[发明专利]一种具有去硫修复功能的变电站蓄电池核容装置及方法

说明书

本发明设计了一种具有去硫修复功能的变电站蓄电池核容装置及方法，其不仅可以实现蓄电池自动核容，并且利用核容试验的充放电过程实现个体去硫活化功能，令蓄电池单体处于最佳状态，解决硫化问题，确保蓄电池有效使用容量。

技术领域

本发明涉及蓄电池的技术领域，更具体地，涉及一种具有去硫修复功能的变电站蓄电池核容装置及方法。

背景技术

蓄电池组是变电站直流系统的重要组成部分，当变电站站用交流系统失压时，全站二次设备如继电保护、故障录波等将通过蓄电池组供电，因此蓄电池是直流系统的最后一道防线。目前变电站普遍采用阀控式铅酸蓄电池，蓄电池组中各电池单体的寿命、容量及运行性能一直是变电站重点关注对象，是变电站事故处理中的制约短板，在长久运行中存在以下问题：

1、蓄电池单体在出厂时无法保证每个单体参数均一致，因此单体差异决定各蓄电池单体在串联运行过程中存在充放电不均衡、部分单体欠充电、部分单体长时间过放电等问题，将导致蓄电池极板上生成一种坚硬且导电不良的硫酸铅粗晶粒，增大蓄电池内阻，降低容量，这种现象就是蓄电池形成“硫化”。

2、变电站站用蓄电池或通信用蓄电池均是将若干蓄电池单体串联成组，通过基于高频开关的直流充电机直接对整组蓄电池进行充放电控制，并通过蓄电池状态在线监测仪对每组蓄电池的端电压、温度等参数进行测量和监视，然而缺乏对蓄电池硫化的修复功能，蓄电池硫化问题一直得不到有效解决。

3、蓄电池组作为重要的直流系统设备，所有电池单体长期处于浮充电状态，只有根据管理规定对蓄电池开展核容试验，核容试验往往侧重于测试检查蓄电池组容量，放电和充电过程对蓄电池去硫程度有限。

4、蓄电池硫化现象将减少蓄电池正负极板上活性物质与电解液的接触面积，长期将不断增厚晶粒，蓄电池容量将大幅降低，现状中蓄电池因硫化问题而提前报废的案例愈加增多。

发明内容

供电企业现有的将整组蓄电池以整组控制的充放电运行方式下，蓄电池在浮充电时将无可避免地存在这种现象（供电企业的蓄电池99%以上的工作时间均处于浮充状态）：大部分单体处在浮充状态，而某个单体处在过充状态，某个单体处在欠充状态。而这种现象亦会无可避免地导致蓄电池组的电池容量降低，减少蓄电池使用寿命，甚至会导致核容试验不合格（实际容量80%*额定容量时即判断为核容不合格，此时需要对蓄电池进行更换）。就蓄电池单体而言，这势必引起硫化现象。

学术领域对硫化问题的研究较少，主要因为蓄电池硫化问题难以数学定量描述，因个体差异的问题，蓄电池的电阻特性本身存在差异，而在充放电的化学反应过程中内阻也时刻变化，硫化程度难以通过测量蓄电池内阻以精准确定。

另一方面，硫化问题是个长期性的运维积累问题，与蓄电池过去使用情况有关，不确定性因素导致目前缺乏有效的、针对性的解决方法。

现阶段蓄电池的去硫方法主要有以下几种：分别是水疗法、大电流充电法、化学法以及脉冲法。

水疗法就是稀释蓄电池中电解液，以提高硫酸铅晶体在电解液中的溶解度。该方法对可加水式结构的蓄电池十分有效，然而变电站大多采用阀控免维护式的铅酸蓄电池，该方法不可行，不利于保持蓄电池免维护封闭的安全特性。

大电流充电法就是对采用大电流充电让蓄电池处于微析气状态，利用析出气体冲刷极板表面的硫酸铅晶体，该方法析出气体容易把极板上的活性物质一起冲刷，因此只适用于轻微的硫化现象，同时大电流充电的控制要求高，一有不慎将导致蓄电池严重过充，不利于蓄电池稳定运行。

化学法与水疗法原理相近，区别在于要替换原电解液，并采用特定的化学溶剂专门溶解硫化晶体，去硫效果明显，然而与水疗法一样过程复杂，不适用于目前变电站采用的蓄电池类型。