蓄电池直流电源标准与维护.

蓄电池直流电源标准与维护电气二次专业韩丹主要内容第一部分名词术语解释第二部分阀控式蓄电池的特点第三部分阀控式蓄电池运行及维护第四部分充电装置的运行及维护第五部分直流系统事故反措一、名词术语解释1.1、初充电1.7、恒流放电1.2、恒流充电1.8“三遥”功能1.3、恒流限压充电1.9、额定容量1.4、浮充电1.10、核对性放电1.5、均衡充电1.11、蓄电池容量符号1.6、补充充电1.12、放电电流符号1.1、初充电新蓄电池在交付使用前,为完全达到荷电状态所进行的第一次充电。初充电工作程序应参照厂家说明书。1.2、恒流充电充电电流在充电电压范围内，维持在恒定值的充电1.3、恒流限压充电先以恒流方式进行充电，当蓄电池组端电压上升到限压值时，充电装置自动转换为恒压充电，直到充电完毕。1.4、浮充电在充电装置的直流输出端始终并接着蓄电池和负载，以恒压充电方式工作。正常运行时充电装置在承担经常性负荷的同时向蓄电池补充充电，以补偿蓄电池的自放电，使蓄电池以满容量的状态处于备用。单体蓄电池25℃下的浮充电电压为(2.23-2.28)V,浮充电电流为(1-3)mA/Ah（电压高降低使用寿命）。运行中应根据环境温度的变化来调整浮充电压,通常调节系数为（3-4）mV/℃,如温度升高10℃(35℃),单体浮充电压降低（30-40）mV,否则过充电和发热,降低寿命,甚至损坏。1.5、均衡充电为补偿蓄电池在使用过程中产生的电压不均匀现象,使其恢复到规定的范围内而进行的充电。单体蓄电池在25℃下的均衡充电电压为(2.3-2.4)V,通常采用单体2.35V，均衡充电电流为(1.0-1.2)I10。1.6、补充充电蓄电池在存放中，由于自放电，容量逐渐减少，甚至于损坏，按厂家说明书，需定期进行的充电。1.7、恒流放电蓄电池在放电过程中，放电电流始终保持恒定不变，直放到规定的终止电压为止。1.8、“三遥”功能遥信功能、遥测功能、遥控功能的简称1.9、额定容量蓄电池容量的基准值，在规定的放电条件下蓄电池能放出的电量。小时率容量是指在不同放电电流下蓄电池的容量。以Cn表示（n为放电小时数）。1.10、核对性放电在正常运行中的蓄电池组,为了检验其实际容量，将蓄电池组脱离运行，以规定的放电电流进行恒流放电，只要其中一个蓄电池放到了规定的终止电压，应停止放电。按：C=Ift（Ah）计算蓄电池组的实际容量。1.11、蓄电池容量符号C5——5h率额定容量，AhC10——10h率额定容量，Ah1.12、放电电流符号I5——5h率放电电流，数值C5/5,A,I10——10h率放电电流，数值C10/10,A2、名词术语公式2.1、容量实验2.2、稳流精度2.3、稳压精度2.4、纹波系数2.5、效率2.6、均流及均流不平衡系数2.7、直流级差2.7、直流级差直流级差也称直流系统级差保护，由于变电站直流系统供电内容多，回路分布广，在一个直流网络中往往有许多支路需要设置断路器或熔断器进行保护，并往往分成三级或四级串联，这就存在着正确选择保护方案和保护上下级之间的配合问题。直流级差保护就是利用上下级之间的电流和时间不同来完成级差保护，防止直流系统停电面积的扩大。熔断器在上而直流断路器在下时,熔断器为直流断路器额定电流的2倍及以上。直流断路器上而熔断器在下时,直流断路器额定电流应为熔断器额定电流的4倍及以上。2.1、容量实验新安装的蓄电池组，按规定的恒定电流进行充电，将蓄电池充满容量后，按规定的恒定电流进行放电，当其中一个蓄电池放至终止电压时为止，按以下公式进行容量计算：C=Ift(Ah)式中C—蓄电池组容量，Ah；If—恒定放电电流，A；t—放电时间，h。2.2、稳流精度交流输入电压在额定电压±10%范围内变化、输出电流在20%～100%额定值的任一数值，充电电压在规定的调整范围内变化时，其稳流精度按以下公式计算：式中δI—稳流精度IM—输出电流波动极限值；IZ—输出电流整定值%100IUZUZ-IM2.3、稳压精度交流输入电压在额定电压±10%范围内变化，负荷电流在0～100%额定值变化时，直流输出电压在调整范围内的任一数值时其稳压精度按以下公式计算：式中δU—稳压精度；UM—输出电压波动极限值UZ—输出电压整定值。%100UZUZ-UMU2.4、纹波系数纹波系数:充电装置输出的直流电压中，脉动量峰值与谷值之差的一半，与直流输出电压平均值之比。按以下公式计算：式中δU—纹波系数；Uf—直流电压中脉动峰值；Ug—直流电压中脉动谷值；Up—直流电压平均值。%1002UPUg-Uf2.5、效率效率:充电装置的交流额定输入功率与直流输出功率之比。按以下公式计算：式中η—效率；WD—直流输出功率；WA—交流输入功率。%100WAWD2.6、均流及均流不平衡系数均流及均流不平衡度:采用同型号同参数的高频开关电源模块整流器，以（N+1)或（N+2）多块并联方式运行，为使每一个模块都能均匀地承担总的负荷电流，称为均流.模块间负荷电流的差异，叫均流不平衡度。按以下公式计算：式中β—均流不平衡；I—实测模块输出电流的极限值；IN—模块的额定电流值。IP—N个工作模块输出电流的平均值%100INIP-I2.7、级差配合直流级差也称直流系统级差保护，由于变电站直流系统供电内容多，回路分布广，在一个直流网络中往往有许多支路需要设置断路器或熔断器进行保护，并往往分成三级或四级串联，这就存在着正确选择保护方案和保护上下级之间的配合问题。直流级差保护就是利用上下级之间的电流和时间不同来完成级差保护，防止直流系统停电面积的扩大。当直流断路器和熔断器串级作为保护电器时，宜按下列配合：1、熔断器装设在直流断路器上一级时，熔断器额定电流应为直流断路器额定电流的2倍及以上。2、直流断路器装设在熔断器上一级时，直流断路器额定电流应为熔断器额定电流的4倍及以上。二、阀控式密封铅酸蓄电池的特点1、阀控式铅酸蓄电池结构2、阀控式铅酸蓄电池特点3、温度与容量的关系4、温度与浮充的关系5、温度与寿命的关系1、阀控式铅酸蓄电池结构负极柱安全阀汇流排正极柱外壳隔板隔板2、阀控式铅酸蓄电池特点全密封结构，用一安全阀控制电池内气体压力。利用氧再复合“水循环”原理，使电池正极析出的氧气通过隔膜扩散到负极发生氧化反应生成PbO2，并与H2SO4反应，最终生成水，避免了水的散失。采用玻璃纤维或胶体作为隔膜，吸贮电解液，贫液式，紧装配。3、温度与容量的关系温度下降，容量也随之下降，当环境温度为+5°C时，其容量约为额定容量80%，电池环境温度低于基准温度，大致每下降1°C，容量下降1%，反之，温度升高，容量也相应增大。下图为阀控式蓄电池为温度（T）和放电容量（C）关系图。020406080100120-20-1001020304050温度(℃)放电容量(%)4、温度与浮充电压的关系环境温度变化时，蓄电池的浮充电压也需要调整。下图表示二者之间的关系环境温度℃建议浮充电压V/只+52.31+102.29+152.27+202.25+252.23+302.21+352.205、温度与寿命的关系电池在长期高温下使用，电池内部会产生多余气体，电池内部气压升高，引起排气阀开启，造成电解质损失。三、阀控式蓄电池运行及维护1、阀控蓄电池组的运行方式及监视2、阀控蓄电池的充放电制度3、阀控蓄电池的核对性放电4、阀控蓄电池的运行维护5、阀控蓄电池的故障及处理1、阀控蓄电池组的运行方式及监视阀控蓄电池组在正常运行中以浮充电方式运行浮充电压值宜控制为（2.23—2.28）V、均衡充电电压值宜控制为（2.30—2.35）V，运行中主要监视蓄电池的端电压，浮充电流值，每只蓄电池的电压值、蓄电池组及直流母线的对地电阻和绝缘状态。2、阀控蓄电池的充放电制度2.1、恒流限压充电2.2、恒压充电2.3、补充充电2.4、均衡充电2.1、恒流限压充电采用I10电流进行恒流充电，当蓄电池组端电压上升到（2.30—2.35）V*N限压值时，自动或手动转为恒压充电。2.2、恒压充电在（2.30—2.35）V*N的恒压充电下，I10充电电流逐渐减小，当充电电流减小到0.1I10电流,充电装置的倒计时开始启动,当整定的倒计时结束时（6-8小时）,充电装置将自动或手动地转为正常的浮充电运行。2.3、补充充电为了弥补运行中浮充电流调整不当造成了欠充，补偿不了阀控蓄电池自放电和爬电漏电所造成蓄电池容量的亏损，根据需要设定时间（一般为3个月）充电装置将自动或手动进行一次恒流限压充电—恒压充电—浮充电过程，使蓄电池组随时具有满容量，确保运行安全可靠。蓄电池遇下列行为时，应进行均衡充电：当电池安装完毕放电深度超过(10-20)%,如交流充电电源中断闲置不用的时间超过3个月；全浮充时间超过3个月；2.4、均衡充电程序先用I10电流进行恒流充电，当蓄电池组端电压上升到（2.30—2.35）V*N，自动或手动转为恒压充电，当充电电流减小到0.1I10电流,可认为蓄电池组已被充满容量,并自动或手动地转为正常的浮充电方式运行。3、阀控蓄电池的核对性放电3.1、两组阀控蓄电池3.3、阀控蓄电池核对性放电周期3.4、我厂充放电试验3.1、两组阀控蓄电池发电厂或变电所中若具有两组蓄电池，可先对其一组蓄电池组进行全核对性放电，用I10电流恒流放电，当蓄电池组的电压下降到1.8V*N，停止放电，再用I10电流进行恒流限压充电—恒压充电—浮充电，反复放充（2-3）次，蓄电池存在的问题也能查出，蓄电池组容量得到恢复。经过三次全核对性放电，蓄电池容量均达不到额定容量的80%以上，可认为此组蓄电池使用年限已到，应安排更换。3.2、阀控蓄电池核对性放电周期新安装或大修后的蓄电池组，应进行全核对性放电试验以后每3年进行一次核对性试验运行6年以后的阀控蓄电池，应每年作一次核对性放电试验3.3、我厂充放电试验在测控装置上设定菜单电池管理选择自动均充，设置浮充电压为2.35X蓄电池个数,均充电压110V直流系统设置为122V，220V直流系统设备为244V。（单电池电压上限为2.35V）充电过程中，每小时测量记录直流母线电压、电池充电电流、蓄电池环境温度、蓄电池温度、电池的单体电压和充电柜整流模块的温度，确保整个过程中没有过热现象发生，当充电电流衰减至0.1I10以下，保持3小时，可终止充电。实验结束，停止1—2小时，再对蓄电池进行均衡充电。我厂充放电记录表格：电池放电记录.doc4、阀控蓄电池的运行维护4.1、阀控蓄电池在运行中巡视4.2、阀控蓄电池在运行中的维护4.1、阀控蓄电池在运行中巡视检查蓄电池的单体电压值、蓄电池组端电压值和浮充电流大小及变化连接片有无松动和腐蚀现象，壳体有无渗漏和变形，极柱与安全阀周围是否有酸雾溢出直流系统绝缘电阻是否下降检查单体电池温度是否过高或过低4.2、阀控蓄电池在运行中的维护和管理建立基础档案，加强日常维护，做好定期检查和试验记录，制定蓄电池运行规程。备用蓄电池每三个月进行一次补充充电。根据环境温度与基准温度（25℃）的差值调整浮充电压，一般每下降1℃，单体2V电池浮充电压应提高3-5mV。定期对蓄电池外壳进行清洁工作。“三防、一及时”—防高温、防过充电、防过放电，及时充电。否则会严重降低蓄电池的使用生命。5、阀控蓄电池的故障及处理5.1、阀控蓄电池壳体异常5.2、阀控蓄电池内部异常5.1、阀控蓄电池壳体异常蓄电池外观有膨胀、鼓肚、裂纹、漏液、极柱发热或锈蚀等异常原因:充电电流过大，单体浮充电压超过了2.4V,内部有短路或局部放电、温度超标、阀控失灵。处理方法：减小充电电流，降低充电电压，检查安全阀体是否堵死。5.2、阀控蓄电池内部异常运行中浮充电压正常，但一放电，电压很快下降到终止电压值，充电时，电压上升较快，容量严重不足，极板产生白色结晶体（硫酸铅）、弯曲