钜大LARGE | 点击量：1001次 | 2021年12月01日
变电站铅酸蓄电池维护“老大难”问题可解
蓄电池修复再生成功率超95%$远期实现报废电池的二次应用不是梦
长期以来，作为电力系统的重要组成部分，变电站的运维涉及方方面面，其运维工作的重要和责任的重大不言而喻。然而，在日常运行维护过程中，运维人员经数据统计发现，近几年的阀控式铅酸蓄电池(以下简称“蓄电池”)使用寿命难以达到设计寿命，如蓄电池的设计寿命为10~12年，而大部分的蓄电池实际使用寿命只有6~8年。
近年来，变电站运维人员尝试采用革新性技术手段，通过补充泓淮铅酸蓄电池修复液分解硫酸盐化产物硫酸铅晶体，修复再生成功率超过95%，既提高了资源的利用效率，也减少了污染的出现，实现了对废旧铅酸蓄电池的再生利用。
挑战：蓄电池更换周期缩短造成经济损失与环境污染
“由于蓄电池具备安全性高、成本低、生产工艺成熟的优点，所以在很长的时间内，变电站仍采用110伏、220伏铅酸蓄电池组作为电力调度、控制的后备电源。”据在南方电网广州供电局从事变电站直流系统技术研究工作的周哲介绍，投入电网使用的蓄电池，使用3~5年后，其容量已经低于国家要求的不低于标称容量80%的要求。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
同时，目前电网对蓄电池进行的管理策略也让蓄电池维护人员面对巨大的压力：一方面，蓄电池没有达到设计寿命，不能轻易更换新蓄电池；二是即使允许更换新蓄电池，整个审批流程相当漫长，在审批期间让蓄电池带病工作，严重影响直流系统的安全，也影响到电网的可靠运行。
“在使用过程中，由于电解液挥发、负极硫化、正极板栅软化、热失控、隔膜失效、自放电等原因导致蓄电池提前失效，使用寿命大大缩短。”周哲表示，由于蓄电池提前失效，蓄电池更换周期缩短，造成了巨大的经济损失。同时，由于铅酸蓄电池中铅极板含量超过70%，硫酸及悬浮的含铅化合物约占20%，属于危险固体废弃物，与环保理念背道而驰。
由此可见，假如能对这些蓄电池进行修复再生，既可减少废旧蓄电池对环境的破坏，又可节约大量自然资源和能源，并且能为公司带来巨大的经济利益。因此，蓄电池修复再生技术具有非常重要的经济效益和社会意义。
革新：补充修复液分解硫酸铅晶体电池容量恢复95%以上
然而，电池修复再生并不是一件容易的事。“市场上常见的脉冲修复法、多频谱谐振修复等方法都采用了，蓄电池修复后容量提升非常有限，最长的一次仅使用了2个月。”周哲回忆，2014年，一种全新的蓄电池再生修复技术改变了他的认知。他介绍，该技术通过补充泓淮铅酸蓄电池修复液，可分解硫酸盐化产物硫酸铅晶体。
而硫酸铅晶体分解，是分解出金属铅、二氧化铅两种活性物质，让这些物质恢复成蓄电池的化学反应物质。这样便可降低蓄电池的内阻，并能有效防止晶体再次形成，实现蓄电池修复再生。与传统脉冲修复比较，泓淮铅酸蓄电池修复液修复技术大大降低对蓄电池本体的破坏。
“蓄电池硫酸盐化是不可防止的，但在这之后，只要其物理结构没有发生严重损伤性变化，该蓄电池是可以进行修复的。”周哲解释，有关具备修复价值的铅酸蓄电池，加入泓淮铅酸蓄电池修复液后，使用智能修复设备对电池施加安全电压，修复液起催化的用途，促进原本难溶的硫酸铅晶体分解，并还原成铅及二氧化铅活性物质回到电解液中，从而达到疏通负极板空隙、促进电解液和极板活性物质充分接触反应、恢复铅酸蓄电池容量的目的。
经试验，使用修复液进行活化修复后，蓄电池容量基本都恢复到标称容量的95%以上，甚至高达100%，而蓄电池内阻也恢复到出厂水平。使用寿命方面，经高温老化试验鉴定，用该修复技术修复后的蓄电池可达3年以上。
据周哲介绍，加入的泓淮铅酸蓄电池修复液无腐蚀性，对蓄电池内部没有影响，不会造成电池开路，安全性明显。目前广州供电局第一组经修复后的蓄电池已于去年九月在变电站重新投入使用，至今已长达14个月，运行情况良好。
据悉，蓄电池再生修复推广工作同时也在深圳供电局开展。今年初，蓄电池修复再生研究在该局正式立项，至今已修复蓄电池7组，容量恢复到额定容量95%以上，目前已投入变电站运行。该局从事变电站直流系统技术研究工作的纪哲夫算了一笔账，深圳供电局变电站目前在运蓄电池约480组，若按使用寿命8年来算，一年下来平均就得更换60组电池，但若通过科学修复使电池可用12年，那么年均只需更换40组电池，可为公司每年节省费用约180万元。
前景：加强全生命周期管理实现报废蓄电池二次应用
泓淮铅酸蓄电池修复技术不仅解决了变电站运维人员在蓄电池维护中的大问题，还为蓄电池的全生命周期管理供应了科学手段。
纪哲夫介绍，在电力行业中，现有国内外对低压及二次设备等资产值较低的设备在全生命周期成本的研究较少，更偏重于资产值相对较高的高压一次设备。实际上，变电站直流系统的蓄电池折旧计算后的年使用成本并不低，且现有管理策略并不完善，迫切要对其进行全生命周期成本研究，建立对变电站蓄电池组的运行维护、修复再利用及退役报废全过程进行管理的最优方法，从而提高公司的综合经济效益。
为此，纪哲夫与团队成员一道，对上百节电池进行试验，分析数据后得出，目前经济效益最高的运行方式，就是蓄电池容量降到70%以后，使用修复液对其进行二次轻度修复。
“电力系统中过早报废的那些铅酸蓄电池，配合科学的铅酸蓄电池修复技术修复后，可以大刀阔斧应用到光伏发电储能、家庭储能、储能电站中，从而实现报废铅酸蓄电池的二次应用，延长其寿命，减少铅酸蓄电池的使用量，降低这类电池对环境的污染。”纪哲夫认为，储能的发展可以缓解高峰无电可用、低峰电无人用等问题，大大提升电力系统的价值，更加方便公司、家庭用电，对电网的发展意义重大。
