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【案例分析】变电站蓄电池失效分析及对策措施

北极星储能网  来源:供用电杂志    2016/3/24 9:40:59  我要投稿  

北极星储能网讯:蓄电池变电站直流系统中核心部件,为二次系统的正常运行提供保障。然而,由于蓄电池的使用状况、维护管理、生产设计等原因,蓄电池过早失效的情况常有发生,给变电站安全运行带来的风险。在浮充模式下阀控式密封铅酸蓄电池失效原因主要有:正极板栅腐蚀、正极活性物质软化、不可逆硫酸盐化、负极汇流排腐蚀、电解液干涸、热失控和电池漏液。并针对影响阀控式密封铅酸蓄电池寿命的因素提出了改进蓄电池设计和科学运维的应对措施,从而有助于延长蓄电池使用寿命,提高蓄电池可靠性,保障变电站的安全运行。

直流电源系统是变电站的重要组成部分,是继电控制保护装置、自动化装置、高压断路器分合闸机构、通信、计量、事故照明等二次系统的供电电源。直流电源系统主要由蓄电池组和整流装置两部分组成,正常情况下,直流电源由站用交流电经整流装置提供,当发生交流失电的突发情况时,站用直流系统转由蓄电池组供电。此时,蓄电池便成为唯一的直流电源,保障继电保护、自动装置、高压断路器等设备能够正常运行。因此,蓄电池被认为是变电站直流系统中最为核心部件,是变电站系统的安全、稳定的运行的重要保障。

2013年某电网公司下属变电站在雷击引起交流电路故障的情况下,由于蓄电池组失效,导致部分断路器开关不能正常跳闸,最终导致变电站全站失压的严重事故。事后原因分析发现,该变电站蓄电池组中部分电池负极汇流排腐蚀严重,当面临负载冲击时,蓄电池组电压输出电压大幅下降,无法达到开关最低动作电压的要求,导致部分开关无法及时跳开,故障未能及时隔离,最终引起变电站全站失压。相似的事故在其他地区变电站中亦有发生。

因此,分析蓄电池失效的原因,并且针对不同的失效原因进行相应的电池参数设计改进以及电池的运行维护方案制定,对提高蓄电池的使用寿命,降低蓄电池组的运行风险,对于变电站运行的可靠性及电网的安全具有非常重要的意义。

1、变电站蓄电池失效原因分析

阀控式密闭铅酸蓄电池(valveregulatedleadacidbattery,VRLA)具有安全性好、技术成熟、价格便宜、维护工作量小等优势,被广泛地应用变电站系统。变电站用VRLA电池通常采用浮充使用,即常规情况下电池处于小电流浮充状态,当发生断电等紧急情况时,电池立刻由浮充状态切换为放电状态,为变电站的二次系统提供电源。在浮充工作模式下,VRLA电池失效模式主要有正极板栅腐蚀、正极活性物质软化、不可逆硫酸盐化、负极汇流排腐蚀、电解液干涸、热失控以等几种。

1.1正极板栅腐蚀

正极板栅腐蚀是VRLA电池的一种最为常见失效模式。

1.2正极活性物质软化

正极活性物质软化是指电池在充放电过程中,由于正极活性物质结构被损坏,从而导致活性物质与板栅之间结合力减小,最终导致活性物质脱落。

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