内阻值如明显的变化，表明单体电池的性能也发生明显的变化。在运行中应定期进行测试，测试周期为一季度到一年。不同的内阻仪器测试的结果偏差较大，且同一蓄电池内阻进行纵向比较才与SOH有较高的相关性。因此，蓄电池投运6个月性能稳定后应用内阻测试仪记录蓄电池内阻的原始值作为基准值。在以后的运行中定期测量蓄电池的内阻并与值相比较。当内阻值与基准值偏差超过30%时就要引起注意，应采用容量测试等更精确的措施来确定蓄电池的SOH。
3)均衡充电
频繁进行均衡充电都对蓄电池组不利，具体应遵守制造厂的规定，还需要结合蓄电池组的运行状况，对其当前状态进行评估后，确定是否应进行均衡充电。不建议将直流系统的均衡充电设置为三个月自动进行。
对个别落后的蓄电池，应对单电瓶进行均衡充电处理，使其恢复容量，若处理无效，应更换。不宜采用对整组蓄电池进行均衡充电的方法处理个别落后蓄电池，防止多数正常电池被过度充电。
4)不一致性及其改善措施
蓄电池的不一致性是指同一规格型号的单体蓄电池组成电池组后，其电压、荷电量、容量及其衰退率、内阻及其随时间变化率、寿命、温度影响、自放电率及其随时间变化率等参数存在一定的差别，其对外表现为串联使用时的单瓶浮充电压的差别。蓄电池即使成组前经过筛选电池的一致性较好，经过一段时间的使用后也会出现差异，其不一致性随着其单瓶浮充电压的差别增加而逐渐加重，呈现恶性循环，从而造成整组蓄电池寿命的下降。造成蓄电池不一致的原因主要由电池及电池组设计引起的差异、初期性能的差异、使用过程中出现的差异等。
传统的改善蓄电池一致性的方法是整组均衡充电，这种均衡的代价是对电压高的蓄电池造成损害，尤其是阀控蓄电池因其贫液结构，易产生失水、热失控等现象。对均衡充电的改进的方法是进行单瓶的均衡充电维护，有一定的效果，但缺点是需要将蓄电池退出系统，操作费时费力且无法根本解决问题。目前解决运行中蓄电池不一致较先进的的方法是蓄电池的主动均衡技术，其原理是在蓄电池组加装均衡器，通过外回路来强制将单瓶的充电电压差控制一定范围内，对2V的蓄电池一般控制在lOmV内。
5)阀控蓄电池的在线监测
由前面的讨论可知阀控蓄电池的失效模式比常规电池多，因此对其进行监测的必要性也更加迫切。监测装置对阀控蓄电池的温度、电压过高，充电电流过大，个别电池短路、深度放电时个别电池电压过低等重要故障应能及时检测并发出告警，以便及时采取措施。随着蓄电池在线维护技术的发展，蓄电池监测系统逐渐融合了对蓄电池的维护功能，例如对蓄电池进行容量测试、在线对蓄电池组进行单瓶的内阻测量、蓄电池的主动均衡等。