在变电站和发电厂中，直流操作电源是其必备的重要设备之一，而蓄电池又是直流操作电源的核心部件。在变电站交流停电时，蓄电池组若不能可靠地供电，一旦发生事故，继电保护、自动装置及高压断路器就会因无直流操作电源而拒动，导致故障无法及时切除，甚至造成电网瘫痪等重大事故。
随着电力系统对安全运行的要求越来越高和电力技术的不断发展，智能一体化电源装置在数字化变电站得到广泛应用。智能一体化电源装置是将直流电源、电力用交流不间断电源(UPS)和电力用逆变电源(INV)、通信用直流变换电源(DC/DC)等组合为一体，共享直流操作电源的蓄电池组，统一监控并采用DL/T680(IEC61850)通信规约的成套设备。为保障变电站的安全可靠、经济运行，一体化电源对直流操作电源的蓄电池的安全运行和维护提出更高的要求。
1电力系统常用蓄电池
目前阀控式密封铅酸蓄电池在电力系统中和通信行业中得到广泛使用，其优点如下：
①一般情况下，不需维护(无需补水、加酸);
②自放电小;
③内阻小、输出功率高;
④具有自动开启、关闭的安全阀(当蓄电池严重过充,产生过量的气体使蓄电池内部压力超过正常值时 ,气体将通过自动开启的安全阀排出,并在安全阀上装有滤酸装置,以防酸雾排出。当压力恢复到正常值后，安全阀自动关闭。
本文重点介绍阀控式密封铅酸蓄电池的结构、原理、运行维护要求和故障处理方法。
2 阀控式密封铅酸蓄电池的结构及原理
(1)阀控式密封铅酸蓄电池的结构如图1所示。
蓄电池构造图
图1阀控式密封铅酸蓄电池的结构
(2)阀控式密封铅酸蓄电池的分类
1)贫电液式纤维型阀控式密封蓄电池：这种蓄电池正、负极板间用超细玻璃纤维做隔板并吸附硫酸作电解液，由电解液少所以称为贫液式纤维型;
2)富电液式胶体型阀控式密封蓄电池，这种蓄电池将电解液调成胶状，填充在正、负极板之间并充满整个电池壳体，故称胶体式，显然，胶体电池成本较高，但使用寿命比贫液式纤维型长。
由于贫液式纤维型阀控式密封铅酸蓄电池的价格比胶体型阀控式密封蓄电池低，目前在变电站广泛使用。本文重点介绍贫液式纤维型阀控式密封铅酸蓄电池。
(3)阀控式密封铅酸蓄电池的化学反应式
充电
PbO2 + 2H2SO4+ Pb PbSO4 +2H2O + PbSO4
放电
式中：
PbO2-(过氧化铅),阳极活性质;
2H2SO4-(硫酸), 电解液;
Pb -(海绵状铅)，阴极活物质;
PbSO4-(硫酸铅)，阳极活性质;
2H2O -(水)，电解液 ;
充电时变成硫酸铅的阴阳两极活物质把固定在其中的硫酸成分释放到电解液中，分别变成海绵状铅及过氧化铅，电解液中的硫酸浓度不断增大。
反之，放电时阳极板中的过氧化铅和阴极板上的海绵状铅与电解液中的硫酸发生反应变成硫酸铅，所以电解液中硫酸的浓度不断降低。
(4)阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理
阀控式铅酸蓄电池能够实现电池的连续运行无需补充电解液，主要是实现了以下几个先进的设计概念和制造工艺：采用高纯电解铅材料和无锑合金板栅，大幅度提高氢气析出电位，使得在整个充电反应过程中的气体产生量减至最小;
在电池的正、负极板之间设计的气体传递通道使得正极生成的氧气可以很快扩散至负极被重新再化合成水，进一步避免了水分的损失。(阀控式铅酸蓄电池的负极容量处于相对过剩状态，以达到正极出现氧气先于负极出现氢气的目的)。
通过一个单向压力气阀对阀控式蓄电池进行密封，使电池内部保持一定正压力，避免极板暴露在空气中受到氧气腐蚀，保证气体复合反应循环进行，与此同时也抑制了电池内水份的挥发性消耗;当蓄电池严重过充,产生过量的气体使蓄电池内部压力超过正常值时 ,气体将通过自动开启的排气阀排出,并在排气阀上装有滤酸装置,以防酸雾排出。当压力恢复到正常值后，排气阀自动关闭。因此排气阀也被称为安全阀。
3 蓄电池的容量
是指电池储存电量的数量，以符号C表示。常用的单位为安培小时，简称安时(Ah)，如蓄电池容量为200 Ah，若以10小时率电流放电(电力系统采用的放电率)，其容量表示为C10=200 Ah。
电池的容量可以分为额定容量(标称容量)、实际容量。
(1)额定容量：
是规定电池在在25℃环境温度下，以10小时率电流放电(其放电电流用I10表示，显然：C10=200 Ah的蓄电池的I10=20A)，应该放出最低限度的电量(Ah)。
(2)实际容量：
是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，单位为Ah。C=If×t
式中：C—蓄电池的实际容量，Ah;
If—放电电流，A;
t—放电时间，h。
4 蓄电池的充电方式
1)蓄电池的初充电：新的蓄电池在交付使用前，为完全达到荷电状态所进行的第一次充电。
2)蓄电池的浮充电：在充电装置的直流输出端始终并接着蓄电池和负载，以恒压充电方式工作。正常运行时充电装置在承担经常性负荷的同时向蓄电池补充充电，以补偿蓄电池的自放电，使蓄电池组以满容量的状态处于备用。
额定电压2V的阀控式密封铅酸蓄电池出厂规定: 浮充电压为(2.23～2.28)V/只,一般选用2.25V。
对110kV变电站的直流电源系统蓄电池的配置为 108只额定电压2V阀控式密封铅酸蓄电池的浮充电压应为：2.25V×108=243V。(也可根据厂家的要求和规定，如汤浅电池厂家规定：在环境温度25℃时浮充电电压为2.23V/只)，故整组蓄电池的浮充电压应为：2.23V×108=241V 。
对220kV变电站的直流电源系统蓄电池的配置为103只额定电压2V阀控式密封铅酸蓄电池的浮充电压应为：2.25V×103=231.75V,一般选用232V。
3)蓄电池的均衡充电：
①均衡充电的定义：长期浮充电运行的蓄电池会产生电压不均匀现象，使其恢复到规定的范围内而进行的充电称之为均衡充电。
②均衡充电的目的：一是对电池容量的一种补充，二是作为对电池活性物质的激活，三是对单体电池电压压差的修正;
③均衡充电电压的计算：
额定电压2V的阀控式密封铅酸蓄电池出厂规定:均充电压 (2.30～2.35)V/每只，一般选用 2.35V。故对108只额定电压2V阀控式密封铅酸蓄电池的均充电压应为：2.35V×108=253.8V,一般选用254V。
对103只额定电压2V阀控式密封铅酸蓄电池的均充电压应为：2.35V×103=242V。
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