某110KV變電站直流電源系統(tǒng)在運(yùn)行3年后蓄電池一致性逐漸變差，此現(xiàn)象具有普遍性，蓄電池組單體電壓最大偏差值達(dá)到0.234V，超過(guò)充許范圍。

隨著時(shí)間的推移，將進(jìn)一步加深蓄電池參數(shù)的不一致性，過(guò)充將導(dǎo)致電池失水、電解液干涸，并且存在蓄電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)；欠充除會(huì)導(dǎo)致蓄電池自身容量不足外還會(huì)導(dǎo)致蓄電池極板硫化結(jié)晶而失去活性導(dǎo)致不可逆反應(yīng)，出現(xiàn)這種情況后如果沒(méi)有人為干預(yù)持續(xù)運(yùn)行，將導(dǎo)致蓄電池容量下降直至損壞。

二、故障分析原因

1、系統(tǒng)組成

該站直流電源系統(tǒng)采用單母線(xiàn)接運(yùn)行方式，配置1組蓄電池，配置108只2V200Ah蓄電池。配置1組充電裝置。

2、故障描述

1）外觀檢查情況。蓄電池外觀正常，無(wú)漏液、變形等情況。

2）故障原因分析

1）在串聯(lián)狀態(tài)下的蓄電池組雖然充放電電流是一致的，但由于各單體電池會(huì)因生產(chǎn)線(xiàn)制造工藝精度或配組控制精度問(wèn)題產(chǎn)生很細(xì)微的差異（不是質(zhì)量或工藝有問(wèn)題），導(dǎo)致每只蓄電池實(shí)際參數(shù)不可能完全一致，如自放電率、容量、內(nèi)阻等性能。

2）隨著直流屏系統(tǒng)使用年限的增長(zhǎng)，蓄電池一致性逐漸變差，這些細(xì)微的差異隨著時(shí)間的積累（如一年以上）就能達(dá)到相當(dāng)?shù)乃?，比如自放電率較低的一些電池已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)了較嚴(yán)重的過(guò)充（最高電壓達(dá)到2.480V），已經(jīng)超過(guò)蓄電池均充電壓，自放電率高或容量稍大的電池出現(xiàn)較嚴(yán)重的欠充（最低電壓2.0144V）最大電壓偏差0.234V，超出±0.05V充許范圍。

三、蓄電池均充方式探討與防范措施

1、蓄電池均充方式探討

1）定期均充（提高充電電壓的強(qiáng)充方式）。定期均充會(huì)使欠充電池得到一定的電量補(bǔ)充，蓄電池內(nèi)部得到一定活化，但對(duì)于已經(jīng)過(guò)充的部分電池，電壓會(huì)迅速大幅升高，導(dǎo)致充電電流迅速下降，這就造成欠充的部分電池實(shí)際補(bǔ)充的電量很有限，但對(duì)于本來(lái)就已過(guò)充的電池卻又帶嚴(yán)重的過(guò)充傷害，可能導(dǎo)致電池失水、電解液干涸，熱失控等情況，嚴(yán)重影響電池使用壽命，所以這種方法不是理想的解決方案。

2）智能自主均衡技術(shù)。由于蓄電池個(gè)體微小差異的存在，并且差異各不相同，很難靠人工方式定期檢查維護(hù)。蓄電池智能自主均衡技術(shù)是當(dāng)前一種新型蓄電池管理方式，實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)每只蓄電池單體電壓，在線(xiàn)維護(hù)電池組中每只電池電壓均保持一致（±0.05V 以?xún)?nèi)），完全避免蓄電池組出現(xiàn)單體過(guò)充和欠充的情況，即可徹底消除因單體電池電壓不均衡對(duì)電池壽命和容量導(dǎo)致的嚴(yán)重傷害，讓蓄電池組中每只電池都始終工作在設(shè)計(jì)最佳的工作狀態(tài)，從而提高直流電源系統(tǒng)的運(yùn)行安全性，從而提高直流電源系弘的運(yùn)行安全性，使電池的正常使用壽命接近于蓄電池的設(shè)計(jì)壽命。

蓄電池均衡管理分為三種策略，即浮充策略、均充策略和放電策略。

1）蓄電池浮充策略  均衡管理以模塊為單位，每個(gè)模塊管理6節(jié)電池，此策略中是優(yōu)先充電的。判斷依據(jù)首先找出些模塊中最高電池電壓和電低的電池電壓，然后計(jì)算出最高電壓和電低電壓與系統(tǒng)中單體電池平均電壓之間的差值的絕對(duì)值。

如果高出部分與低出部分相當(dāng)?shù)那闆r下是優(yōu)先充電，因?yàn)樾铍姵亟M是以整組進(jìn)行浮充，當(dāng)電壓較低的電池因充電而電壓升高后，那么對(duì)于過(guò)充而電壓高的電池自然就會(huì)下降，因?yàn)榭傠妷菏且欢ǖ?，再者?duì)欠充電池充電對(duì)電池本身是有百利無(wú)一害的。

如果出現(xiàn)電池電壓高出部分明顯較大情況下，就會(huì)啟動(dòng)對(duì)電壓高的電池進(jìn)行平衡電阻分流的方式來(lái)平衡浮充電流，使蓄電池電壓因浮充電流的減小而下降，依次循環(huán)執(zhí)行判斷，最終使蓄電池組中的單體電壓都達(dá)到一致（±0.05V以?xún)?nèi)），實(shí)際在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中已經(jīng)能達(dá)到最高電壓與最低電壓之間壓差在6mV以?xún)?nèi)，即這就是一種非常理想的浮充電運(yùn)行狀態(tài)。

2）蓄電池均充策略。均充策略中是優(yōu)先平衡旁路電流的，只是比浮充策略的平衡旁路電流要大，可以達(dá)到0.8A以上，因?yàn)榇瞬呗允且员Ｗo(hù)電池、防止過(guò)充為主要目的的。

因?yàn)榫溥^(guò)程中充電電流是較大，一般在10A以上，所以當(dāng)容量小一些的電池已經(jīng)充滿(mǎn)時(shí)再去防止過(guò)充一般效果就很差了，因?yàn)殡娏鬏^大難以控制，所以必須是旁路平衡電路提前介入，較早參與到保護(hù)電池的序列，將大大延長(zhǎng)此策略保護(hù)電池工作時(shí)間，平衡更多的能量 ，有效地防止了電池過(guò)充，并且此策略也不會(huì)對(duì)電池導(dǎo)致任何傷害，因?yàn)榕月返钠胶怆娏魅縼?lái)源于充電裝置，只是提前就有效減小了將要過(guò)充電池充電電流，此電池將得到較少的充電量，自然也就減少了過(guò)充傷害，判斷依據(jù)是當(dāng)蓄電池組中單體平均電壓達(dá)到2028V以上的時(shí)候 均充策略自動(dòng)啟動(dòng)，此時(shí)找出此模塊中最高電池電壓和最低的電池電壓，然后計(jì)算出最高電壓和最低電壓與系統(tǒng)中單體電池平均電壓之間的差值的絕對(duì)值。

如果高出部分大于低出部分四分之一的情況下，就開(kāi)始啟動(dòng)對(duì)電壓高的電澉進(jìn)行平衡電阻分流均充電流，否則將對(duì)電壓較低的電池進(jìn)行充電，這與浮充策略大致是相同的。但是提高了平衡電路電流，并且大大提高了平衡控制電路工作的開(kāi)始工作點(diǎn)，對(duì)于電池過(guò)充保護(hù)來(lái)說(shuō)是非常必要的。

3）放電策略。放電過(guò)程中均衡技術(shù)默認(rèn)是關(guān)閉的，因核對(duì)性放電試驗(yàn)?zāi)康木褪且?yàn)證電池的真實(shí)容量和狀態(tài)，如果此過(guò)程不關(guān)閉均衡功能，將無(wú)法測(cè)試出各單體電池真實(shí)性能狀態(tài)。

2、防范措施

1）在直流屏中央監(jiān)控中設(shè)置合理的蓄電池均浮充管理參數(shù)，定期進(jìn)行均充活化整組蓄電池；

2）安裝蓄電池內(nèi)阻在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)個(gè)別落后電池及早發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行單節(jié)電池在線(xiàn)活化（可采用在線(xiàn)蓄電池活化儀活化）；

3）可加裝有智能蓄電池自主均衡功能的的蓄電池在線(xiàn)內(nèi)阻監(jiān)測(cè)均衡維護(hù)系統(tǒng)，可從根本上解決蓄電池均衡性差的問(wèn)題，保證蓄電池容量輸出。