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超級電容在變電站直流系統(tǒng)中的應(yīng)用

關(guān)鍵字:超級電容 作者:admin 來源:不詳 發(fā)布時(shí)間:2017-12-13  瀏覽:21

1、當(dāng)前變電站直流屏存在的問題

在我國110kv、35kv、10kv終端變電站,以及廠用6kv配電系統(tǒng),廣泛采用了蓄電池直流屏和硅整流電容儲能直流屏、作為操作、控制以及保護(hù)的電源。幾十年來,較多的產(chǎn)品在運(yùn)行中存在以下問題:

1.1鎘鎳蓄電池直流屏

直流母線輸出220v時(shí),一般由180只蓄電池組成。蓄電池在加工生產(chǎn)中不可能做到每只電池的充放電特性完全一致,雖然生產(chǎn)廠家在出廠時(shí)進(jìn)行了匹配組合,到了用戶手中就沒有挑選的余地了。在使用中,用同一個(gè)充電電源,又向同一負(fù)荷放電,久而久之,個(gè)別電池由于特性差別越來越大,而影響整個(gè)裝置的性能。

鎘鎳蓄電池在運(yùn)行中,長期處于浮充狀態(tài),充電機(jī)性能的好壞,直接影響電池的壽命。一般廠家承諾電池壽命大于10年,但在實(shí)際運(yùn)用中,往往只有3~5年。這是因?yàn),如果浮充電流過大,會(huì)使電解液中的水電解成氫和氧,這兩種氣體混合是危險(xiǎn)的爆炸氣體,如果通風(fēng)不良,有資料介紹,某無人值班變電站,曾發(fā)生直流屏爆炸的事故。

過充電還會(huì)使電池冒液。在電池外表及連接片上產(chǎn)生墨綠色氧化物,腐蝕構(gòu)件,降低絕緣,使自放電增加。過充還會(huì)產(chǎn)生氧化還原反應(yīng),在負(fù)極板上生成氧化鎘,減少極板有效面積,容量減小,這就是俗稱的“記憶”效應(yīng)。為了保持電池的容量,每年需對蓄電池進(jìn)行1~2次的“活化”試驗(yàn),試驗(yàn)必須按生產(chǎn)廠家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)制度進(jìn)行充放電,才能保證電池的有效率。作為使用維護(hù)者來說,是一個(gè)令人頭痛的事情。由于鎘鎳電池有較硬的放電特性曲線,放電量達(dá)到80%時(shí),電壓下降也不明顯。稍有疏忽,會(huì)造成電池過放電,出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)而報(bào)廢。由于直流屏是變電站設(shè)備中的重中之重,直接影響到變電站的安全運(yùn)行。在“安全工作重于泰山”的環(huán)境下,很多單位都將直流屏列入日常必檢項(xiàng)目進(jìn)行考核。

1.2密封鉛酸蓄電池直流屏:

??由于鎘鎳蓄電池維護(hù)量大,一種免維護(hù)密封鉛酸蓄電池,簡稱閥控蓄電池或vrla電池,開始得到廣泛應(yīng)用。因?yàn)槭侨芊怆姵,無須加水,這給維護(hù)帶來很多好處的同時(shí),也給觀測和維護(hù)帶來困難。“免維護(hù)”這一名詞又給使用者帶來認(rèn)識上的誤區(qū),導(dǎo)致使用者放松對蓄電池的日常維護(hù)管理 。由于閥控蓄電池在我國問世只有十年左右,至今還沒有成熟的制造、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。去年在深圳召開的evc會(huì)議,匯集國內(nèi)蓄電池有關(guān)使用、制造的專家,總結(jié)了國內(nèi)閥控蓄電池的制造、運(yùn)行方面的經(jīng)驗(yàn),達(dá)成如下共識:

(1)閥控蓄電池的壽命:

廠家說明書將蓄電池的壽命標(biāo)注為10、15、20年,是過分夸大了。無論進(jìn)口、國產(chǎn)電池,實(shí)際使用后都證實(shí)了這一點(diǎn)。因而在說明書上標(biāo)稱5年比較適當(dāng);對于膠體蓄電池,如德國陽光、銀彬方可用十年以上。另外廠家說明書上標(biāo)注的壽命是有前提的,要在規(guī)定的運(yùn)行溫度,標(biāo)準(zhǔn)的充放電方式[包括負(fù)載大小] 下運(yùn)行,實(shí)際上這些條件,只有在實(shí)驗(yàn)室才能達(dá)到。

(2)影響閥控蓄電池壽命主要有如下幾個(gè)因素:

a.閥控蓄電池壽命對溫度十分敏感

生產(chǎn)廠家要求電池運(yùn)行環(huán)境溫為15℃-25℃,當(dāng)環(huán)境溫度超過25℃后,每升高10℃電池壽命就要縮短一半,例如:對5年期壽命的電池,當(dāng)環(huán)境溫度為35℃時(shí),實(shí)際壽命只有2.5年,如果再升高10℃達(dá)到45℃時(shí),其壽命只有約1.25年了。對于處在廣大的華中、華南地區(qū)來說,全年平均氣溫超過25℃的時(shí)間將長達(dá)3個(gè)多月,加上安裝閥控蓄電池的配電室,為防小動(dòng)物入室,門窗都比較封閉,室內(nèi)溫度還要升高,對蓄電池的運(yùn)行極為不利。

b.過度放電:蓄電池被過度放電是影響蓄電池使用壽命的另一重要因素。這種情況主要發(fā)生在交流停電或充電模塊損壞后,蓄電池組為負(fù)載供電期間。當(dāng)蓄電池被過度放電到輸出電壓為零時(shí),會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部有大量的硫酸鉛被吸付到電池的陰極表面,形成電池陰極的“硫酸鹽化”。由于硫酸鉛本身是一種絕緣體,它的形成必將對電池的充、放電性能產(chǎn)生不好的影響。因此,在陰極板上形成的硫酸鹽越多,電池的內(nèi)阻越大,電池的充、放電性能就越差,其使用壽命就越短。

(3)板柵的腐蝕與增長:。板柵腐蝕是影響蓄電池使用壽命的重要原因。在開路狀態(tài)下,鉛合金與活性二氧化鉛直接接觸,而且共同浸在硫酸溶液中,它們各自與溶液建立不同的平衡電極電位。正極柵板不斷溶解,特別是在過充電狀態(tài)下,正極由于析氧反應(yīng),水被消耗,h+增加,從而導(dǎo)致正極附近酸度增高,反柵腐蝕加速,如果電池使用不當(dāng),長期處于過充電狀態(tài),那么電池的柵板就會(huì)變薄,容量降低,會(huì)縮短使用壽命。

(4)浮充電狀態(tài)對蓄電池使用壽命的影響:目前,蓄電池大多數(shù)都處于長期的浮充電狀態(tài)下,只充電,不放電,這種工作狀態(tài)極不合理。大量運(yùn)行統(tǒng)計(jì)資料表明,這樣會(huì)造成蓄電池的陽極極板鈍化,使蓄電池內(nèi)阻急劇增大,使蓄電池的實(shí)際容量(ah)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其標(biāo)準(zhǔn)容量,從而導(dǎo)致蓄電池所能提供的實(shí)際后備供電時(shí)間大大縮短,減少其使用壽命。

(5)失水:

蓄電池失水也是影響其使用壽命的因素之一,蓄電池失水會(huì)導(dǎo)致電解液比重增加,電池柵板的腐蝕,使蓄電池的活性物質(zhì)減少,從而使蓄電池的容量降低而導(dǎo)致其使用壽命減少。當(dāng)失水5.5%時(shí),容量降到75%;失水達(dá)到25%時(shí),容量基本消失。

編輯:admin  最后修改時(shí)間:2018-01-17

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