论文部分内容阅读
摘 要：本文首先对在变电站中铅酸电池使用过程中存在的问题进行分析，分析了铅酸电池劣化和出现故障的原因，以及可能造成的后果，然后，阐述了蓄电池组在使用过程中维护管理的重要性，最后，提出了铅酸电池智能维护的方案以及该方案可以实现的功能。
关键词：铅酸电池；维护；智能监测
随着电力科技和人工智能的发展，无人值守的智能变电站在电力系统的应用越来越广泛，而变电站中通常使用的免维修的铅酸电池，具有需要优良的特性，比如安装便捷，绿色环保，工作稳定，并于维护等，其提供的直流电源非常适合为变电站中的各类电路系统提供可靠的服务。但铅酸电池在运行中也可能出现一些故障，[1-2]进而影响变电站正常的运行，因此，做好铅酸电池智能监控的研究室保证变电站正常安全运行的重要保证。[3]
1 铅酸电池维护中的问题
（1）维护不当故障、事故频发。铅酸电池目前应用于各行各业，对近年来由于蓄电池引起的事故中，主要由于维护不当造成沈阳军区通信总站的大火事故和国家发展银行总行积分起火事故。由此可见，铅酸电池维护对电池的使用有着至关重要的作用。[4]
（2）铅酸电池管理理念问题。传统的铅酸电池的管理认为：供电系统的可靠性=电源/UPS可靠性+蓄电池组的可靠性，在实际的管理中，蓄电池的稳定和可靠程度直接影响到了供电系统的稳定性。因此加强对蓄电池可靠性的研究，理清铅酸电池管理理念是做好铅酸电池管理和应用的必要条件。
（3）蓄电池故障的表现。为了更清晰合理的使用蓄电池，明白蓄电池在生产使用中产生故障时的状态也至关重要，通过研究调查表明，蓄电池出现故障的主要表现在以下几个方面：①蓄电池组放电时长明显下降；②个别蓄电池单体放电电压迅速跌落；③蓄电池单体电压不均衡；④个别单体蓄电池性能差距明显；⑤蓄电池电容量下降；⑥蓄电池的内阻值升高；⑦充电蓄电池温度升高；⑧蓄电池充电不能达到饱和。
2 蓄电池维护的重要性
从以上蓄电池维护中存在的问题和对蓄电池出现故障的表现和原因的分析，可以看出，正确的蓄电池维护理念，准确判断识别蓄电池故障表现和产生故障的原因是做好蓄电池维护工作的关键。
（1）蓄电池端电压正常≠各单体蓄电池电压正常。在实际应用供电系统及在线监测系统可以实时检测蓄电池端电压，电池组在长期浮充状态下，很难做到单体电压的均衡，蓄电池单体的过充过放，会造成UPS系统存在严重的安全隐患。
（2）传统检测方式≠有效维护保养蓄电池。传统的蓄电池检测方式只能发现蓄电池组不均衡及单体蓄电池性能劣化，不能有效针对劣化蓄电池及蓄电池组进行维护及均衡，单体蓄电池劣化问题积累造成热失控甚至火灾。
（3）蓄电池维护。蓄电池维护管理如果缺乏专业技能及充放电管理模式，一般蓄电池一只或几只单体故障，会造成整组更换，进而产生严重的资源浪费。因此在蓄电池维护管理中要做到以下几点：①按蓄电池规定维护周期进行维护；②做好蓄电池维护数据记录；③定期对蓄电池进行异常排查；④蓄电池的更换按照标准要求进行更换；⑤控制好蓄电池的使用环境；
蓄电池系统在运行到一定期限需要对蓄电池进行维护，通过有效的蓄电池维护，提高蓄电池安全可靠性，延长使用寿命，减少蓄电池报废，蓄电池的维护条件如下：①蓄电池超出厂家规定质保期；②蓄电池组电压不均衡；③蓄电池放电时长为初始时长的50%以下；④蓄电池内阻值为出厂值1.5倍以上。
3 铅酸蓄电池智能维护方案及功能
（1）铅酸蓄电池智能监测维护方案。通过以上对铅酸电池的故障和维护的阐述分析，做好的铅酸电池的维护，需要处理好以下问题：①蓄电池组中各个单体的电压、内阻，分析蓄电池组一致性问题，若某只电池性能下降明显时，可对其进行活化修復，从而恢复电池容量，解决单体电池容量落后问题，延长蓄电池的使用寿命；②实时监测蓄电池组的电压、充放电电流、蓄电池组剩余容量，单电池电压、内阻、温度、劣化因子，完成对蓄电池组运行工况参数的实时在线监测；因此，提出了由管理层、数据通讯层、数据采集层三部分组成铅酸电池智能维护方案。
（2）铅酸电池智能维护系统的功能。铅酸电池智能维护系统主要对于目前铅酸电池在维护的中问题制定了针对性方案，其功能主要如下：
①蓄电池在线无损修复功能。系统采用智能谐振脉冲技术对单体蓄电池进行维护管理，在线消除蓄电池硫酸铅结晶并防止新结晶产生，维护过程对蓄电池极板无任何损伤。②蓄电池组在线智能均衡功能系统对单体蓄电池进行在线无损修复后，对单体不均衡蓄电池进行补充充电、放电管理，达到蓄电池组均衡运行。③在线监测功能。系统可针对蓄电池组及单体蓄电池的电压、电流、内阻、温度等数据进行在线监测，数据采集快捷准确，同时记录蓄电池放电过程中不同时段的变化过程，快速甄别性能劣化蓄电池单体。可完全替代蓄电传统维护方式采用的蓄电池巡检、内阻及容量检测等设备，为蓄电池组安全运行管理提供完善的解决方案。④故障报警功能。实时监测蓄电池组及单体蓄电池，发现电池容量、电压、温度等超出警戒值即时报警。
4 结语
在当前智能变电站安全生产运行中，铅酸电池的稳定可靠运行具有重要的作用，做好铅酸电池的维护管理工作至关重要。因此，在对铅酸电池的维护管理中，要树立正确的维护管理理念，同时利用智能处理检测系统做好铅酸电池的维护管理，为变电站的安全生产奠定良好的基础。
参考文献：
[1]杨俊，胡晨，汪浩，刘晶冰，杨凯.铅酸电池失效模式和机理分析研究进展[J].电源技术，2018，42（03）：459-462.
[2]邵勤思，颜蔚，李爱军，张久俊.铅酸蓄电池的发展、现状及其应用[J].自然杂志，2017，39（04）：258-264.
[3]钟国彬，刘新天，何耀，杨亚飞，苏伟.变电站用铅酸电池SOH估计[J].电源技术，2016，40（12）：2407-2410.
[4]宋清山，牛鑫，王宾，刘冰洋，段万普.通信基站电池的在线维护与修复[J].蓄电池，2015，52（02）：79-82.
关键词：铅酸电池；维护；智能监测
随着电力科技和人工智能的发展，无人值守的智能变电站在电力系统的应用越来越广泛，而变电站中通常使用的免维修的铅酸电池，具有需要优良的特性，比如安装便捷，绿色环保，工作稳定，并于维护等，其提供的直流电源非常适合为变电站中的各类电路系统提供可靠的服务。但铅酸电池在运行中也可能出现一些故障，[1-2]进而影响变电站正常的运行，因此，做好铅酸电池智能监控的研究室保证变电站正常安全运行的重要保证。[3]
1 铅酸电池维护中的问题
（1）维护不当故障、事故频发。铅酸电池目前应用于各行各业，对近年来由于蓄电池引起的事故中，主要由于维护不当造成沈阳军区通信总站的大火事故和国家发展银行总行积分起火事故。由此可见，铅酸电池维护对电池的使用有着至关重要的作用。[4]
（2）铅酸电池管理理念问题。传统的铅酸电池的管理认为：供电系统的可靠性=电源/UPS可靠性+蓄电池组的可靠性，在实际的管理中，蓄电池的稳定和可靠程度直接影响到了供电系统的稳定性。因此加强对蓄电池可靠性的研究，理清铅酸电池管理理念是做好铅酸电池管理和应用的必要条件。
（3）蓄电池故障的表现。为了更清晰合理的使用蓄电池，明白蓄电池在生产使用中产生故障时的状态也至关重要，通过研究调查表明，蓄电池出现故障的主要表现在以下几个方面：①蓄电池组放电时长明显下降；②个别蓄电池单体放电电压迅速跌落；③蓄电池单体电压不均衡；④个别单体蓄电池性能差距明显；⑤蓄电池电容量下降；⑥蓄电池的内阻值升高；⑦充电蓄电池温度升高；⑧蓄电池充电不能达到饱和。
2 蓄电池维护的重要性
从以上蓄电池维护中存在的问题和对蓄电池出现故障的表现和原因的分析，可以看出，正确的蓄电池维护理念，准确判断识别蓄电池故障表现和产生故障的原因是做好蓄电池维护工作的关键。
（1）蓄电池端电压正常≠各单体蓄电池电压正常。在实际应用供电系统及在线监测系统可以实时检测蓄电池端电压，电池组在长期浮充状态下，很难做到单体电压的均衡，蓄电池单体的过充过放，会造成UPS系统存在严重的安全隐患。
（2）传统检测方式≠有效维护保养蓄电池。传统的蓄电池检测方式只能发现蓄电池组不均衡及单体蓄电池性能劣化，不能有效针对劣化蓄电池及蓄电池组进行维护及均衡，单体蓄电池劣化问题积累造成热失控甚至火灾。
（3）蓄电池维护。蓄电池维护管理如果缺乏专业技能及充放电管理模式，一般蓄电池一只或几只单体故障，会造成整组更换，进而产生严重的资源浪费。因此在蓄电池维护管理中要做到以下几点：①按蓄电池规定维护周期进行维护；②做好蓄电池维护数据记录；③定期对蓄电池进行异常排查；④蓄电池的更换按照标准要求进行更换；⑤控制好蓄电池的使用环境；
蓄电池系统在运行到一定期限需要对蓄电池进行维护，通过有效的蓄电池维护，提高蓄电池安全可靠性，延长使用寿命，减少蓄电池报废，蓄电池的维护条件如下：①蓄电池超出厂家规定质保期；②蓄电池组电压不均衡；③蓄电池放电时长为初始时长的50%以下；④蓄电池内阻值为出厂值1.5倍以上。
3 铅酸蓄电池智能维护方案及功能
（1）铅酸蓄电池智能监测维护方案。通过以上对铅酸电池的故障和维护的阐述分析，做好的铅酸电池的维护，需要处理好以下问题：①蓄电池组中各个单体的电压、内阻，分析蓄电池组一致性问题，若某只电池性能下降明显时，可对其进行活化修復，从而恢复电池容量，解决单体电池容量落后问题，延长蓄电池的使用寿命；②实时监测蓄电池组的电压、充放电电流、蓄电池组剩余容量，单电池电压、内阻、温度、劣化因子，完成对蓄电池组运行工况参数的实时在线监测；因此，提出了由管理层、数据通讯层、数据采集层三部分组成铅酸电池智能维护方案。
（2）铅酸电池智能维护系统的功能。铅酸电池智能维护系统主要对于目前铅酸电池在维护的中问题制定了针对性方案，其功能主要如下：
①蓄电池在线无损修复功能。系统采用智能谐振脉冲技术对单体蓄电池进行维护管理，在线消除蓄电池硫酸铅结晶并防止新结晶产生，维护过程对蓄电池极板无任何损伤。②蓄电池组在线智能均衡功能系统对单体蓄电池进行在线无损修复后，对单体不均衡蓄电池进行补充充电、放电管理，达到蓄电池组均衡运行。③在线监测功能。系统可针对蓄电池组及单体蓄电池的电压、电流、内阻、温度等数据进行在线监测，数据采集快捷准确，同时记录蓄电池放电过程中不同时段的变化过程，快速甄别性能劣化蓄电池单体。可完全替代蓄电传统维护方式采用的蓄电池巡检、内阻及容量检测等设备，为蓄电池组安全运行管理提供完善的解决方案。④故障报警功能。实时监测蓄电池组及单体蓄电池，发现电池容量、电压、温度等超出警戒值即时报警。
4 结语
在当前智能变电站安全生产运行中，铅酸电池的稳定可靠运行具有重要的作用，做好铅酸电池的维护管理工作至关重要。因此，在对铅酸电池的维护管理中，要树立正确的维护管理理念，同时利用智能处理检测系统做好铅酸电池的维护管理，为变电站的安全生产奠定良好的基础。
参考文献：
[1]杨俊，胡晨，汪浩，刘晶冰，杨凯.铅酸电池失效模式和机理分析研究进展[J].电源技术，2018，42（03）：459-462.
[2]邵勤思，颜蔚，李爱军，张久俊.铅酸蓄电池的发展、现状及其应用[J].自然杂志，2017，39（04）：258-264.
[3]钟国彬，刘新天，何耀，杨亚飞，苏伟.变电站用铅酸电池SOH估计[J].电源技术，2016，40（12）：2407-2410.
[4]宋清山，牛鑫，王宾，刘冰洋，段万普.通信基站电池的在线维护与修复[J].蓄电池，2015，52（02）：79-82.