变电站阀控式铅酸蓄电池在线监测与失效机理研究
蓄电池在线监测装置及系统探究
蓄电池在线监测装置及系统探究蓄电池可以为变电站提供低压直流电源，作为整个电网不可或缺的重要组成部分，对蓄电池的研究一直未停止，尤其是对蓄电池在线监测装置的研究对于变电站事故应急处置，确保电网稳定安全运行具有十分重要意义，本文着重就这一课题展开研究，希望能给相关专业人士以参考。
标签：蓄电池;在线监测;装置系统引言随着国家大数据战略的发展，对于电力系统技术的革新发展无疑是巨大的。
对于蓄电池在线监测的研究不仅仅可以实现蓄电池的的无人值守管理，还可以实现其集约化管理，基于大数据技术，电力系统开展了一系列的变电站蓄电池在线健康维护试点工作，为实现远程化和区域化蓄电池管理提供可借鉴的技术和经验，也大幅度降低了运行维护管理的成本，提升了安全运行的水平，增强了电网的可靠性。
一、变电站蓄电池简介从当前变电站蓄电池使用情况来看，阀控式密封铅酸蓄电池（以下简称蓄电池）由于其优越的性能被大量广泛使用，被市场接受认可度较高，其主要作用为：当变电站电源失去电力时，蓄电池可以为断路器等内部设备提供断路动能。
所以蓄电池的性能直接关联着整个电网的安全稳定，必须引起高度重视。
但从实际运行维护情况来看，目前还存在很多不确定因素导致蓄电池寿命缩短和性能降低，必须针对问题症结，优化维护手段，提升蓄电池的可靠性。
本文所研究的对于蓄电池再现监测装置的研究就是其中较为有效的手段之一。
变电站内的蓄电池组是电力系统的最后防线，作为应急状态下供电的储能设备，在交流电供电常态下，其处于浮充电满容量状态，当直流负载瞬时超过充电机额定输出电流情况下，其即时提供无延时的负载电流，确保母线电压正常。
蓄电池作为故障状态下为站内一级、二级设备提供电源的重要设备，必须高度重视其自身质量的好坏，因为其应用价值远远高于其本身的价值。
从理论上分析，绝大多数蓄电池是免维护的，设计寿命已经达到了或接近于12年，但从工作实践来看，理论值难以达到，一般平均寿命为6至8年。
由于蓄电池发生故障导致电网事故的不胜枚举。
变电站蓄电池在线监测系统的设计与研究
变电站蓄电池在线监测系统的设计与研究摘要：变电站的蓄电池系统是直流系统中不可缺少的设备。
电力系统正常供电时直流系统的蓄电池组处于浮充电备用状态；当交流电失电时，蓄电池迅速向事故性负荷提供能量。
如各类直流泵、事故照明、交流不断电电源、事故停电断路器跳合闸等，同时也必须为事故停电时的控制、信号、自动装置、保护装置及通信等负荷提供电力。
显然在交流失电的事故状态下，蓄电池应作为变电站的备用能源，由此可见日常蓄电池维护的重要性关键词：蓄电池；在线监测系统；内阻一、蓄电池在线监测技术的研究现状判断蓄电池使用寿命的长短往往是依据电池的剩余容量能否满足机房的基本工作要求。
对蓄电池进行实时在线监测是为了能及时得到相关数据，分析得出相关参数，计算出整组或单个蓄电池的实际容量指标。
通过放电检测判断电池实际容量的方法风险极大、工作量大、且耗电费时，频繁地对蓄电池进行深放电还会降低自身容量。
因此这种深放电不能频繁进行，应定期进行，而且时间间隔不能过小。
深放电无法满足蓄电池定期维护的要求，所以一般采用其他方式进行。
国外很早就开始研究蓄电池内阻和性能之间的关系，用内阻测量法进行蓄电池性能的判断，但内阻测量复杂且易变，一般方法测量精度不高，存在较大的差异性，没有一个切实可行的模型可用；又由于其测量的范围和评估的准确性有限，即使同样的方法进行测量，得出的结果也不一样。
仅对蓄电池的电压和容量测量是无法完全得出电池内部信息的。
蓄电池在线监测系统能及时采集其相关数据，将收集整理的测量数据分析研究，能减少维修工作量，提高工作效率，及时发现性能不好的蓄电池单体，提高后备电源系统可靠性。
二、蓄电池线监测系统的设计思路2.1基本原理在线监测大量试验数据和实践表明，蓄电池的端电压只有在电池彻底损坏时才会明显偏离正常值。
而在电池未严重损坏前与正常值几乎无偏差。
因而电压检测法在工程上很难发现已有故障的电池，只能找到严重损坏或已经损坏的电池。
因而就原理而言，电压检测法不能胜任电池的日常检测目的。
蓄电池失效模式及在线监测技术研究
蓄电池失效模式及在线监测技术研究■＜阿城继电器股份有限公司电源系统公司赵东宇摘 要：通过分析蓄电池运行状况和电池失效的常见失效现象，研究了蓄电池在线监测管理系统应解决的关键问题，主要包括：（１）蓄电池的失效模式，（２）监测管理系统的合理结构与数据分析，（３）电池单体的内阻测量，（４）电池Ｎ＋１运行方式，（５）监测系统的两个问题，远程管理，在线维护。
文中结合ＢＭ－６５００电池管理系统在直流操作系统的应用进行了相关论述，本系统提高了直流电源运行的可靠性。
关键词：蓄电池 监测；内阻测量；在线维护概述目前，阀控式铅酸蓄电池在电力操作电源广泛使用，了解蓄电池的失效模式和其使用过程中的性能状况对于安全生产有很重要的意义。
合理地选择及使用目前直流电源系统中的蓄电池和电池监测模块，对延长蓄电池的使用寿命有很大的作用，为获得最大的安全效益和经济效益有着很重要的意义。
在蓄电池监测模块的配合下，采用N+1的蓄电池使用模式，对保证电池组的使用寿命效果是很明显的。
１ 阀控铅酸蓄电池失效机理研究目前，关于电池失效一般认为主要原因有以下几方面：（1）板栅腐蚀，（2）水损耗，（3）板栅延伸，（4）热失控，（5）负极板硫酸盐化，（6）电池电压不均，（7）无锑效应；次要原因有：（8）枝晶短路，（9）活性物质脱落，（10）隔板氧化，（11）爆炸[8]。
国际铅锌研究组织（International Lead Zinc Research Organization—ILZRO）曾开展阀控铅酸蓄电池使用条件和失效模式方面的调查[9]，包括浮充电压、充电电流、使用环境温度、每年放电次数及深度、是否安装监控设备和一些维护规程等内容。
正极板栅失效机理研究正极是对VRLA蓄电池性能和劣化速度影响最大的部分。
正极板栅腐蚀是VRLA蓄电池最通常的失效模式，影响正极板栅腐蚀速度的因素有以下几方面：１）腐蚀膜孔尺寸正极板栅合金的腐蚀产物担负着既要和活性物质紧密黏结又要对基体合金有着良好的保护性能的双层作用。
阀控铅酸蓄电池失效的原因
阀控铅酸蓄电池失效的原因1、硫化铅酸蓄电池充放电的过程是电化学反应的过程，放电时氧化铅形成硫酸铅，充电时硫酸铅还原为氧化铅。
这个电化学反应过程正常情况下是循环可逆的，但硫酸铅是一种容易结晶的盐化物，当电池中电解溶液的硫酸铅浓度过高或静态闲置时间过长时，就会"抱成"团，结成小晶体，这些小晶体再吸引周围的硫酸铅，就象滚雪球一样形成大的惰性结晶，这就破坏了原本可逆的循环，导致硫酸铅部分不可逆。
结晶后的硫酸铅充电时不但不能再还原成氧化铅，还会吸附在栅板上，造成了栅板工作面积下降，铅酸蓄电池发热失水，铅酸蓄电池容量下降，这一现象叫硫化，也就是常说的老化。
使用后的电池长时间不充电闲置，会产生硫化现象。
2、正极板软化、活性物质脱落铅酸蓄电池正极板活性物质的有效成分是氧化铅，氧化铅分α氧化铅和β氧化铅，其中，α氧化铅物理特性坚硬，容量比较小，以多孔状附着在极板，用于扩大极板面积和支撑极板；β氧化铅依附α氧化铅构成的骨架上面，其荷电能力比α氧化铅强很多。
α氧化铅好像是乔木的树干和树枝，β氧化铅好像是树叶。
而光合作用主要是树叶，当然树干也会有一些光合作用，但是很少，主要是靠树叶。
这个大树有一个奇特的特性，就是树枝干一旦参与光合作用，将会变成树叶。
树枝少了，没有支撑作用，树叶会重叠，互相遮挡，使得光合作用下降。
α氧化铅只能够在碱性环境中生成，在酸性环境中只能够生产β氧化铅，而电池是在酸性环境中工作的。
如果α氧化铅一旦参与放电，再充电就只能够生成β氧化铅。
也就是树枝和树干变成了树叶。
开始的时候，光合作用也可能增加，但是很快树叶堆积在一起，遮挡了阳光，光合作用反而下降了。
树枝和树干少了，我们就说电池的正极板软化了。
一堆没有树枝和树干连接的树叶，就会脱离正极板。
产生正极板软化的原因比喻如下：大电流放电状态。
电池正极板表面的氧化铅参与反应快，深层的氧化铅反应以后形成的局部硫酸已经转化为水了，缺少参与反应的硫酸，而隔板中的硫酸扩散首先达到表面，所以表面的α氧化铅液被迫参与反应，再充电以后就形成了β氧化铅。
变电站阀控式密封铅酸蓄电池失效原因分析及对策
经整 流装 置 提 供 ． 蓄 电池 作 为后 备 电 源 ． 在 站 用 电 失 电 的 紧急 情况下． 蓄 电 池便 成 为唯 一 的 直 流 电 源 。 性能好 、 不 用 补 充 电解 液 和 蒸 馏 水 、 无 污染、 大电流放 电能力
２ 阀控蓄 电池失效原 因分析
２ ． １ 干涸 失效
水 显 著增 加 。
旦站用交流失电． 蓄 电 池 不 能 正 常 为 直 流 负 载供 电 ， 变 电站
因此 ， 对 阀控 蓄 电池 失 效 的 原 因进 行 分 析 ， 改善 阀控 蓄 电
将 面 临瘫 痪 ， 造 成 重 大 运行 事故 。 池 的使 用状 况 ．使 阀控 蓄 电 池在 寿命 期 内 能够 可靠 供 电是 非
【 关键 词】 阀控式 密封铅酸蓄 电池； 失效机理 ； 对策 【 中图分类号 】 Ｔ Ｍ ９ １ ２ ． １ 【 文献标识码 】 Ｂ 【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ ５ — ０ ０ ３ ２ — ０ ３
引 舌
直 流 电 源 系 统 是 变 电 站 的 重 要 组 成 部 分 ． 是 继 电 保 护 及
【 摘 要 】 为控制阀控式密封铅酸 蓄电池失效给变 电站安 全运行 带来 的风 险， 对阀控 式密封 铅酸 蓄 电 池 失效的原 因进 行了分析 ， 了 防范 措 施 ， 有 助 于 运 行单 位 提 高 维 护 水 平 ， 防 范 重 大事 故 的发 生 。
浅析蓄电池在线监测技术在变电站的应用
在变电站蓄电池作为备用电源在电力系统中起着极其重要的作用，在交流电失电或其它事故状态下蓄电池组一旦出现问题，供电系统将面临瘫痪，造成设备停运及其它重大运行事故。
近年随着阀控式密封铅酸蓄电池(以下简称阀控蓄电池电池)在电力系统的广泛使用，由蓄电池故障而引发的事故时有发生，甚至造成着火、全站停电。
阀控蓄电池由于特殊的阀控式密封结构，使得我们无法准确掌握蓄电池的健康状况，其“免维护”的这一优点，已经成为电池运行管理中的缺点和难点。
在提高电池性能，减少维护工作量的同时，如何快捷有效地检测出早期失效电池并预测蓄电池性能变化趋势已成为电池运行管理的新课题。
目前除了核对性放电、测端电压等常规维护检测手段外，随着技术的发展一些新的检测手段孕育而生，蓄电池在线监测这一新检测技术开始逐步运用到电力系统。
蓄电池在线监测技术应用情况在电力系统变电站目前使用较多的蓄电池在线监测装置是由一个主控模块和数个采集模块组成，主模块接收监控器的命令，发送电池数据到直流设备的监控器;采集模块中每个模块采集10～20节电池的电压、电流和温度;通过直流充电设备的监控器可显示各单节电池电压，判断故障电池的编号且给出报警。
由于功能单一、不能测试容量、且测量精度差、容易误报，限制了它的广泛使用。
随着人们对阀控式密封铅酸电池研究的深入，蓄电池内阻已经成为衡量电池好坏的一个重要指标，内阻检测成为电池维护一个重要手段。
内阻跟蓄电池容量之间没有严格的数学关系，无法根据单个电池的内阻值去预测蓄电池的寿命和容量，蓄电池内阻突然增大，蓄电池的容量将发生变化，通过对内阻测试数据不断累积和定量分析，可以推断出电池容量变化趋势和寿命情况。
人工进行内阻测试耗时，测试数据少，一般要求一年一次，测试数据不能及时存储和多年保留，分析功能较差。
因此在电池巡检的基础上，增加了内阻在线检测，并采用现代的通讯和计算机等技术，建立了蓄电池在线智能监控系统。
系统主要由数据采集模块、放电模块、监控单元三部分组成，具有实时监测电池的运行参数(电压、电流、温度)、定时自动测试电池内阻、静态放电测量电池容量、综合测量判断电池性能及变化趋势以及显示报警功能，系统还可实现网络化、智能管理。
浅析变电站阀控式密封铅酸蓄电池的运行与维护
浅析变电站阀控式密封铅酸蓄电池的运行与维护摘要：该文章对阀控式密封铅酸蓄电池的运行维护作一介绍，并对阀控蓄电池的失效机理进行分析，在实践工作中要做好对阀控式密封铅酸蓄电池的运行维护管理，以确保直流系统可靠稳定的运行。
关键词：阀控式密封铅酸蓄电池巡视维护失效机理直流系统是保证电力系统安全可靠运行的重要系统，它为其保护、控制、操作、综合自动化、远动通信等设备提供电源。
蓄电池是直流系统中不可缺少的设备，广泛应用于变电站中。
正常时直流系统中的蓄电池组处于浮充电备用状态，当交流电失电时，蓄电池迅速向事故性负荷提供能量。
如各类直流泵、事故照明、交流不停电电源、事故停电、断路器跳合闸等，同时也必须为事故停电时的控制、信号、自动装置、保护装置及通信等负荷提供电力。
显然在交流失电的事故状态下，蓄电池应作为变电站的备用能源。
1、阀控密封式铅酸蓄电池的运行与维护1.1阀控密封式铅酸蓄电池日常巡视检查1.1.1阀控密封式铅酸蓄电池日常巡视与检查的要求（1）为了保证阀控密封式铅酸蓄电池正常运行，变电站应采用变电站值班员对蓄电池的巡视检查与直流专业人员的定期检查相结合的方式，对蓄电池进行定期巡视检查维护。
主要巡视与检查范围包括充电装置、蓄电池组、微机监控装置、绝缘检查装置、馈电屏、蓄电池通风、调温和照明情况等。
（2）有人值班变电站应由变电站运行值班人员负责，结合变电站设备日常巡视，每天对直流电源系统进行日常检查。
无人值班变电站应有操作队巡检人员负责，至少一周一次对无人值班变电站直流系统进行检查。
直流专业人员应4到6个月对变电站直流系统进行定期检查。
1.1.2阀控密封式铅酸蓄电池日常巡视检查项目（1）变电站运行人员检查项目表1-1 有人值班变电站运行值班人员日常检查项目无人值班变电站直流电源系统中，操作队巡检人员日常检查和有人值班变电站检查相同，其检查项目同表1-1。
（2）直流专业巡检人员定期检查项目表1-2 直流专业检修维护人员对变电站直流电源设备定期检查项目1.1.3日常维护操作时的注意事项（1）进行维护检修时，应使用绝缘手套绝缘鞋等保护用品。
阀控密封铅蓄电池在线检测技术评述
以用测得 的电导值去推测电池的剩余容量。
皇 ２０ ０
＼
ｔ Ｉ ｌ 。
罢１ ５ ０Biblioteka － ．０
善ｌ ０ ０
０
’
占 ０
Ｏ
葫 ５ ０
１
霎ｏ
，
Ｏｎ ｕ Ｏ ａ
－
＿
图 １ ３ ６只 １０ ｌ电池 的容 量 和 电导 ３ ０ ０Ａ ｌ
表面上看来这样做是有一定 道理 的。但应 当看 到， 上述 结果 是 将 放 电 时 间 接 近 于 ０至 Ｉ０９ 的全 部 Ｏ ／ ５ 铅蓄电池都统计进去得到 的， 可是我 国标准 中规定通 信用 Ｖ Ｉ 的容量必须保证在 ８ 以上方 可在线使 Ｒ Ａ ０ 用， 低于８ 就是失效电池， ０ 应该更换 。也就是说 ， 若 用在线使用的 电池测得 的 电导值去推测它 的剩余 容 量， 必须 观察 电池容 量在８ 以上 时 电池 的电 导跟 容 ０ 量 之 间是 否存在 线性 相关 关 系 。 按 照 ＶＲＩ 一般放 电性 能 推算 ， ）ｏＡｈ的电池 Ａ １（ ｏ
有人试图根据 电导测试结果去预测 电池的使用寿命 ， 随后在国 内邮 电通信部 门也 呼声很 高。然而实践证 明， 电导值并不能正确反 映在线使用的铅 蓄电池组的 容量 ， 更无法推断蓄电池组 的使用寿命Ⅲ。 １ Ｊ
２ ２ 深入 分析 国外 的统计 结 果 ．
阀控密封铅酸蓄电池失效模式及有效措施
阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）的失效模式和有效措施高建成1，殷玉恒2（1.哈尔滨光宇集团，黑龙江哈尔滨 150086；2.哈尔滨理工大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150080）摘要：本文从电池的基本构造和原理出发，阐述有关电池使用的基本常识，研究蓄电池失效原因，使蓄电池的使用寿命有真正意义上的保障和提高。
关键词：蓄电池失效电解液板栅硫酸盐化The Invalidation Modes and Effective Measures of the Sealed Valve Regulated LeadAcid Stationary Storage BatteryGao JianCHeng1 ,Yin Yuheng2（1. Harbin Coslight Group Co., Ltd, Harbin, Heilongjiang, 150086;2. The Automation College of Harbin University of Science and Technology, Harbin, Heilongjiang, 150080）Abstract: The basic general knowledge about the application of the VRLA storage battery is presented in this paper based on the basic structure and the principle of the storage battery, and the study on the reasons why the storage battery is invalidated is also presented. Through the study the service life of the storage battery can be indeed guaranteed and enhanced.Keywords: Storage Battery, Invalidation, Electrolyte, Separator, Vitriolization0、引言：近几年来，随着电力工业的发展和信息产业的发展，阀控式铅酸蓄电池（VRLA 俗称免维护电池）的使用得到空前的普及，VRLA电池尽管有许多优点，但和所有电池一样也存在可靠性和寿命问题。
阀控铅酸电池检测方法研究及在线监测系统设计的开题报告
阀控铅酸电池检测方法研究及在线监测系统设计的开题报告一、选题背景阀控铅酸电池作为电源系统的重要组成部分，广泛应用于各种应急电源、通信电源等领域。
而电池的寿命是影响其可靠性的重要因素之一，电池寿命的预测与管理成为电池研究领域的热点问题。
现有的阀控铅酸电池检测方法主要是基于静态测试，且测试时间较长，对电池性能的评估较为局限。
随着技术的发展，越来越多的研究者开始关注在线监测技术。
在线监测可以实时地反映电池的状态，可以更加准确地评估电池的健康状态，提高电池的可靠性和使用寿命。
因此，本文以阀控铅酸电池的在线监测为研究对象，探讨阀控铅酸电池的检测方法并设计一套在线监测系统。
二、研究内容1. 研究阀控铅酸电池的基本原理、特性和性能指标。
2. 探究现有阀控铅酸电池的静态测试方法及其缺陷。
3. 研究电池在线监测技术原理和现有的在线监测方法。
4. 设计一套阀控铅酸电池在线监测系统，包括硬件设计和软件设计。
5. 对在线监测数据进行分析和处理，建立电池状态预测模型，提高电池使用寿命和可靠性。
三、研究意义1. 提高阀控铅酸电池的可靠性和使用寿命，减少电池故障率。
2. 探索电池在线监测技术，为电池行业的发展提供新思路和新方法。
3. 在线监测技术可以应用于更广泛的领域，如电动汽车、光伏系统、太阳能储能等领域。
四、研究方法本研究将采用实验方法、仿真方法和数据分析方法相结合，主要研究内容包括阀控铅酸电池的基本原理及性能评估方法、在线监测技术的原理和在线监测系统的设计与实现等。
五、论文结构本论文共分为五大部分。
第一部分为引言，包括研究背景、选题意义、研究目标和研究方法的介绍。
第二部分为文献综述，主要介绍了阀控铅酸电池的原理及其静态测试方法、在线监测技术及其应用等方面的研究现状。
第三部分为阀控铅酸电池的特性与性能评估方法，包括阀控铅酸电池的基本原理、特性和性能指标的介绍，以及电池性能评估方法的研究。
第四部分为阀控铅酸电池的在线监测系统设计，主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
阀控式铅酸蓄电池在线诊断技术
对Ａ Ｕ 、Ａ ／ 进行内阻计算，所以影响其正确性
众所周 知 ，电池 的品牌不 同、容量不一、放 电率不 定， 是很难确定 电池 内阻的。 而测 内阻的一些仪表试 图 几乎在 同一放 电电流下测出电池的 内阻， 这样就基本忽
为 ７％ ～８％左右 ｏ ｏ ８ 的电池放电测量数据 的统计结果 ，在时段 乃时足 以 年 ３ ．放电法测试 ， 是对整组 电池带载放 电的同时， 对 表达 了电池端 电压 的离散性 。表 ２ 是对使用一年 电池放 每个单体 电池 的端 电压进行监测 ，这样在短短 １ｎｎ 电测量数据的统计结果，其端电压离散性符合要求。 ］ 内 Ｏｉ 则可 以找到有故障 的单体 电池。 电池的带载放 电法测 蓄 由于 ， 统的电池测量方法 的非 同步性及人工 测量 传 试正确性 约在 ９ ％左 右。但是放 电法测试 时必 须注意 的局限性给数据分析处理 的正确性带来一定 的负面影 ｏ 以下几 点： 响， 要做出有意义的测量及根据测量数据所作出正确的
回路。 在电流回路中有限流电阻， 确保在 １ ｒ 内单 电 ～２ｉ ａ ｎ 流越大其滞后性越强， 放电电流小到一定程度后 ． 滞 体电池输出放电电流Ａ ／ 。在电压回路 中单体电池端电 后性可 以忽略不计。图２ 是我们对 同一 品牌 、同一容量 压变化示意如图 １ 所示。 的蓄电池采用不同放电率放电所得到的示意曲线。 直流
蓄 电池组的在线检 测方法
１ ．交 流法
要做 电池组标称容量试验与电池组 的测试仪器预告 的电 池容量对照即可。经过 比较 评估我们认为 ： １ ．交流法是基于对基 波的分析 ， 由于忽略了谐波份
这种方法是将一个交流测试信号加在电池组的电池 量 ，根据 我们 的观察尤 其对 中大容量 的 电池正确 率不
阀控式铅酸蓄电池调研报告
阀控式铅酸蓄电池调研报告概述阀控式铅酸蓄电池是一种广泛应用于各种电力系统中的电池。
本文通过调研和分析，对阀控式铅酸蓄电池的特性、应用领域、市场情况等进行全面探讨。
特性阀控式铅酸蓄电池具有以下几个特性： 1. 阀门控制系统：阀控式铅酸蓄电池采用阀门控制系统，能够自动调节电池内部的气体压力，确保电池的正常运行； 2. 高容量：阀控式铅酸蓄电池的容量较大，可以满足大功率设备的需求； 3. 长寿命：阀控式铅酸蓄电池具有较长的使用寿命，能够持续稳定地为设备提供电力； 4. 高安全性：阀控式铅酸蓄电池具有高安全性，采用特殊的设计和材料，能够有效防止电池发生爆炸等事故； 5. 低维护成本：阀控式铅酸蓄电池的维护成本较低，只需定期检查和维护，可大大降低使用成本。
应用领域阀控式铅酸蓄电池在各种电力系统中广泛应用，主要包括以下领域： 1. 通信系统：阀控式铅酸蓄电池在通信系统中用于备用电源，确保通信设备的持续运行； 2. UPS电源：阀控式铅酸蓄电池作为UPS电源的重要组成部分，能够在电网停电时提供紧急电力； 3. 太阳能和风能发电系统：阀控式铅酸蓄电池可用于储存太阳能和风能发电系统产生的电能，以便在需要时供应电力； 4. 海洋、航空、航天领域：阀控式铅酸蓄电池在海洋、航空、航天领域中被广泛应用，满足复杂环境下的电力需求。
市场情况阀控式铅酸蓄电池市场呈现以下趋势： 1. 市场规模扩大：随着电力系统的广泛应用，阀控式铅酸蓄电池的市场需求不断增加，市场规模持续扩大； 2. 技术创新：阀控式铅酸蓄电池在技术上不断创新，提高了其性能和使用寿命，使其更具竞争力；3. 国内外竞争加剧：国内外很多企业都加大了阀控式铅酸蓄电池的研发和生产力度，市场竞争日益激烈；4. 新兴市场拓展：新兴市场对阀控式铅酸蓄电池的需求不断增加，市场潜力巨大。
阀控式铅酸蓄电池的发展趋势阀控式铅酸蓄电池在未来的发展中有以下几个趋势： 1. 高性能：随着科技的发展，阀控式铅酸蓄电池的性能将不断提升，容量和循环寿命等方面将有显著突破； 2. 新材料应用：新材料的应用将进一步提高阀控式铅酸蓄电池的性能和安全性； 3. 智能化：阀控式铅酸蓄电池将越来越智能化，能够通过监控系统实时监测电池状态并进行管理； 4. 环保型：阀控式铅酸蓄电池将朝着环保型方向发展，减少对环境的污染。
变电站用阀控式铅酸蓄电池容量监测方法
电电流自动计算功能, 可根据标准电池的标称容量和需要的 放电率来自动计算需要设置的放电电流。 实际使用中, 根据变电站中蓄电池组的实际情况进行参 数设置, 将需要测试的蓄电池组从运行母线上退出运行, 再接 上 I DCE - 2205C 型容量测试仪的负载即可进行放电。通过 无线中继模块可将蓝牙单体模块采集到的单体电池数据最 终传送到主机中。装置可显示如下 6种放电参数曲线: 1) 特性曲线 电 压比较图; 2) 放电过程 中 实际放电电流曲线 图; 3) 显示放电 过 程中每一时段的各 种放电参数表格; 4) 单体剩余 容 量分析图, 并可选择 查看各个单体的剩 余容量、 实际容量和 容量百分比; 5) 单体电压 柱 状图; 6) 总电压曲 线 图。
74
Hale Waihona Puke 现代机械2010 年第 5 期
均会影响电池的寿命。蓄电池运行的环境温度要求一般要 求在 25 左右。对于贫液式设计, 阀控式铅酸蓄电池对环境 温度较为敏感, 环境温度每增加 10 , 寿命将减少一半。
2205C 电池放电容量测试仪 ( 应用于蓄电池组电压 90 V ~ 260 V、 放电电流 0 A~ 50 A ) 进行离线核对性放电试验和容量试 验。 IDCE - 2205C 装置 由主机、 蓝牙单体监测 模块和无线中继模块组 成。主 机包 括 放 电 负 载、 人机交互显示和数 据处理单元; 蓝牙单体 监测模块可同时实现对 4只单体蓄电池的数据 采集; 无线中继模块用 于蓝牙单体监测模块和主机的数据通信。此外, 装置内置放
现场经验
73
变电站用阀控式铅酸蓄电池容量监测方法
钱浩, 项伟民, 赵鲁杨, 张鹏
( 杭州余杭供电局, 浙江 杭州 311100) 摘要: 在变电站的直流系统中, 蓄电池组作为备用电源, 作用十分重要。阀控式铅酸蓄电池组其本身的离散性可导致单体电池的 早期失效, 运行环境亦将影响电池的使用寿命。蓄电池维护的主要工作, 是找出并处理落后电池以预防事故隐患。由于现有的 核对性放电试验和容量试验的准确性效率不高, 介绍了一套蓄电池放电容量测试装置 ( I DCE- 2205C )以提高蓄电池的维护效率。 关键词: 直流系统 蓄电池 电池容量 电池放电容量测试仪 中图分类号: T M 912 文献标识码: B 文章编号: 1002- 6886( 2010) 05- 0073- 04
变电站蓄电池在线检测维护技术研究
变电站蓄电池在线检测维护技术研究摘要：在电力变电站中，蓄电池作为直流系统的能源，在整个二次系统中好比电力变电站的心脏，在二次系统正常高效运行中有着十分重要的作用。
所以为了强化对其作用的发挥，我们必须在日常工作中加强对其的维护，而这正是本文所探讨的内容。
关键词：电力变电站；蓄电池；日常维护技术1 引言电力变电站的蓄电池主要是采用阀控式的密封铅酸蓄电池（以下简称蓄电池）。
由于蓄电池完全密封，不用加水维护，属于免维护的蓄电池，而往往因此导致其维护和管理工作被忽视，最终导致其在实际应用过程中存在容量低和失效早的情况，因而作为电力企业，必须在日常工作中加强对其的维护，切实加强维护技术的应用。
2 蓄电池运行维护现状潍坊地区变电站直流蓄电池的配置标准一般是，220kV变电站配置200～300Ah的两组蓄电池，110kV变电站配置小于200Ah的一组蓄电池。
目前，公司范围内很多单位受条件限制，在进行蓄电池参数检测试验的过程中存在不健全的地方，影响了工作的全面开展。
一直沿用人工计量蓄电池组的容量测试的方法，制约了工作效率的提高，蓄电池组的容量测试复杂、繁重的工作，因此更加需要通过技术手段来减少工作中存在的问题，提高工作效率。
近些年来蓄电池组数量不断增多，技术人员数量有限，导致严重的比例失调，因此工作人员常常会忽视对电池的维护，导致容量测试的周期长、测试数据不准确等现象的发生。
人们对电能的需求不断增加，但是电网的建设数量不断提高，相关的配套建设还不完善，例如潍坊电网变电站的年增长率达到15%，但是运维人员的配置数量并没有增加，检测手段也有待进一步改善，仍然按照传统的检测方法进行检测，导致电压测量准确度低，这样即使付出再多工作量，也不会取得预期效果，无法发现系统变电站中蓄电池存在的安全隐患。
3 蓄电池运行故障的原因蓄电池组在运行的过程中会导致出现失效的现象，如现场浮充电压不稳、内部阻力过大、壳体弯曲变形等。
变电站的蓄电池组在运行过程中会出现容量不达标的现象，更为严重的现象是会出现个体电池放电起始就已经到达最低限度了。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
变电站阀控式铅酸蓄电池在线监测与失效
机理研究
摘要：因变电站继电保护与直流系统是密不可分的，直流系统在变电站或换流器内充当着不可替代的作用。
唯有直流系统的可靠运行，才能保证保护正确动作性，保证换流器内相关器件的稳定运行。
然而，多年的运行经验表明，蓄电池的实际使用寿命往往比理论上的使用寿命要短得多，使用环境恶劣或者是内部电解液失效等都有关联。
因变电站内直流电压是基本恒定的，当个别蓄电池失效将会导致整体直流段的电压偏小，则整组蓄电池失效。
因此，有必要对蓄电池监测与控制，以及对失效机理研究，为变电站直流电池安全稳定运行提供美好环境。
关键词：可靠性；蓄电池；工作原理；失效机理
引言
随着电力系统的发展，电系统的电压等级越来越高，同时其高压直流系统的大量出现，间接地对电力系统的安全稳定性提出更高的要求，其中，对短路电流应该有特别灵敏的保护，而在保护配置方面，大多数采用比较稳定的直流电压。
但，为了保证直流电压稳定性，电站上一般配套了两套直流装置。
其中一套即是靠直流蓄电池来供电，所以直流蓄电池的作用是不可以替代的。
随着近年来的电网加大建设，
变电站大量的增多，导致对直流需求方面越来越强烈，而相应的变电站直流系统专业素质还比较落后，迫切需要加大培训力度，提高专业技术水平。
所以对直流蓄电池的维护研究与探讨仍存在大量的空白。
1 蓄电池的发现历程
在50年代之前，我国国内变电站站用开口铅酸蓄电池，然而多年的运行经验表明，这种电池质量性较差，具体表现在不耐振，易漏液、充电要求高，且寿命相对较短，随着技术科技的发展，到了70到80年代时候，新型的一种蓄电池发现：锡一镍蓄电池。
这种电池基本采用的是成套装置，它们有以下相关方面的优点：（1）体积小；（2）安装维护方便；（3）可靠性高；（4）不污染环境；（5）关键它们使用寿命长、维护周期长。
另外，它还有一个特别优点，那就是可以连续多次提供高倍率的大电流放电。
这样，当变电站内控制回路或者是相关跳合闸线圈上就有着非常稳定恒定的直流电压。
非常的适应断路器合闸使用，所以，慢慢的被现代变电站所广泛的接受。
但是，并非是免维护，当然还是要按照相关国标进行周期检测，周期维护试验的。
2 蓄电池在线监测的必要性
因新型的大量新产品、新设备、新技术在变电站内得到广泛推广，电网的进一步扩大，对变电站内直流系统安全稳定的需求进一步提升，所以在日常直流系统维护中，都要
做好相应记录，定好周期进行充放电实验。
每一次实验都应该仔细认真的检测每一个蓄电池的放电电压、电流、还有放电时间，并与以前相关数据进行比较，因为蓄电池的性能恶化是渐进的，一两次的试验一般是无法发现其放电异常或者是其它方面的异常。
所以说很难完全掌握设备的健康状况，这就进一步要求了运维人员要进行长期性、周期性的的观察和记录，另外，因蓄电池的放电持续时间长，好多变电站并未真正的开展这方面的放电工作。
所以现在要求，变电站值守人员在巡视设备同时，还应对直流设备的运行状态进行定期检查，过早的发现直流电池的缺陷，如漏液等，并且及时的进行处理，这间接的要求了如果有一种在线实时监测装置，则会大大提高其准确率，并且给少许多人工工作量，则是一件特别重要有意义事情。
3 阀控式铅酸蓄电池的密封原理
阀控式铅酸蓄电池，也是现在经常所叫的密封铅酸蓄电池，它另外一个名字称为vRLA电池。
在电池内部主要发生负极吸收原理，/氧气复合循环的化学过程，来达到密封目的。
在电池的负极，它把过量的活性物质进行吸收，而在铅酸蓄电池在充电后期，负极不再吸收活性物质了，相反，它的析氢反应受到抑制，而正极析出的氧气能被负极吸收，这就是经常所说一个周期循环过程――即/氧气复合循环。
在此循环过程中，蓄电池内部的氧气被消耗，从而实现蓄电
池的密封。
当电池处于正极充电态时，它的充电量在7%以上时，开始析出氧气，如下公式所示。
以上所述，阀控式密封铅酸蓄电池因自身强大的优势，主要表现为维护周期时间长，充电、放电效率高的特别，被广泛应用于在变电站直流系统中。
但是随着供电系统对直流供电电压稳定性与可靠性要求的越来越高，而传统的蓄电池的缺点表现越来越明显，急需出现一种新的蓄电池来更替旧的蓄电池。
紧随着现代因阀控蓄电池阀控式的现身，取代了旧的蓄电池，但随着又引来了一个新课题，那就是，人们无法准确掌握蓄电池的健康状况，如何实现在线侦测，在线掌握蓄电池的支行情况，因为我们都知道一旦蓄电池发生故障，导致于直流电压不稳定，或者是偏大或小，这样可能导致保护装置可能发生误动。
进步使供电系统遭受巨大的损失。
所以说，蓄电池在线监测技术是以后发展的必然课题，如何实现在线侦测，如何让蓄电池维护周期更长，进步减少维护工作量，如何提高蓄电池维护的效果，随时随地的掌握蓄电池的性能状况，这些措施的最终结果是尽可能的去延长蓄电池的使用寿命，让变电站内的直流系统安全与稳定性更一步得到提高。
其中，铅酸蓄电池内部化学反应图见图1。
4 阀控式铅酸蓄电池的失效机理
4.1 正极板失效机理
正极在充电过程中是失电子的，不会生成氢气，是生
成氧气；同时，在正级生成氧气后在富液式铅酸蓄电池中容易释放到空气中，在阀控式铅酸蓄电池中会转移到负极与活性物质铅反应，或与炭材料反应。
正极板栅腐蚀的根本原因是铅及铅合金的热力学不稳定性。
当电极电动势大于-0.3V 时，其处于热力学不稳定状态充电时，正极本来就处于阳极氧化过程，硫酸铅与水氧化成二氧化铅的电位、析氧电位、铅氧化成铅离子电位、铅与氧气氧化成二氧化铅的电位，本来就挤在一起，都随着充电过程溶液浓度以及电压的变化参与反应，正极腐蚀是因为不论充放电正极板栅都除以高电位的状态下因此板栅容易腐蚀。
4.2 负极板栅失效机理
负极失效的主要原因是负极上发生梳酸盐等相关化学反应。
当蓄电池组长期充电不足时候，就会在负极板上产生活性物质，在负极表面的附着，这样对电池寿命严重不好。
当电池处于半放电状或者处于长期储存不使用时，因为外界环境的温度的变化性，电池内部的硫酸铅会发生再结晶。
这种结晶是一种白色的固体颗粒，质地坚硬而粗大的，其化学物质为硫酸铅，因为它长期在电池内部存在，活性日久会失去，以后再无法参与化学反应，这种现象叫做活性物质的硫酸化。
由上述反应过程日积月累，硫酸铅越积越多，活性物质会越变越少，则容量渐渐降低，电池的气体吸收能力缓缓减弱，久之电池可能会失效。
5 结束语
因变电站二次系统负载，特别是继电保护这一块，与直流系统是密不可分的。
蓄电池为变电站内的控制回路中的线圈或者直流电机提供可靠、安全、稳定的直流电压，唯有直流系统的可行运行，才能保证保护正确动作性。
因此，文章针对蓄电池的稳定性、可靠性进行关于监测的必要性、失效机理方面内容进行全方面的研究，对电力设备的安全运行具有十分重要的可行性、参考性的意义。
参考文献
[1]周志敏，周纪海.阀控式密封铅酸蓄电池实用技术[M].北京：中国电力出版社，2004：1.
[2]吴建国.VRLA蓄电池运行维护和试验数据分析[J].电子测试，2007，7：75-78.。