与防酸隔爆式蓄电池相比,阀控蓄电池有以下特点:
(1)固定的电解液,增进氧气从正极向负极的扩散。
(2)内部密封结构和自动开关的安全阀。蓄电池在内部压力下工作,以促进氧气的再化合。蓄电池内部压力增加到一定程度时,安全阀自动打开排气;而当气压将低到规定限度以下时,安全阀自动关闭。
(3)改进的板栅材料。阀控蓄电池的正极板用高纯度的铅锑合金制成,负极板用高纯度的铅钙合金支撑,这样的结构可减少电腐蚀的程度
(4)较坚硬的外壳。由于阀控蓄电池的外壳要承受一定的内部压力,故外壳采用高强度耐压防爆的材料制成,使得外壳更加坚固耐用。
(5)不需加水、补酸。阀控蓄电池的阀控密封结构和内部的氧循环机制使得其电解液损失小,在使用期间无需加水、补酸。
(6)安装占用空间小,可分层安装在电池架上或电池屏内。
(7)对环境污染小。运行期间酸雾和可燃气体逸出少。
(8)对使用环境要求较高,受环境温度影响大。
4 失效的机制
有些用户认为阀控蓄电池是免维护电池,厂家也有类似的误导宣传。阀控蓄电池特有的氧复合机理和阀控密封的结构,虽然在一定程度上减少了它的维护工作量,但使得其比防酸隔爆蓄电池在可靠性和鲁棒性上有所下降,更容易受环境的变化、使用条件等因素的影响。过充、过放、渗液、环境温度过高、浮充电压过高等因素对阀控蓄电池的健康影响更大。
3)均衡充电
频繁进行均衡充电都对蓄电池组不利,具体应遵守制造厂的规定,还需要结合蓄电池组的运行状况,对其当前状态进行评估后,确定是否应进行均衡充电。不建议将直流系统的均衡充电设置为三个月自动进行。
对个别落后的蓄电池,应对单电瓶进行均衡充电处理,使其恢复容量,若处理无效,应更换。不宜采用对整组蓄电池进行均衡充电的方法处理个别落后蓄电池,防止多数正常电池被过度充电。
4)不一致性及其改善措施
蓄电池的不一致性是指同一规格型号的单体蓄电池组成电池组后,其电压、荷电量、容量及其衰退率、内阻及其随时间变化率、寿命、温度影响、自放电率及其随时间变化率等参数存在一定的差别,其对外表现为串联使用时的单瓶浮充电压的差别。蓄电池即使成组前经过筛选电池的一致性较好,经过一段时间的使用后也会出现差异,其不一致性随着其单瓶浮充电压的差别增加而逐渐加重,呈现恶性循环,从而造成整组蓄电池寿命的下降。造成蓄电池不一致的原因主要由电池及电池组设计引起的差异、初期性能的差异、使用过程中出现的差异等。
传统的改善蓄电池一致性的方法是整组均衡充电,这种均衡的代价是对电压高的蓄电池造成损害,尤其是阀控蓄电池因其贫液结构,易产生失水、热失控等现象。对均衡充电的改进的方法是进行单瓶的均衡充电维护,有一定的效果,但缺点是需要将蓄电池退出系统,操作费时费力且无法根本解决问题。目前解决运行中蓄电池不一致较先进的的方法是蓄电池的主动均衡技术,其原理是在蓄电池组加装均衡器,通过外回路来强制将单瓶的充电电压差控制一定范围内,对2V的蓄电池一般控制在lOmV内。
5)阀控蓄电池的在线监测
由前面的讨论可知阀控蓄电池的失效模式比常规电池多,因此对其进行监测的必要性也更加迫切。监测装置对阀控蓄电池的温度、电压过高,充电电流过大,个别电池短路、深度放电时个别电池电压过低等重要故障应能及时检测并发出告警,以便及时采取措施。随着蓄电池在线维护技术的发展,蓄电池监测系统逐渐融合了对蓄电池的维护功能,例如对蓄电池进行容量测试、在线对蓄电池组进行单瓶的内阻测量、蓄电池的主动均衡等。
7 结束语
影响阀控蓄电池寿命的因素有很多,主要因素是温度和充电方式。了解阀控蓄电池失效的原因和影响其寿命的主要因素,便于我们根据阀控铅酸蓄电池的特点,针对影响阀控蓄电池使用寿命的主要因素,不断提高维护的水平。通过检测和维护,早期诊断来预防阀控蓄电池可能出现的故障,提高变电站直流系统的运行可靠性。