变电站蓄电池组核对性放电及内阻测试介绍(最终版)课件.ppt
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1、 110kV-220kV变电站变电站蓄电池组蓄电池组日常维护、日常维护、核对性放电与内阻测试介绍核对性放电与内阻测试介绍 一一. 铅酸蓄电池的主要结构和工作原理铅酸蓄电池的主要结构和工作原理正极活性物质是二氧化铅,电极反应为:PbO2 + 3H + + HSO4- + 2e PbSO4 + 2H2O负极活性物质是海绵状金属铅,电极反应为:Pb + HSO4- - 2e PbSO4 + H+从反应式中可以看出,硫酸不仅传导电流,而且参与电化学从反应式中可以看出,硫酸不仅传导电流,而且参与电化学反应,放电时硫酸不断减少,生成水,电解液浓度降低;反应,放电时硫酸不断减少,生成水,电解液浓度降低;充电
2、时不断生成硫酸,消耗水,电解液浓度增加。充电时不断生成硫酸,消耗水,电解液浓度增加。二. 变电站内蓄电池的作用 在直流系统中,蓄电池组都扮演着极其重要和不可或缺的作用。平时蓄电池组处于浮充电备用状态,当交流失电或充电机故障时,蓄电池组必须为变电站内保护装置、自动化设备、通信设备及其他直流负荷提供能量。 显然,在平时蓄电池组并没有对站内运行作出贡献,然而在事故发生时,蓄电池是负荷的唯一能量供给者,一旦蓄电池有问题,变电站设备将因此瘫痪,从而导致供电中断,造成重大损失。2.1 蓄电池组分类蓄电池组种类电压等级电池节数通信蓄电池组48V24节 (也有23、25节)保护蓄电池组220V108节 (也有
3、104节) 一般110kV220kV变电站每节蓄电池额定电压为2V,蓄电池组在正常运行中以浮充电方式运行,浮充电压值宜为(2.232.28)VN,均衡充电电压宜控制在(2.302.35)VN,电池组容量以负荷大小确定。(N为蓄电池组中蓄电池的个数)2.2 铅酸蓄电池(FM)运行维护 对阀控式铅酸蓄电池的维护有严格的要求,切莫因“密封”、“免维护”而松懈。1)经常检查项目:检测蓄电池端电压是否符合要求连接处有无松动极柱、安全阀周围是否有渗酸及酸雾溢出电池壳体有无渗漏和变形2.2 铅酸蓄电池(FM)运行维护2)如有以下情况之一应进行充电浮充电压有二只以上低于 2.18V放出 20% 以上额定容量
4、搁置不用时间超过三个月全浮充运行达三个月2.2 铅酸蓄电池(FM)运行维护3)蓄电池核对性放电 每年(新安装或大修后)应做一次核对性额定容量放电测试。对能停运的蓄电池组,做 80%额定容量测试(首次100%放电)。对不能停运的蓄电池组,做 50%额定容量测试。 蓄电池组的核对性放电的周期,按1-2-2-1方式进行。即新投运1年内进行一次,此后每2年进行一次,运行5年后每年进行一次。2.2 铅酸蓄电池(FM)运行维护注意事项:1)每次蓄电池组放电后应及时充电;2)不要使蓄电池组被过电流或过电压充电;3)蓄电池应避免长期搁置不用;4)不要长期浮充而不放电,也不要使蓄电池过放电;5)阀控式铅酸蓄电池
5、对充电设备及温度等环境因素较为敏感。(电池浮充电压随温度上升而下降,-24 mV/)若在35及以上的持续温度下运行,预期寿命减少一半。温度过低,充电时产生氢气使内压增高,电解液减少,电池寿命也将缩短。故蓄电池(柜)室温度宜设置在25左右。2.3 蓄电池异常现象可能原因及处理方法1)浮充电时蓄电池电压偏差较大浮充电时蓄电池电压偏差较大原因:制造过程工艺差,分散性大;存放时间长,又没按规定补充电。处理方法:质量问题,应更换。存放问题,应按规定进行50容量的核对性充、放电循环23次,使容量恢复,减小电压的偏差值。2)运行中浮充电压正常,放电时电压很快降至终止运行中浮充电压正常,放电时电压很快降至终止
6、电压电压原因:蓄电池内部电解物质变质、失水干枯。处理方法:更换蓄电池。2.3 蓄电池异常现象可能原因及处理方法3)蓄电池外鼓胀变形蓄电池外鼓胀变形原因:充电电流大,充电电压超过规定要求;内部有短路、局部放电等造成温升超标;安全阀失灵,内部压力超标。处理方法:进行核对性放电,容量低于80%额定容量应更换; 运行中减小充电电流,降低充电电压,检查安全阀是否堵塞。2.3 蓄电池异常现象可能原因及处理方法4)蓄电池外壳温度过高蓄电池外壳温度过高原因:充电电流大,充电电压超过规定要求;内部有短路、局部放电等现象;螺栓松动,接头发热;充电装置输出的纹波系数超标。处理方法:降低充电电流,调整充电电压到规定要
7、求值;清洁处理发热接头,可靠紧固螺栓;检查处理充电装置,减小装置直流输出的交流分量,使纹波系数符合规定要求。2.3 蓄电池异常现象可能原因及处理方法5)蓄电池核对性放电时容量低蓄电池核对性放电时容量低原因:蓄电池长期欠充电,浮充电压低于规定值,造成极板硫酸盐化; 深度放电频繁; 蓄电池放电后未立即充电,造成极板硫酸盐化。处理方法:调整浮充电运行时的电压值; 避免深度放电;进行核对性放电,容量达不到要求时,进行50容量的核对性全充、放电循环23次。若仍低于80%额定容量,应更换蓄电池组。三. 电池检测方法 国家标准容量测试法国家标准容量测试法:0.1C10小时放电小时放电 (核对性容量测试)(核
8、对性容量测试) 状态检测法状态检测法 内阻测试法内阻测试法 计算容量法计算容量法 状态智能分析法状态智能分析法3.1 核对性容量测试法 按国际及国家标准,阀控式铅酸蓄电池容量测试为: 以电池额定容量(C)的10h 率放电电流 I10 进行放电,并记录电池端电压、温度、放电时间,直至电池电压降至电压下限,计算电流与时间的乘积即为电池容量。将实测蓄电池容量CR,按公式C10= CR / (1+K(t-25))换算成25基准温度时的实际容量C10,式中:t-放电时蓄电池温度;K10-10h放电率温度系数, K10=0.006/。3.2 3.2 状态检测法状态检测法 1、电压:通过测量电池的浮充电压检
9、测电池状态,可测出电池开路、短路、严重损坏的电池 ; 2、电流:检测浮充电流是否正常; 3、温度:有无温度异常,但一般为环境温度。3.3 内阻检测法 交流内阻:给电池施加一个固定频率和固定电流(目前一般使用1kHz频率、50mA小电流),然后对其电压进行采样,经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计算出该电池的内阻值。交流压降内阻测量法的电池测量时间极短,一般在100毫秒左右。 直流内阻:较接近实际情况,在线方式不易实施,在 DL/T 637-1997 标准中,内阻值定义如下:UU1U2 I1 I2 IRi = U1 - U2 I2 I1根据物理公式=/,测试设备让电池在短时间内(一般为23
10、秒)强制通过一个很大的恒定直流电流(目前一般使用40A80A的大电流),测量此时电池两端的电压,并按公式计算出当前的电池内阻。 3.3.1 内阻测量标准(仅供参考)内阻值单位:亳欧(m) 蓄电池的内阻值随蓄电池容量的降低而升高,也就是说,当蓄电池不断的老化,容量在不断的降低时,蓄电池的内阻会不断加大。 通过对比整组蓄电池的内阻值或跟踪单体电池的内阻变化程度,可以找出整组中落后的电池,通过跟踪单体电池的内阻变化程度,可以了解蓄电池的老化程度,达到维护蓄电池的目的。a a、 小巧轻便、在线测量。检测电池内阻时不需要把电小巧轻便、在线测量。检测电池内阻时不需要把电池从系统中拆除,直接在线检测,不会影
11、响电源系统的工池从系统中拆除,直接在线检测,不会影响电源系统的工作,避免电源系统风险。作,避免电源系统风险。b、 工作量小,操作方便。内阻测试仪的检测时间一般工作量小,操作方便。内阻测试仪的检测时间一般是是3 34 4秒钟测试一节电池,测试秒钟测试一节电池,测试1 100多多节一组的电池一般节一组的电池一般时间只用半个小时左右。只要连接好蓄电池,内阻测试仪时间只用半个小时左右。只要连接好蓄电池,内阻测试仪会自动测试并保存数据,因此操作也很简便。会自动测试并保存数据,因此操作也很简便。c、 及时发现落后电池,在现场维护人员减少,维护工及时发现落后电池,在现场维护人员减少,维护工作量不断增大的情况
12、下,通过内阻测试可以很快寻找落后作量不断增大的情况下,通过内阻测试可以很快寻找落后电池,提高维护效率电池,提高维护效率,确保系统安全有效运行。确保系统安全有效运行。3.3.2 便携式蓄电池内阻测试仪特点便携式蓄电池内阻测试仪特点: 通过在线测试,能显示并记录单节或多组电池的电压、内阻、容量等重要参数,精确有效地挑出落后电池,并可与计算机及专用电池数据管理软件产生测试报告,跟踪电池的衰变趋势,并提供维护建议。1. 1. 测试方法简单测试方法简单, ,不会影响蓄电池的工作状态不会影响蓄电池的工作状态, ,也不会产生安全隐患也不会产生安全隐患; ;2. 2. 满足各种电池内阻检测标准,收录齐全的蓄电
13、池内阻参数数据库,满足各种电池内阻检测标准,收录齐全的蓄电池内阻参数数据库,并能根据不同电池自己定义蓄电池标准内阻;并能根据不同电池自己定义蓄电池标准内阻;3. 3. 仪表本身可大量存储测试数据,并能在仪表上进行结论性查询和仪表本身可大量存储测试数据,并能在仪表上进行结论性查询和分析,也可将蓄电池测试数据用分析,也可将蓄电池测试数据用 U U 盘导出到计算机软件中生成图表盘导出到计算机软件中生成图表和曲线进行分析和曲线进行分析; ;4.4.测试报表可以方便的导入测试报表可以方便的导入 Excel Excel 和和 Word Word 文件,并以指定的格式文件,并以指定的格式打印成报告,方便管理
14、,以减少工作量。打印成报告,方便管理,以减少工作量。5. 5. 四端多用途测试夹,集测试夹、探针等功能于一体,能够适应四端多用途测试夹,集测试夹、探针等功能于一体,能够适应98%98%以上的电池连接安装方式和电池极柱形式。以上的电池连接安装方式和电池极柱形式。3.3.2 便携式蓄电池内阻测试仪特点便携式蓄电池内阻测试仪特点:4. 计算容量检测法 参库仑法: iin dt = iout dt 由于和实际情况差异较大,精度差 焦耳法: iin dt = iout dt iin 2R1 iout 2R2 较库仑法为准,但由于电池是一个非常复杂的电化学体系,简单的计算很难说明,只能作为参考。5. 状态
15、智能分析检测法 对电池的各种状态、曲线,运用先进的数学模型进行综合分析得出电池的现行状态和性能,对电池实际情况作出比较准确的描述。 1.试验前准备好数字万用表、钳形电流表、(可测试验前准备好数字万用表、钳形电流表、(可测直流电流)、温度计、常规电工工具、刷子、抹布等;直流电流)、温度计、常规电工工具、刷子、抹布等;.清除蓄电池表面污垢,对塑料制作的外壳应用清清除蓄电池表面污垢,对塑料制作的外壳应用清水或弱碱性溶液擦拭,不得用有机溶剂清洗;水或弱碱性溶液擦拭,不得用有机溶剂清洗;.蓄电池外观检查:蓄电池本体及支撑物没有破损;蓄电池外观检查:蓄电池本体及支撑物没有破损;板极无短路,局部发热、硫化、
16、弯曲、断裂等情况;蓄板极无短路,局部发热、硫化、弯曲、断裂等情况;蓄电池外壳无潮湿及灰尘;各蓄电池的名称标识及标号准电池外壳无潮湿及灰尘;各蓄电池的名称标识及标号准确、清晰。确、清晰。.用扭力扳手检查确认蓄电池间连接板已压接牢固。用扭力扳手检查确认蓄电池间连接板已压接牢固。.蓄电池核对性放电过程中需保证交流电源的稳定蓄电池核对性放电过程中需保证交流电源的稳定性,防止放电过程中交流电源长时间失电。性,防止放电过程中交流电源长时间失电。 1.核对性放电时,每隔核对性放电时,每隔1小时使用万用表及钳形电小时使用万用表及钳形电流表测量蓄电池组总电压、放电电流、每个蓄电池的端流表测量蓄电池组总电压、放电
17、电流、每个蓄电池的端电压、温度,并做好记录。电压、温度,并做好记录。.对电压下降较快对电压下降较快 的电池,要重点关注,加大监的电池,要重点关注,加大监测频率,做好专项记录。测频率,做好专项记录。 .蓄电池放电过程中,单个蓄电池电压不得低于蓄电池放电过程中,单个蓄电池电压不得低于1.80V,在蓄电池放电过程接近结束时,要加大巡视频,在蓄电池放电过程接近结束时,要加大巡视频率,做到随时测量。率,做到随时测量。.放电时如发现蓄电池电压有不正常下降,应查明放电时如发现蓄电池电压有不正常下降,应查明情况,进行处理,必要时停止放电,进行更换。情况,进行处理,必要时停止放电,进行更换。.对于新安装的蓄电池
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