下载文档原格式
蓄电池在线均衡充放电维护研究摘要：直流系统在水电站的安全运行中扮演着非常重要的作用，它为自动装置、事故照明以及保护等提供了一个可靠的直流电源。
因此，直流系统是水电站能够安全运行的一个重要保证。
而直流系统的核心所在就是蓄电池，当电网出现了某些故障时，或者没有交流电源的时候，蓄电池就成为了唯一的电源保障。
然而，在近些年来发生了很多由于蓄电池而导致的水电站事故，直流系统的故障则会严重影响到全站保护、操作回路以及自动装置等，甚至于还会造成整个系统的二次瘫痪。
所以维护好蓄电池的工作，就成为了重中之重。
及早的发展故障，方能尽早处理，这对水电站的直流系统的安全运行可谓是有着非常重要的作用。
那么本文将介绍当前蓄电池在线均衡充放电的维护，分析出我们常见的蓄电池的一些故障原因，并且进行一些探讨。
关键词：水电站; 直流系统; 蓄电池; 浮充电压; 核对性放电; 均衡充放电最近几年来,因为有着性能稳定、无酸雾污染、干净安全、占地少以及维护的工作量少等优点，阀控式密闭铅酸蓄电池受到广泛的关注，并且已经被大量的供电企业争相使用。
可是该电池对于环境要求非常的严格，环境温度的要求也很高，并且不能出现过充电以及欠充电的相关情况，同时对于充放电的要求也相当严格。
如若该电池在使用过程当中出现了某种不当情况，那么则很有可能减少其使用的寿命。
虽然有些厂家常常在宣传的过程中，宣布其有10至15年的使用寿命，可是实际的情况却总是差强人意，甚至于有些厂家生产的电池仅仅使用了2至3年便不能再继续使用。
当究其原因，在除了使用环境的温度、充电机输出的电压以及电池的质量等原因以外，还有一个很重要的原因就是缺乏正当有效的检测维护手段。
正是由于阀控式蓄电池的这些复杂特殊性，它的检测技术才没有得到一个有效的突破。
因此，怎样才能提高维护的手段就成为了现如今亟需解决的一个问题。
1 蓄电池得以运行的相关检测方法1.1蓄电池的均充与浮充均充：是蓄电池定期活化的一种充电。
蓄电池远程在线放电维护系统摘要：随着电力体制的改革，以及计算机、自动化技术的发展，变电站逐渐往自动化、智能化、无人值守的方向推广建设。
而蓄电池是变电站站用直流供电系统的重要组成部分，承担着变电站二次系统负载提供安全、稳定、可靠的电力保障，确保变电站控制、保护、通信设备的正常运行。
而蓄电池的性能可以从蓄电池的容量直观体现，但目前电力行业绝大部分使用“负载式”的放电技术对蓄电池核容，存在着操作复杂、工作量大等缺点。
因此，采用简单高效的方式对蓄电池进行核容放电在维护管理上显得尤为重要。
本文针对变电站蓄电池维护的现状，设计一种变电站蓄电池远程维护系统，可以对蓄电池实现远程在线放电核容，使得蓄电池在维护上更加智能、环保、高效。
关键词：在线放电；蓄电池；直流电源系统；电力系统；Abstract：With the reform of electric power system and the development of computer and automation technology，the substation is gradually promoted to the direction of automation，intelligence and unattended. Battery is an important part of DC power supply system for substation station. It provides safe，stable and reliable power guarantee for secondary system load of substation，and ensures the normal operation of substation control，protection and communication equipment. The performance of the battery can be reflected directly from the capacity of the battery，but at present，most of the electric power industry uses the "load type" discharge technology to deal with the core capacity of the battery，which has the disadvantages of complicated operation and heavy workload. Therefore，it is very important to use simple and efficient way to carry out nuclear discharge of battery in maintenance and management. According to the present situation of battery maintenance in substation，a remote maintenance system for su bstation battery is designed in this paper，which can realize remote online discharge core capacity of battery and make battery more intelligent，environmentally friendly and efficient in maintenance.Key words：On-line discharge；storage battery；DC power system；electric power system；引言在变电站中，直流系统的稳定性极为重要，而蓄电池是直流系统的重要单元，其在交流停电时为负载不间断供电[1]，以及为事故保安负荷等提供工作直流电源，保证变电站的供电设备能正常运行，其可靠性和稳定性关系到直流系统的运行质量和安全。
基于轻度硫酸盐化蓄电池激活功能的蓄电池组在线监测维护系统蓄电池、充电设备、直流柜、直流馈电柜等直流设备组成电力系统中变电站的直流电源系统，简称站用直流电源系统。
变电站直流系统必须24h不间断运行,一般没有机会安排停电检修，因此直流系统一旦发生故障必须在带电状态下进行消缺，其安全风险非常大。
如果电力系统同时发生故障，可能会由于保护装置断路器因失去直流电源而不能及时隔离故障，造成事故扩大，进而危及电力系统。
因此，直流设备检修必须防患于未然，确保直流系统的可靠性，保证电力系统的安全、稳定运行。
随着变电站智能化的普及和无人值守变电站的推广，对直流系统的可靠性有了更高的要求，影响直流系统稳定性的因素很多，其中之一便是“蓄电池硫酸盐化”。
2 蓄电池硫酸盐化的原因和危害正常的铅酸蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶，充电时比较容易地还原为铅。
目前普遍采用限流恒压充电法对阀控式密封铅酸蓄电池（VRLAB）进行充电，该充电模式下的正极板表现正常，但如果蓄电池的使用和维护不善，例如经常充电不足或过放电，负极上就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅结晶。
这些结晶体导电性能差，会堵塞极板的微孔，防碍电解液的渗透，增加电阻。
这种硫酸铅用常规的方法充电很难还原，要求充电电压很高，由于充电时充电接受能力很差，大量析出气体，这种现象通常发生在负极，被称为不可逆硫酸盐化[1]，它引起蓄电池容量下降，甚至成为蓄电池寿命终止的原因。
现有功能比较高级的“蓄电池组在线监测系统”能够发现已轻度硫酸盐化的蓄电池，然后人工拆除并单独“活化”，但由于电池数量庞大，单体蓄电池活化周期长，工作量巨大，致使蓄电池无法及时得到维护。
3 轻度硫酸盐化蓄电池激活功能传统的轻度硫酸盐化蓄电池激活方式一般是通过深度“充满→放电（一般放出一半容量）→充满”循环进行活化，这种方式本质上与日常维护中的“核对性放电→充电”过程一致，效果很不明显，且由于采用的是深度放电方式，频繁激活将严重影响蓄电池“循环”使用寿命[2]。
对提高变电站蓄电池运行维护水平的策略思考摘要：蓄电池是直流电源系统中的核心部件，蓄电池运行维护是变电站运维任务中的一项重要内容。
本文运用调查法、文献法对变电站蓄电池常见故障做简要探究，其次就变电站蓄电池运行维护技术手段及管理措施等展开探究，希望能为相关工作带来些许帮助。
关键词：变电站；蓄电池；运行故障；检修维护措施蓄电池是变电站重要的备用电源，蓄电池的运行状态、使用寿命等会直接影响变电站的安全性与可靠性，影响电源系统安全。
因此应用于变电站的蓄电池必须具备优良的性能，有较低的故障发生率。
但实际上，蓄电池受生产技术、运行环境等因素影响在使用过程中也容易出现各种故障。
下面结合实际，对变电站蓄电池运行中的常见故障做具体分析。
1变电站蓄电池运行中的常见故障①调查研究发现，变电站蓄电池在运行过程中容易出现容量不达标，个别电池从放电开始就达到下限的情况。
蓄电池容量不达标主要与电池的设计技术、生产技术以及检验工作不过关、维护手段缺失等有关。
对于此类故障，一般通过容量测试或内阻在线测试进行发现与解决。
调查发现，有很多人员不重视蓄电池的维护管理工作，一些人员认为蓄电池不需要维护，所以平时不会采取措施对蓄电池进行运维，这导致蓄电池损耗加重，使用寿命缩短。
②蓄电池在运行过程中还可能会出现无容量输出的情况，一些电池会出现开路问题。
在电池运行期间，如果变电站系统发生故障，那么就会引起交流电源故障，在这一故障发生期间，如果蓄电池组失效，变电站内保护直流就会消失，高频保护或电流差动保护可能误动，整个变电站的安全都将受到严重威胁。
③使用过程中蓄电池出现短路的几率也较大。
当蓄电池长期处于浮充状态时，电池就容易出现短路现象，并进一步出现热失控问题，使变电站的电源安全失去保障。
④目前一些变电站使用的铅酸阀孔蓄电池有较大的离散性,其的离散性表现在多个方面,如出厂参数的离散性,退化过程的离散性等。
离散性大就意味着电池容量变化大，蓄电池具有性能突变的特点。
一种在线式整组蓄电池维护装置的研究与设计广东电网公司中山供电局的研究人员毛焱、黄永东，在2015年第1期《电气技术》杂志上撰文，直流电源系统是电力系统安全运行的重要一环。
然而长期运行的蓄电池组会出现个别电池落后、劣化，造成一致性差异，最终出现整组蓄电池性能下降的恶性循环。
通过设计简易合理的控制电路，利用性能优良的LT1083可调稳压器，制作出一种整组蓄电池维护装置，在线调节端电压过高的单体蓄电池，使端电压过低的欠充蓄电池得到补充电，降低一致性差异对整组蓄电池的性能影响，延长蓄电池组的使用寿命，简化维护人员繁琐的蓄电池活化过程，达到提高人机功效的最终目的。
电力系统中直流电源系统是由充电装置、免维护铅酸蓄电池、馈出回路、调压装置和相关的控制、测量、信号、保护、调节单元等设备组成，为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的工作电源。
随着投运年限的不断增加，直流系统中蓄电池组经常会出现单体蓄电池端电压参差不齐的现象。
端电压过高的蓄电池会出现过充，长期过充会严重影响蓄电池的使用寿命；端电压过低的蓄电池会出现欠充，影响整组蓄电池的运行效率。
由此可见，合理调节整组蓄电池的单体电压对电池本身及整组蓄电池都有着重要意义。
目前，变电站维护人员一般采用蓄电池活化或补充电的方式对劣化初期的蓄电池进行维护处理，但是该种方法需将蓄电池拆离整组后再单独处理，工作量大，效率低。
因此设计一种在线式整组蓄电池维护装置对变电站直流系统显得尤为重要。
1 设计方案1.1 直流系统工作原理如图1所示，交流屏提供交流输入并通过交流配电单元为充电机供给电源，充电机将交流电变换为220V/110V直流电，该直流输出一方面提供给直流母线满足直流负载的需求，另一方面给蓄电池组充电。
正常状态下，蓄电池组处于浮充电状态，浮充电流补偿蓄电池自放电，而变电站直流负载需求完全由充电机提供。
当交流输入或充电机输出发生故障时，蓄电池组及时给直流母线充电，满足直流负载需求，保证直流系统正常工作。
浅谈蓄电池智能在线维护系统摘要：传统的蓄电池维护管理工作主要依赖于人工的粗放式管理，这种管理模式越来越跟不上当前信息网络的精细化管理要求，因此对蓄电池智能维护系统的研究就显得尤为重要。
从我国蓄电池使用现状入手，对传统蓄电池组的缺点进行分析，并对蓄电池智能在线维护系统的特点与功能等方面的相关理念进行了粗略的介绍。
关键词：蓄电池；智能在线；维护系统1 蓄电池智能在线维护功能的介绍蓄电池智能分析管理系统包括实时对各单体电池电压、端电压、温度、电流的采集，同时配备远程核对性放电模块和定期自动直流内阻测试装置、开路自救装置，以供应完备的蓄电池监测、检测、维护、补救方法，以及时在线监测和定期核查性放电、内阻测试相结合，辅以强力的蓄电池机能分析数学模型，在线诊断蓄电池组的性能及剩余容量，实时显示性能落后的电池及维护建议，在诊断的基础上辅以蓄电池均衡维护功能，保证蓄电池维护的正确可靠。
蓄电池智能分析管理系统的主要特点：建立一个统一的直流设备状态评价系统，通过规范化数据台账信息的录入和数据深入的分析应用，规范化了评价流程管理。
通过该平台，运行、检修人员可以方便地查看设备当前的实时运行情况（包括相关的数据情况和状态信息等），了解设备当前的告警信息，并可以经过评估模块简易方便管理评价设备记录，清楚地知道设备归纳性的健康状态信息，从而有利于管理者判别、剖析和决定。
还可以通过系统中报表应用将蓄电池内阻、蓄电池核容电池放电数据等数据导出，并能将数据转化为蓄电池阻测试报告、蓄电池组核容报告、蓄电池放电曲线等。
2 蓄电池智能管理系统项目设计方案2.1 总方案设计框图在蓄电池智能管理系统的设计时，应遵循如图1所示的系统构成简图进行设计。
图1系统构成简图2.2 蓄电池智能在线监测系统基本原理如图2所示，蓄电池在线监测由监控主机、监控终端、单体电池测量模块及后台管理系统四大部分组成。
图2蓄电池在线监测系统框图（1）单体电池测量模块。
变电站蓄电池远程自动维护的设计内蒙古包头市 014030摘要：目前虽然变电站直流系统均配置在线监测装置，但数据只能当地监测，并不能远程监控。
为适应智能电网建设的要求，直流系统及蓄电池状态的监控必须实现智能化和网络化。
该系统建设的总体目标是面向坚强智能电网建设要求，建立统一的直流设备远程监控系统．规范各类直流设备状态监测装置的数据处理、接人和控制，实现直流设备状态和关键运行环境等的实时监测性、预警等应用功能，并将监测状态数据远程传输至设备状态评价大厅集中监控，为落实直流设备状态运行管理提供支撑。
关键词：蓄电池；远程；维护措施蓄电池组在电力变电站系统中的直流电源有着广泛的应用，起到极其重要的作用。
直流系统中采用的蓄电池数量众多，在运行过程中常常存在着容量不足、即将失效、连接线接触不良导致蓄电池充、放电等不正常等一些安全隐患，需经常维护且工作量巨大，因此电池组组成的网络是否能够可靠、稳定、连续、安全地工作，越来越多地受到人们关注和重视。
由于电力变电站数量多，分布广，因而每年蓄电池的维护工作需要耗费大量的人力物力。
另外，根据大部分电池生产厂商的要求，浮充状态的蓄电池，每半年或一年，应进行一次浅度放电，以保证电池的使用寿命。
一、蓄电池的原理当电池组需要进行维护时，一般在控制室下达维护指令(或根据维护状况预先在直流系统的监控机设定自动启动)，系统根据电池组的电压大小来调整现场蓄电池充电机的输出电压后开始放电，电池组的放电负载为变电站直流系统的经常性负荷，此时电池组由浮充的状态进入到放电状态。
电池组进入放电状态时，电池巡检主机记录电池组的电压和放电电流，同时记录电池组里的每一个单体电池电压、内阻。
当电池组电压值下降到设定值时，放电过程结束。
此时，调整蓄电池的充电机输出电压和输出电流对电池组充电，电池组进入均衡充电状态，电池巡检主机记录电池组的电压和放电电流，同时记录电池组里的每一个单体电池电压、内阻。
当充电完成，电池组进人浮充状态，充、放电过程结束。
作者： 张晓波[1];刘伟浩[1];解学智[1];黄晓波[1];周珊[2]
作者机构： [1]国网浙江省电力有限公司杭州供电公司,浙江杭州310020;[2]广州泓淮能源科技有限公司,广东广州510663
出版物刊名： 科技创新与应用
页码： 145-146页
年卷期： 2019年 第23期
主题词： 变电站;蓄电池;远程维护;核对性放电
摘要：变电站用铅酸蓄电池需要定期进行维护及核对性放电作业,传统维护模式需要耗费大量的人力、物理.文章对变电站蓄电池的工作性能进行介绍,分析蓄电池使用过程中的问题和潜在隐患,介绍了当前蓄电池远程维护的技术的发展,对蓄电池远程维护技术在变电站中的应用进行了展望.。
变电站蓄电池在线维护技术研究周瑞丽
摘要：随着电网规模的不断扩大，变电站的数量日渐庞大，变电站运维模式也
已调整为无人值班，运维和检修人员数量明显减少，这对准确、及时掌握变电站
内设备的运行状况提出了更高的要求，迫切需要引进智能硬件和移动互联技术，
实现远程智能在线设备健康管理。
关键词：变电站；蓄电池；在线维护技术
1蓄电池电化学原理
蓄电池是将化学能转变成电能的电化学设备，蓄电池输出的能量依赖于电极
上发化生的电化学反应，表现在电化学参数和质量传输条件上，其电极反应速率、电荷转移反应程度、扩散速率、质量传输条件、极限电流值、电极表面钝化形成、能量损失幅度是蓄电池能量状态特征的直接影响因素。
发生在蓄电池电极/溶液交界面上异相反应的标准自由能，其变化所表象的是一种电荷层分布的双电层现象，这种现象反映到电学上，由蓄电池的电压、电流和阻抗表现出来。
电极反应表面
上简单，实际上整个反应过程相当复杂，而化学反应包含在整个电极反应过程中，所以在蓄电池电极上的反应以化学和电两方面的变化特征。
铅酸蓄电池的放电容
量随放电电流的变化过程，是基于蓄电池的电压、总电阻、电解质密度、壳体内
的压力或温度在不同操作条件下随电池容量变化的一种关系，电流实际上是在氧
化和还原过程中电荷交换速率的一种度量单位，其电极表面上物质传输效率对蓄
电池性能有很大影响，所以蓄电池必需有足够的电解质来促进质量传递，在蓄电
池中，酸液的循环可提高电池极板中活性物质的利用率。
2变电站蓄电池日常存在的问题
蓄电池在长期运行过程中会逐渐老化，由于化学作用自身被腐蚀，如硫化现象，会造成蓄电池组的容量不断降低，甚至效力也会完全失去，所以变电站内蓄
电池在日常工作中需要进行必要的维护。
总结运行中的经验，蓄电池组最常见的
问题包括以下几点：第一，蓄电池失水而干枯。
导致这种情况的主要原因是蓄电
池的安全阀门老化、失去密封性，或是外壳材料的渗透率较高。
第二，蓄电池容
量快速降低。
其原因也多种多样，如局部短路、电极腐蚀、极板硫化等情况。
第三，蓄电池的电压发生异常。
其原因主要有电池过度充放电、极板腐蚀、电解液
浓度过高、极板硫化等。
第四，蓄电池发生热失控。
即蓄电池的温度不断升高，
最后造成蓄电池发生损坏，这种情况主要是由过度充电、周围环境温度过高所致。
3蓄电池智能在线健康管理系统
3.1蓄电池在线健康管理系统功能单元设计
3.1.1智能监测终端
智能监测终端作为在线健康管理系统的关键单元，其主要功能是对电池组的
单体电压、组电压、电流、电池温度等信息进行采集和计算，并通过总线将状态
参数上传给服务器，最终在线管理系统软件对各参数进行综合分析计算和评判，
并结合智能维护终端提供的电池组参数信息，综合计算出各电池及电池组的健康
状况。
3.1.2智能维护终端
要满足无人值守模式下，系统安全，设备安全及同时有效地完成测试工作，
智能在线维护装置必须具备以下功能和特点。
第一，放电功能。
第二，充电功能。
第三，安全功能。
第四，告警功能。
第五，保护功能。
第六，操作简单。
3.1.3在线健康管理系统
第一，严格规范管理员制度。
系统接入省公司“智能运检管控平台（孤网运行）”，按平台管控要求，自动建立维护人员时间段的系统运行状态及数据，值班时遇到的报警等信息。
同时，值班人员在值班期间对系统的所有操作都自动记录
在值班日志中。
第二，平台远程监控。
本管理系统平台依托互联网的VPN技术，
把分布各地的设备资源整合在统一的平台上，构成集中式网络架构体系。
系统提
供各种功能模块，管理系统平台所有的设备与其他的管理服务器进行通信和同步，可以实现对远程设备运行进行的实时监控，主要包括了节点的运行工况、运行状
态等功能模块。
第三，历史数据存储。
系统提供完备的历史数据存储，实现分布式、多样化的存储手段。
依托完备的历史数据，提供各种方式的数据查询、辅助
系统决策、人工智能等，包含了电压历史曲线、内阻历史曲线、供电时间、充电
时间、健康分析、同比分析等多项历史数据分析报表。
除了固定的分析报表外，
系统支持用户自定义报表的强大功能。
用户根据业务需要制定报表模版，导入系统，系统根据用户的模版自动生成报表文件，支持在线浏览及Excel方式导出。
第四，健康分析。
系统通过实时、全面、准确地采集厂站端的数据，动态分析蓄
电池运行状况，辅助系统根据监测数据的变化，适时启动在线维护方案，根据厂
站端智能维护终端按照设定程序的维护动作，蓄电池组的最新运行状态，实时准
确地进入后台管理决策系统，实现在线计量、监测、分析等功能。
系统提供了在
线监测、在线维护、在线活化等多样的功能，并提供科学、有效地实时管控手段，是精细化、智能化、现代化的蓄电池健康管理不可或缺的重要保障。
3.2如何实现实时、快捷、安全、有效的维护
3.2.1实时运行监控
系统通过智能监测维护装置，对变电站蓄电池组运行的过程进行远程同步监控，实时查询电池组的电流、电压、温度、浮充、均充等状态，并结合电力运行
的相关技术、智能化的运算，同步动态模拟展示蓄电池的运行工况。
3.2.2智能一键式启动与运维
运行维护是为了保证电站蓄电池组安全稳定运行、可靠供电、各类电力生产
工作有序进行而采用的一种有效的管理手段。
利用本系统的运行维护技术，并结
合以下测试方法，可高效准确地分析剔除出劣化电池。
3.2.2.1快速测试
通过后台控制软件发送电池测试指令，数据监测终端及智能维护终端将实时
采集各蓄电池单元的电流、电压等关键参数，并将数据传输到云服务器，云服务
器远程批量处理各电池组状态信息，30min即可发现劣化电池，并分析剔除出来。
3.2.2.2均充充电测试
在对电池组充电过程中，通过独立的算法，分析验证出电池的劣化程度。
3.2.3蓄电池健康状态体检
系统通过实时、全面、准确地采集厂站端的数据，动态分析蓄电池运行状况，辅助系统根据监测数据的变化，适时启动在线维护方案，根据厂站端智能维护终
端按照设定程序的维护动作，蓄电池组的最新运行状态、实时准确地进入后台管
理决策系统，实现在线计量、监测、分析等功能。
系统提供了在线监测、在线维护、在线活化等多样的功能，并提供科学、有效的实时管控手段，是精细化、智
能化、现代化的蓄电池健康管理不可或缺的重要保障。
参考文献
[1]殷晓红,王中明,周维宇,王立杰,唐晓博,马晓翠.蓄电池智能在线维护监控管理系统在变电站中的应用[J].黑龙江电力,2015,v.37;No. 21306:547-550.
[2]成江.变电站蓄电池内阻实时监测方法的研究[D].山东大学, 2016.
[3]变电站直流电源蓄电池远程维护专家管理系统[J].创新科技, 2015,No.18810:3-4.。
