直流系统及蓄电池浅谈
直流系统为变电站的继电保护、控制系统、信号系统、自动装置、UPS和事故照明等提供电源。随着直流系统中阀控铅酸蓄电池、智能型高频开关充电装置等附属设备的技术性能日益优越,安全可靠性进步,促进了直流系统技术和设备的迅速发展。我分公司范围内的直流系统主要应用于变电所直流电源及UPS电源,此两种电源工作状况对于公司内的电气安全生产运行起着至关重要的作用,如何通过有效措施及维护手段保证特种电源的稳定是我们面临的一个关键题目。
电力系统中的直流电源部分由蓄电池组、充电设备、直流屏等设备组成。它的作用是:正常时为变电站内的断路器提供合闸直流电源;当厂、站用电中断的情况下为继电保护及自动装置、断路器跳闸与合闸、发电厂直流电动机拖动的厂用机械提供工作直流电源。它的正常与否直接影响电力系统的安全可靠运行。UPS不中断电源是一种含有储能装置、以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的电源设备,是通讯设备、计算机控制系统等不得断电的系统不可缺少的外围设备之一,它的作用是在外界中断供电的情况下,UPS电源会自动切换,确保计算机、关键阀门、控制系统等设备正常工作不中断,以免重要数据的丢失及硬件的损坏,同时保证关键阀门及控制系统安全可靠工作。由此可以看出,这两种电源的直流部分是系统安全运行的一个关键环节,大家也越来越关注其工作状态的稳定性,并且探讨采取了一些积极有效的措施手段,力求电源的可靠运行。现就使用维护方面的几点感悟做一简析。
蓄电池的匹配组合。蓄电池在加工生产中不可能做到每只电池的充放电特性完全一致,到了用户手中更没有挑选的余地了。在使用中,用同一个充电电源,又向同一负荷放电,久而久之,个别电池由于特性差别越来越大,而影响整个装置的性能。
Ⅱ、蓄电池的工作温度。工作温度是影响蓄电池使用寿命的一个决定性因素,而大多数人对此熟悉不足。适宜的电池运行环境温度为20℃-25℃,对照生产厂家提供的温度/寿命特性表,可以看出当环境温度超过25℃后,每升高10℃电池寿命几乎就要缩短一半,例如:对5年期寿命的电池,当环境温度为35℃时,实际寿命只有2.5年,假如再升高10℃达到45℃时,其寿命只有约1.25年了。加上安装阈控蓄电池的配电室,为防小动物进室,门窗都比较封闭,室内温度还要升高,对蓄电池的运行极为不利。
Ⅲ、蓄电池的浮充电的工作状态。这一点也是影响蓄电池使用寿命的一个关键因素。目前,蓄电池大多数都处于长期的浮充电状态下,只充电,不放电,这种工作状态极不公道。大量运行统计资料表明,这样会造成蓄电池的阳极极板钝化,使蓄电池内阻急剧增大,使蓄电池的实际容量(Ah)远远低于其标准容量,从而导致蓄电池所能提供的实际后备供电时间大大缩短,减少其使用寿命。假如市电一直处于正常的供电之中,蓄电池就没有工作的机会,就有可能长时间浮充而损坏。有的“养兵千日”,一旦到“用兵一时”的时候却无法使用,甚至造成很大的损失,所以,要定时进行人为的强制放电工作,这样不但可以活化电池,还可以检验直流系统是否处于正常状态,并可以使操纵职员熟悉直流供电系统的使用。
Ⅳ、蓄电池的过度放电或过度充电。蓄电池被过度放电是影响蓄电池使用寿命的另一重要因素。这种情况主要发生在交流停电或充电模块损坏后,蓄电池组为负载供电期间。当蓄电池被过度放电到输出电压为零时,会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸付到电池的阴极表面,在阴极板上形成的硫酸盐越多,电池的内阻越大,电池的充、放电性能就越差,其使用寿命就越短。过充电会使电池冒液。在电池外表及连接片上产生墨绿色氧化物,腐蚀构件,降低尽缘,使自放电增加。假如电池使用不当,长期处于过充电状态,那么电池的栅板就会变薄,减少极板有效面积,容量降低,会缩短使用寿命。