松下閥控式密封鉛酸蓄電池在山西電網(wǎng)中的運行反饋信息
免維護蓄電池(Mintenance Free Batteries )是松下蓄電池的通俗名稱，以其運行期間無需加水而得名，有時也簡稱松下閥控式電池或全密封電池。免維護松下電池以其體積小、無流動性電解液、無腐蝕性氣體 逸出污染環(huán)境、維護工作量小而受到用戶的歡迎。根 據(jù)固酸方式的不同，免維護蓄電池可分為超細玻璃纖 維吸附式和硅膠固酸式2種。
1運行情況
1.1裝用情況
山西電網(wǎng)應(yīng)用松下蓄電池作為發(fā)電廠、變電站的直流電壓，始于20世紀90年代初，至今已有10多 年。目前全網(wǎng)約有免維護蓄電池200余組(不包括通 信系統(tǒng))，其中95%為1997年及以后裝用的，分布于 大、中型電廠和35 -500 kV變電站。
1-2運行中的主要問題
(1)干涸發(fā)熱。手感即可發(fā)現(xiàn)，某些電池較同組 的其他電池溫度偏高，即說明內(nèi)部已開始失水干涸。 同時內(nèi)阻增大、放電容量下降，充不進電。此種現(xiàn)象 約占失效電池的37. 8% o
(2)端電壓偏低。如12 V電池，端電壓只有 9.2 V以下(正常應(yīng)為12. 6 V以上)；2 V的端電壓只 有1.6V以下，與同組其他電池相比有明顯差異，此類 電池約占失效電池的43.3%。
(3)放電容量不足。如某組電池(105只x2V)投 運3個月后測試,24只電池的容量已不足額定容量的 80%,最低的只有額定容量的20% o放電容量達不到 &)%的額定容量,約占故障失效電池的97.8% o
(4)漏液。有的電池剛投運不久即發(fā)現(xiàn)漏液,有的運 行1 ~2年后才漏液。此種電池占故障失效電池的28.5% o
(5)內(nèi)阻增大。如Z廠1996年投運一組J廠生產(chǎn)的 1 000 Ah的免維護電池,1998年檢測發(fā)現(xiàn)有4只電池內(nèi)阻 達到平均值(L39mn )的4倍以上，最大的為18.7mQo凡 是干涸發(fā)熱、端電壓偏低和放電容量不足的電池，其內(nèi)阻均 不同程度地增大(達到平均值的150%以上)。
（6）爆炸。運行在浮充電狀態(tài)下的電池突然發(fā) 生爆炸，此種情況占故障電池的7.8%。某變電站一 次4只電池同時爆炸，事后檢查發(fā)現(xiàn)，電池極柱開斷, 板柵連接處有許多直徑1mm左右的針孔.原因為板 柵和連接條材料不一致，板柵為Pb - Ca合金，連接 條、極柱為Pb-Sb合金。
1.3使用壽命
在松下電池充足電的情況下，放電容量是判斷電池壽 命的主要依據(jù)。松下蓄電池壽命與制造質(zhì)量(包括材料、工 藝)、初充電質(zhì)量和運行工況有關(guān)，免維護電池更為敏 感。常規(guī)的固定式鉛酸電池，使用壽命在年以上。 免維護電池廠商為了適應(yīng)用戶要求，在推銷宣傳時稱 其壽命可達10年甚至20年以上，
有的抄用國外廠商的 宣傳數(shù)字，但實際情況相差甚遠。即使使用電池廠配 套提供的充電裝置、嚴格按廠家規(guī)定的條件運行,12V電池的壽命不足3年;2V電池的壽命不足7年。因此,山西電網(wǎng)1997年以前裝用的12V電池和1995年以前 裝用的2 V電池均因失效或故障而更換，有的已多次更 換。免維護電池壽命低是其通病，
舉例如下：
(1)忻州110 kV原平變電站。1994年8月投運 一組K廠生產(chǎn)的150 Ah電池(19只x 12 V)。1996年 5月~9月先后有9只電瓶干涸發(fā)熱，喪失容量。實 際運行時間僅為1.75-2年。
(2)晉中220 kV綿山變電站。1995年投運一組 SH廠生產(chǎn)的375 Ah電池(108只x2 V) ,1998年10 月起,先后發(fā)現(xiàn)部分電池內(nèi)阻增大、漏液、放電容量不 足,且充不進電。實際運行時間僅為3年。
(3)朔州110 kV城西變電站。1998年投運一組 大力神電池，投運后僅幾個月，多只電池爆炸損壞。
2故障原因分析
2.1制造質(zhì)問題
松下蓄電池因制造質(zhì)量發(fā)生的問題，主要原因是:
①密封劑材質(zhì)或工藝不良，導(dǎo)致電池滲液。
②安全閥質(zhì)量低劣，造成過電壓時不能開啟引起爆炸或開啟 后不能自動關(guān)閉，引起失水干涸。
③設(shè)計不合理。如板 柵和連接條采用不同材質(zhì),腐蝕使連接條出現(xiàn)針孔，引 起斷裂和爆炸。
④初充電質(zhì)量不良。免維護蓄電池與 常規(guī)鉛酸電池不同，后者在安裝現(xiàn)場注液進行初充電； 前者則在制造廠進行初充電。初充電質(zhì)量(包括初充 電電流大小、充電時間、充入電量、充放電次數(shù)等)直接 影響著電池的容量和壽命。
⑤電池出廠時未進行篩選 匹配,致使單體電池間內(nèi)阻、端電壓和容量差異偏大。
2.2運行維護問題
“免維護”是指無需加水，并不是無需一切正常的 維護工作。如定期測定內(nèi)阻和檢查放電容量，測定單體電池的浮充電壓和溫 度、檢查安全閥狀態(tài)及電池有無滲漏液并用干布清潔 電池還是必不可少的。電池滲液會沾染塵土雜質(zhì)，不僅加大自放電，甚至會引起短路，造成火災(zāi)事故。了解松下電池內(nèi)阻和端電壓艮重要，在浮充狀態(tài)下光看端電壓 往往不能準確發(fā)現(xiàn)蓄電池缺陷，最好在沖擊放電時觀察 單體電池端電壓，則可發(fā)現(xiàn)欠電壓甚至反擊性電池，對及 時發(fā)現(xiàn)落后電池并加以正確處理也很重要。
2.2.1 交接驗收問題
新裝的松下蓄電池，除初充電在制造廠完成 外，其他測試項目應(yīng)當按國際《施工驗收規(guī)范》進行。 如放電容量試驗、單體電池端電壓和內(nèi)阻測定等。
目前許多單位管理不力，未按《規(guī)范》要求驗收試 驗。因此運行中出了問題，無法正確分析原因，無法判斷是制造廠的責任還是運行維護的責任。
2.2.2充電裝置問題
由于松下蓄電池是貧液式結(jié)構(gòu)，不允許過充電 造成水分損失，故充電裝置必須穩(wěn)定可靠。具有定時 恒流、限流恒壓、溫度補償、自動轉(zhuǎn)換等功能。太原某nokV變電站曾因充電裝置內(nèi)部原件損壞，喪失限流 恒壓功能，使電池過充電，導(dǎo)致多只電池爆炸。
3 改進建議
松下蓄電池出廠時，應(yīng)進行篩選匹配。2V電池的單體浮充端電壓不高于平均值0.2V,不低于平均值0.1V。
(1)單體電池內(nèi)阻不得大于平均值25%
(2)交接時，制造廠應(yīng)向用戶提供初充電及充放電記錄。有條件的用戶應(yīng)派專業(yè)人員參加廠家的初 充電工作。投運前，制造廠商應(yīng)給用戶提供進行放電容量試驗的方便條件。目前一些廠商不同意用戶在 現(xiàn)場進行放電容量考核是不對的。
(3)免維護電池投運后，任何情況下單體端電壓 均不能超過2.4 V。
(4)運行中涂定期測試外，應(yīng)做好清潔維護和 巡視檢查。
(5)配用性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠的充電裝置。常規(guī) 固定式電池用的充電裝置，一般不適用于閥控蓄電 池。充電裝置的性能應(yīng)定期試驗。充電裝置內(nèi)部原 件損壞時，應(yīng)發(fā)出聲光報警信號。
4需研究探討的問題
(1)盡量避免選用12V電池。12V電池由6個單元組成，裝于同一殼體內(nèi)。其中一個單元發(fā)生問 題,整個電瓶報廢，且出廠時和運行中均無法檢測單 元電池的情況。
(2)松下蓄電池運行中不加水是其基本特點，但 失水干涸是其失藪的基本原因。是否可定期少量注 水,應(yīng)進行研究。由可以肯定：一旦發(fā)現(xiàn)干涸發(fā)熱，再加水是不耙作用的。
(3)要正確對待免維護電池的壽命問題。12 V 電池定為3年、2 V電池定為7 ~8年比較切合實際。 以較低(與常規(guī)電葡比較)的壽命換取免維護或少維 護還是值得的。
不要迷信國外，盲目選取進口產(chǎn)品。國外對閥控蓄電池的可靠性、熱失控、低壽命早就有異議，可見國外的免維護電池也存在和我們相同的問題。