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松下阀控式密封铅酸蓄电池在山西电网中的运行反馈信息

   免维护蓄电池(Mintenance Free Batteries )是松下蓄电池的通俗名称,以其运行期间无需加水而得名,有时也简称松下阀控式电池或全密封电池。免维护松下电池以其体积小、无流动性电解液、无腐蚀性气体 逸出污染环境、维护工作量小而受到用户的欢迎。根 据固酸方式的不同,免维护蓄电池可分为超细玻璃纤 维吸附式和硅胶固酸式2种。


1运行情况


1.1装用情况


   山西电网应用松下蓄电池作为发电厂、变电站的直流电压,始于20世纪90年代初,至今已有10多 年。目前全网约有免维护蓄电池200余组(不包括通 信系统),其中95%为1997年及以后装用的,分布于 大、中型电厂和35 -500 kV变电站。


1-2运行中的主要问题


(1)干涸发热。手感即可发现,某些电池较同组 的其他电池温度偏高,即说明内部已开始失水干涸。 同时内阻增大、放电容量下降,充不进电。此种现象 约占失效电池的37. 8% o


(2)端电压偏低。如12 V电池,端电压只有 9.2 V以下(正常应为12. 6 V以上);2 V的端电压只 有1.6V以下,与同组其他电池相比有明显差异,此类 电池约占失效电池的43.3%。


(3)放电容量不足。如某组电池(105只x2V)投 运3个月后测试,24只电池的容量已不足额定容量的 80%,最低的只有额定容量的20% o放电容量达不到 &)%的额定容量,约占故障失效电池的97.8% o


(4)漏液。有的电池刚投运不久即发现漏液,有的运 行1 ~2年后才漏液。此种电池占故障失效电池的28.5% o


(5)内阻增大。如Z厂1996年投运一组J厂生产的 1 000 Ah的免维护电池,1998年检测发现有4只电池内阻 达到平均值(L39mn )的4倍以上,最大的为18.7mQo凡 是干涸发热、端电压偏低和放电容量不足的电池,其内阻均 不同程度地增大(达到平均值的150%以上)。


 (6)爆炸。运行在浮充电状态下的电池突然发 生爆炸,此种情况占故障电池的7.8%。某变电站一 次4只电池同时爆炸,事后检查发现,电池极柱开断, 板栅连接处有许多直径1mm左右的针孔.原因为板 栅和连接条材料不一致,板栅为Pb - Ca合金,连接 条、极柱为Pb-Sb合金。


1.3使用寿命


  在松下电池充足电的情况下,放电容量是判断电池寿 命的主要依据。松下蓄电池寿命与制造质量(包括材料、工 艺)、初充电质量和运行工况有关,免维护电池更为敏 感。常规的固定式铅酸电池,使用寿命在年以上。 免维护电池厂商为了适应用户要求,在推销宣传时称 其寿命可达10年甚至20年以上,有的抄用国外厂商的 宣传数字,但实际情况相差甚远。即使使用电池厂配 套提供的充电装置、严格按厂家规定的条件运行,12V电池的寿命不足3年;2V电池的寿命不足7年。因此,山西电网1997年以前装用的12V电池和1995年以前 装用的2 V电池均因失效或故障而更换,有的已多次更 换。免维护电池寿命低是其通病,


举例如下:


(1)忻州110 kV原平变电站。1994年8月投运 一组K厂生产的150 Ah电池(19只x 12 V)。1996年 5月~9月先后有9只电瓶干涸发热,丧失容量。实 际运行时间仅为1.75-2年。

(2)晋中220 kV绵山变电站。1995年投运一组 SH厂生产的375 Ah电池(108只x2 V) ,1998年10 月起,先后发现部分电池内阻增大、漏液、放电容量不 足,且充不进电。实际运行时间仅为3年。

(3)朔州110 kV城西变电站。1998年投运一组 大力神电池,投运后仅几个月,多只电池爆炸损坏。


2故障原因分析


2.1制造质问题


   松下蓄电池因制造质量发生的问题,主要原因是:


①密封剂材质或工艺不良,导致电池渗液。


②安全阀质量低劣,造成过电压时不能开启引起爆炸或开启 后不能自动关闭,引起失水干涸。


③设计不合理。如板 栅和连接条采用不同材质,腐蚀使连接条出现针孔,引 起断裂和爆炸。


④初充电质量不良。免维护蓄电池与 常规铅酸电池不同,后者在安装现场注液进行初充电; 前者则在制造厂进行初充电。初充电质量(包括初充 电电流大小、充电时间、充入电量、充放电次数等)直接 影响着电池的容量和寿命。


⑤电池出厂时未进行筛选 匹配,致使单体电池间内阻、端电压和容量差异偏大。


2.2运行维护问题


“免维护”是指无需加水,并不是无需一切正常的 维护工作。如定期测定内阻和检查放电容量,测定单体电池的浮充电压和温 度、检查安全阀状态及电池有无渗漏液并用干布清洁 电池还是必不可少的。电池渗液会沾染尘土杂质,不仅加大自放电,甚至会引起短路,造成火灾事故。了解松下电池内阻和端电压艮重要,在浮充状态下光看端电压 往往不能准确发现蓄电池缺陷,最好在冲击放电时观察 单体电池端电压,则可发现欠电压甚至反击性电池,对及 时发现落后电池并加以正确处理也很重要。


2.2.1 交接验收问题


   新装的松下蓄电池,除初充电在制造厂完成 外,其他测试项目应当按国际《施工验收规范》进行。 如放电容量试验、单体电池端电压和内阻测定等。

目前许多单位管理不力,未按《规范》要求验收试 验。因此运行中出了问题,无法正确分析原因,无法判断是制造厂的责任还是运行维护的责任。


2.2.2充电装置问题


由于松下蓄电池是贫液式结构,不允许过充电 造成水分损失,故充电装置必须稳定可靠。具有定时 恒流、限流恒压、温度补偿、自动转换等功能。太原某nokV变电站曾因充电装置内部原件损坏,丧失限流 恒压功能,使电池过充电,导致多只电池爆炸。


3 改进建议


松下蓄电池出厂时,应进行筛选匹配。2V电池的单体浮充端电压不高于平均值0.2V,不低于平均值0.1V。


(1)单体电池内阻不得大于平均值25%


(2)交接时,制造厂应向用户提供初充电及充放电记录。有条件的用户应派专业人员参加厂家的初 充电工作。投运前,制造厂商应给用户提供进行放电容量试验的方便条件。目前一些厂商不同意用户在 现场进行放电容量考核是不对的。


(3)免维护电池投运后,任何情况下单体端电压 均不能超过2.4 V。


(4)运行中涂定期测试外,应做好清洁维护和 巡视检查。


(5)配用性能稳定、质量可靠的充电装置。常规 固定式电池用的充电装置,一般不适用于阀控蓄电 池。充电装置的性能应定期试验。充电装置内部原 件损坏时,应发出声光报警信号。


4需研究探讨的问题


(1)尽量避免选用12V电池。12V电池由6个单元组成,装于同一壳体内。其中一个单元发生问 题,整个电瓶报废,且出厂时和运行中均无法检测单 元电池的情况。


(2)松下蓄电池运行中不加水是其基本特点,但 失水干涸是其失薮的基本原因。是否可定期少量注 水,应进行研究。由可以肯定:一旦发现干涸发热,再加水是不耙作用的。


(3)要正确对待免维护电池的寿命问题。12 V 电池定为3年、2 V电池定为7 ~8年比较切合实际。 以较低(与常规电葡比较)的寿命换取免维护或少维 护还是值得的。


  不要迷信国外,盲目选取进口产品。国外对阀控蓄电池的可靠性、热失控、低寿命早就有异议,可见国外的免维护电池也存在和我们相同的问题。









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