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浅谈蓄电池在线监测的意义
时间:2017-08-17 16:12:18
浅谈蓄电池在线监测的意义
阀控式铅酸蓄电池(VRLA)作为备用电源已经被广泛应用,虽然该类电池有放电电流大,日常维护方便等诸多优点,但其内部特性和外部结构也存在一些缺陷;VRLA又称为贫液式蓄电池,其内部电解液比重较大、浮充电流较大,电极腐蚀严重,腐蚀过程消耗大量的氧气,而导致水分子减少,尤其在浮充电压不变,温度升高时,电极腐蚀加剧,电池变干;VRLA排气阀密封不好或者打开后不能正常关闭,气体大量逸出,电池逐渐干涸。VRLA极柱、盖板裂缝等密封不严,将会导致电解液渗漏,或者气体逸出。VRLA电池运行环境温度不能过高,否则电池内部产生热失控会导致电池烧毁或爆炸。
在VRLA电池维护过程中,检测单电压只能测试到单体电池浮充电压和开路电压的不一致性,不能检测出故障电池;从电池表面只能看到是否漏液和漏液的轻重,也不能准确测试电池的健康状态;电池组每年一次的核容实验也不能解决运行过程的突发事件;日常人为的测试,例如:使用内阻测试仪,也不能解决测试盲点的问题。电池组的在线测试、实时监测是电池组稳定、可靠运行的重要保证。
单体蓄电池在大电流充电、放电开始的瞬间电压变化,以及整个充、放电过程中电压的变化,都能反映出电池的内部特性。利用直流放电法测试的电池内阻值较为准确、稳定,电池的内阻大小以及变化都能够直接反映电池的特性;内阻越大,电池容量越小,内阻越小,容量越大;内阻变化越大,电池衰减越快,内阻变化越小,电池特性越好。
在实际的应用过程中,由于蓄电池的维护不好或维护盲区而造成的重大事故还是很多的。下面举几个案例:
贵州省某电厂,由于意外原因造成汽轮机突然停机,和汽轮机同轴高速运转的发电机不可能因此在短时间内降低转速,这时必须启动直流泵(或直流电机)来带动汽轮机继续转动,避免汽轮机和发电机之间的同轴扭曲,造成设备报废。然而在该电厂就是蓄电池没有足够的电能来带动直流泵(或直流电机)启动,造成同轴严重扭曲,直至汽轮机损坏,损失是可想而知的。
江西省某22万变电站,由于天气原因造成高压进线短路,使得主变压器着火燃烧,整个变电站失去交流电源,只能靠蓄电池供电来启动保护系统,但是由于蓄电池不能及时提供足够的电能,使得保护系统不能及时切断电源,启动保护设备。眼睁睁看着整个变电站被大火烧毁,造成的损失是相当大的。如果蓄电池能够及时供电,保证保护系统的正常运转,及时切断所有通路和电源,就能及时采取救火措施,使损失降到最低。
以上是由于蓄电池没有足够的电能而造成的更多损失。他们在蓄电池的维护中也是非常精心的,但是就前面所谈的VRLA蓄电池的复杂性,人工维护就显得力不从心。
从国家电力规划设计总院提供的内部信息,每年全国电力系统由于蓄电池的缘故而造成的经济损失高达几亿元。
一般的直流系统只对其自带蓄电池组的总电压、电流、已使用电量进行监测与记录,而对单个蓄电池的性能却不能监测,单个蓄电池的好坏直接影响着整个蓄电池组的正常工作,因为每组蓄电池都是串联在一起的,只要有一个蓄电池出现问题,就会使整个蓄电池组出问题。因此,实时在线监测单个蓄电池的各种性能指标,并及时告知或报警,就成为必要。
虽然蓄电池本身的成本不多,但其带来的间接成本确实相当高的。而且蓄电池厂家很多,质量参差不齐,性能各不相同,给维护带来许多麻烦,尤其是VRLA蓄电池。因此,采用自动准确的监测装置来实时监测蓄电池的状态,以保证蓄电池在正常状态,出现问题及时处理,避免需要使用时而不能使用。
JRX8110蓄电池在线监测系统能够及时准确报告蓄电池组在备用(浮充)或运行(充放电)状态下的基本性能指标,主要有:单电压、单个蓄电池内阻、总电压、充放电电流、充放电电量、环境温度等,以及这些指标的超限报警。
前面对蓄电池的基本特性和维护的复杂性作了简单的叙述,要对蓄电池的好坏有准确的了解和判断,除了理论上的论证和描述外,还需要大量实际试验和应用经验,既要有标准数据,又要有试验数据,既要有实实在在的测量指标,也要有经过推算的数学模型。JRX8110系列蓄电池在线监测系统就很好地运用了这些原理和经验,对蓄电池的各项指标都作了较为准确的监测和判断。能够把故障的、老化的、低电量的蓄电池及时准确的找到。同时对整个蓄电池组中的每个蓄电池的健康程度进行排序,并给出相应的健康等级。