蓄电池检测装置在电厂的应用.pdf

4 6 1 9 9 9年 第 4期 U 6 s 蓄电池检 测装 置在电 厂的应 用 电厂 咝 对于火力 发 电厂， 直流 系统提供 了继 电保 护 、 自动装 置及控 制系统 正常工作所需 的直 流 电源 ， 在事故 情况 下提 供断 路器跳 闸、 事故照明 及汽轮机直流润滑油泵运行的直流电 。 困此 ， 电 厂 的直流系统除在设计上采用双路直流电源 及 充 电装置 的冗余配置外 ， 蓄电池 的选择 、 维护及 保养将显得至关重要 。 1 我 厂 直流 系 统现 状 我厂装有 2台 1 2 5 Mw 机组， 相应 的直 流 系统 为 2套 。其中蓄电池组为 2 2 0V、 8 0 0A h ， 蓄电池个 数 1 0 7只， 采用长江蓄 电池 厂生产 的 GM 一8 0 0铅酸蓄 电池 ； 充 电装 置配置 3套 ， 后在 1 9 9 7年 ， 为了我厂网控 室内设备的安全运 行 ， 新增 加 了 1套 2 2 0V、 1 0 0A h的蓄 电池 组 ( 每个 6 V共 1 7个) 及充 电装置 蓄 电池采用 开封 蓄 电池 厂 生产 的全 密封 阀控 式铅 酸 蓄 电 池 ， 充 电装置 采用微机控制 。正常运行时 ， 蓄 电 池工作 在浮 充状态 ， 每 2年对 蓄 电池进行 1次 大充、 大放试验 ， 平时每月对蓄 电池进行常规维 护 ， 如 测量 电池 电压、 电解 液 比重及 补 充 电解 液 。 经过 5年多 的运行 ， 我厂 1号蓄 电池 组容 量 已明显不足 ， 其中有 1 7只蓄 电池的容量仅 有 5 O ； 2号 蓄 电池 组 在 1 9 9 6年第 1次 大 充、 大 放试验时容量 可达 l 1 O ， 而在 1 9 9 8年的试验 中 ， 整体 容量 已下降 到 8 O ， 其 中有 3只蓄 电 池的容量仅有 4 O 。 这些都对安全生产造成 了 一 定的影响 。 2 蓄电池容量下降的原因分析 1 1 蓄电池极板 的腐蚀 及硫化 铅 酸蓄 电池是一个复 杂的电化学体 系。电 池 的性 能及 寿命取决于制造 电极 的材料 、 工 艺、 活性 物质 的组成 和结构 、 电池运 行的 状态和条 件 等。 理 论分析 和运行 经验证 明 蓄 电池极 板的 腐 蚀、 硫化是造成 电池容量 降低的主要原因。 正 是 由于 电池 自化台反应 的发生 ， 无论 电池处于 充电或放 电状态 ， 负极板总有硫酸铅存在 ， 使 负 极长期 处于非 完全充 电状态 ， 形 成 不可逆的硫 酸铅 ， 使 电池容量减少 尤其过充 电、 过放 电和 其他不 良的运行 ， 会大大加快蓄 电池 容量下 降 和失效过程 。 2 、 1 使 用、 维护不力 2 、 2 ， t浮充 电流不稳定 自蓄 电池投 用以来 ， 对于蓄 电池 正常运行 时的 浮充 电池 ， 一直没有 合适的 回路及表计监 视 ( 原 设 计 蓄 电池 回路 仅 有 一 块 一 5 0 0 VO v一 5 。 0 v 的指 针式 表 计 ， 对 于 正常 小 于 1 A 的浮充 电流根本无法分辨) ； 虽然采纳厂家的提 议保证母 线 电压在 1 0 7 x 2 、 1 5 =2 3 0 5 V下 运 行 ， 但 由于原充电机输 出稳 压精 度差 ， 造成母线 电压 不稳 定 ， 使蓄 电池在 正常运 行时不能得 到 稳定的浮充 电流 ， 相反 ， 有可能长期工作于放电 状态 ， 使得极板硫 化 ( 后将原充 电装置的控制核 心改造为微机控制 ， 稳压精度大大提高 ， 浮 充电 流有所稳定 ) 。但通过几年 的运行说 明 ， 浮 充运 行 的蓄 电池 要保证其容 量在 2年 或 3 年 的维护 周期 内稳定是有 困难 的 。 2 2 2蓄电池定期维护不 当 我 厂对蓄 电池的 定期维护 规定 ， 每 年对蓄 电池进行 一次均衡 充电 。 在均衡 充电时， 大部分 容 量足够 的蓄 电池 可能 已经过 充电 ， 而 某些容 维普资讯 http:/ 1 9 9 9 年 第 4期 浙 江电 力 4 7 量不足的蓄电池却欠 充电； 更严重 的是 ， 某些蓄 电池在容量本 身不足的情况下进行大 电流放 电 ( 如直 流油泵 启动 ) 后 ， 充 电又不足 ， 使得这些 电 池长期工作于欠 充电情况下 ， 影响了整体容量 。 2 2 3 蓄 电池大 充大放试验不当 规程规定 ， 放 电时 ， 当其中一只蓄 电池的端 电压下降到 1 8 V 时 ， 放 电即结 束 。 而在实际操 作时 ， 往往过放 电， 有时甚至放 电到有几 只电池 的端 电压为负值 ， 造成蓄电池的失效 。 由此可见 ， 由于 蓄 电池本 身必定 存在 的化 学反应及使用维护等各方面的原因造成 了蓄 电 池容量的下降。 3 蓄电池检测装置的应 用 蓄电池 的失 效将严重影响 电力系统的安全 运行 。而要 保证 蓄电池组正常工作于额定容量 下浮 充 电运 行 ， 仅 依靠 2年 甚至 1年一 次的放 电法容量 测试 、 维护是不够 理想 的。虽然 ， 该 方 法 测量 准确 ， 但 另 一方 面 ， 该方 法浪费能量 ( 当 然 可以用逆变放 电) ， 实施困难 而且 ， 电池 出厂 时厂家保证 的 电池寿命是 以放 电次数计算 的 ， 每做一次放 电测试都会缩短 电池寿命 ； 另外 ， 被 测试 的蓄 电池将脱离 系统长达至少 2 0 h， 对 系 统 的安全运行不利 。 目此 ， 如何快 速 、 安 全 、 有 效及在 线监测 蓄 电池组的综合 性能 ， 保证 蓄 电池的安全运行 及 延长蓄 电池 的使用 寿命 成 了蓄 电池维护 的紧 要问题 。 蓄电池组综合性能的监 测 ， 可 以是在线 监测 每个 电池 的端 电压及浮充 电流、 蓄 电池运 行时 的温度 、 定期测量每个 电池 的内阻 、 容量及 有 必要 时的放 电试验等 蓄电弛一旦投运 ， 最好 能对它实行在线监测 经过选择 比较， 杭州高特电子设备公司的 DJ xl 1 2 2 C蓄 电池检测 装置 对 蓄 电池 的检 测项 目较齐全 ， 安装 、 使用也方便 目前安装于 我 厂网控室 1 0 0 A h铅 酸免维护 蓄电池组上 的检测装置运行 已有 半年多时间 ， 情况 良好 3 1 装置简介 在正常运 行时 ， 装置监测 每一 只 电池 的端 电压 、 蓄 电池屏 内的环境温度 以及 充 电装置对 蓄电池组的浮充 电流 。 当需 要对蓄 电池 进行 内阻测试 时 ， 可用该 装置 的“ 动态 放 电” 功能 ， 在 很短的 时间 内测 出 电池的 放 电曲线 ， 并 由微机计算 出蓄 电池 的内 阻值 ： 内阻 ( 电动势 一电压) 放电电流 ； 当需要对蓄电池进行核对性容量测试时， 可用该 装置 的 静态 放 电” 功能， 试验 时 可 以设 定恒流放 电时 间， 并监 测放 电时各 电池 的端 电 压 ， 一 旦某一 电池 的端 电压低 于放 电终止 电压 设定值 ， 装置将 自动停止放 电， 并计算 出蓄 电池 组容量 ： 蓄 电池组容量 =放 电电流 时间 。 通 过 以上 试验 ， 装 置对高速 采集 的数据 进 行 分析 ， 井与 内部设 定的蓄 电池 失效模式进 行 比较 ， 得出对每一 电池性 能的判别 。 如装置连接 有后 台机 ， 则所 有这些 功能 可 以远方操作 ， 并且可以生成 日报表 、 月报 表以及 定期维 护等 。 3 2 现 场使用情况 我 们知道 ， 不 同蓄电池 的放 电曲线不 同， 而 且不 同时刻 所测得 的电池 内阻值 并不相 同 ， 蓄 电池 的放 电曲线见图 1 。对于 同一组 蓄 电池来 说 ， 同一 时刻所 测得 的各个蓄 电池的动 态内阻 ， 可作 为判别整 组 电池性能 的一个 依据 通 过横 向比较 ， 可 以发现动态 内阻值稍 大的 电池往 往 也是性 能较差 的一个 ； 另一方面 ， 同一 电池不同 容量 下的动 态放 电试验 ， 得到 的动态 内阻是不 同的 ， 容量 不足 时测得的动态内阻大 ， 通过纵 向 比较 又可 以定性 地知道 整组 电池的容量 是否 足够 在实际运行 中， 我们可 将各个蓄电池在 不 同容量下 测得 的动 态 内阻存 档 ( 可以利用 蓄 电池 的放 电试验 ) ， 这样 ， 在以后 的运行 中 ， 检 修 人员 只要 定期 对蓄 电池 进行 动态放 电试 验 ， 将 测得 的动 态内阻值 与存档 的数值 相 比较 即可 决定是 否需要对 蓄电池进行 维护 ， 从而可 以延 长大充大放周期 ， 减少检修强度 ， 延长蓄 电池 的 使用寿命 。 ( 下转 第 5 5页) 维普资讯 http:/ 1 9 9 9年第 4期 浙江电力 螺桎 初紧力不 均 ， 经过多 次汽 缸与 导汽管 的胀 缩 ， 使承受最 大螺 栓初紧 力的垫片处 发生径 向 疲 劳断裂而 引起法兰泄漏 。 为了尽可能地避 免高压下缸的进汽法兰 在 运行 中发生泄漏 ， 建议 采取如下预 防措施 ： ( 1 ) 需要每 次在汽轮机 大修 中对高压缸 下 部进行灌水查漏 ， 以便及早 发现及时处理 。 ( 2 ) 在更换 齿形 垫的检修工作 时， 应使用带 力矩 指示的渡 压扳手 紧法兰螺栓 ， 尽 可能使各 螺栓 初紧力相 同 ， 以延长该 法兰垫 片的使用 寿 命 。 ( 3 ) 如在检修过 程中发现 该法兰有强 对 口 的情况 ， 应及早 用割管重焊方法消除强行对 口 5 总结 通过温州发 电厂应用以上方法 成功 地对本 厂 l号汽轮机的高压下缸进 汽左侧法兰垫 片进 行 了更换 的实 践 ， 以及余文所 介绍台 州发 电厂 2号汽轮机高压下缸右侧进汽法兰 更换垫 片的 ( 上接 第 4 7页) 实 例 ， 笔 者 认 为 ， 更 换 上 海 汽轮 机 厂 生 产 的 N1 2 5汽轮 机的高 压下缸进 汽法兰垫 片较 为完 整、 合理的方法应为 ： 对于左侧可采用本文所介 绍 的方法即拆除进汽法兰与中间法兰再加中间 割一 道 ， 也有个别 机组导 汽管 位置较 好可 以不 割 管 ， 对 于右侧 可采用余 文所介 绍的方法 即拆 除进汽法兰与 中间法兰就行 。 此外 ， 笔者 还认为制造 厂设 置了高 压下 缸 的进 汽法兰是 不合理 的， 因为进 汽短管根 本无 需检修 ， 完全可 以用焊 口代替 ， 设 置了法兰 反而 给 电厂 的检修工作带来麻烦 。 参考 文献 1 颜 秉 诚 N1 2 5汽 轮机 高 压进 汽 下短 管 法兰 垫 片 的 更 换 浙江 电力 ， 1 9 9 7 ( 1 ) 2余 绍宋 台州 发 电厂 2号 汽轮 机 高压 进 汽 下 短 管 法兰 垫片 的方法 浙 江 电力 ， 1 9 9 7 ( 6 ) 3中 国工程 机 械 学 会焊 接学 会 编 焊 接 手 册 机 械 工 业 出版 社 ( 收稿 日期 1 9 g 8 1 i 一2 6 ) 图 l蓄电弛放电曲线 安装 了蓄 电池检 测装置后 ， 解决 了现场运 行中的丙大难题 ： 一是蓄电池的浮充电流及各 个 电池的端 电压 得到了在线 监察 ( 现场 表计无 法分 辨小于 0 5 A 的浮 充 电流 ) ； 另一方面 ， 通 过定期 对蓄 电池组 进行动 态放 电试 验 ， 可 以确 定整个 电池组 的容量是否 足够 ， 是 否需要 对蓄 电池进 行充放 电维护 重要 的是 ， 我们可以知道 其中哪一个 电池需要单独维护 。 这样 ， 既减少 了 蓄 电池 的退 出运行 时 间， 又 不使蓄 电池失去 监 控 ； 而且 。 当确 定蓄 电池需 要 充放 电试验 时 ， 装 置 可以 自动记录下各个 电池 的端 电压 ， 并且 一 旦某一 电池端 电压达到设定值 ， 放 电自动终止 ， 既 无须 人为干预 ， 节约了 以往放 电试 验时的大 量人工 ， 又保证 了蓄 电池不致过放 电 。 4