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变电站蓄电池作为直流系统的后一道防线，在交流电故障状态下，能够可靠地为站内重要的一二次设备提供电源。**安全装置正确动作，是**电网安全运行的重要条件。目前大部分变电站使用的是阀控式铅酸蓄电池，在经过5～8年的使用后，会出现容量下降、内阻增大并终失效的情况。
变电站使用的操作电源电压等级高，往往是由几十个甚至上百个电池单体串联后组成相应电压等级，也意味着任何一个单体异常，均会导致整个蓄电池组性能急剧下降。特别是当单体开路时，会导致整个蓄电池组失效，终导致严重的变电站事故。
由于蓄电池本身的设计、生产及使用维护等原因，蓄电池失效报废的情况时有发生，然而由于阀控式铅酸蓄电池内部处于密封环境，无法定期对电池的内部状况进行检视，使得阀控式铅酸蓄电池存在更大的隐性开路风险。国内多起变电站事故，都与直流系统有关，而蓄电池就是直流系统中的薄弱环节。
2013年3月南方电网某电网公司220kV变电站交流停电，出现蓄电池组无法提供直流电源的故障，造成事故扩大，后对故障电池解剖，发现内部有断裂开路的现象。2015年1月某35kV变电站在一次常规的定期切换试验中，发生蓄电池开路故障，引起全所直流母线失压，全部保护退出运行。
2015年9月国家电网某220kV变电站因大雨造成交流停电，因蓄电池组容量不足，在处理故障的过程中，使直流母线失压，对故障电池解剖后发现内部负汇流排与负极柱处断裂明显，腐蚀严重。
变电站直流系统蓄电池长期处于浮充运行的工况，电压巡检仪上报出的电压过高信息可能是由电池过充造成的，难以从电压在线监测上发现开路电池。电池离线检测能够通过开路电压、内阻等初步判断电池是否开路，但是变电站电池离线检测只能周期性地进行，多一个季度检查一次。两次检测之间的间隔时间越长，电池在此期间出现电池开路的风险越大。
本文分析了变电站蓄电池内部开路的主要原因，并提出了目前针对电池开路检测的主要方法及预防措施，为变电站蓄电池开路的预防提出建议。
1 蓄电池开路的主要原因及检测方法
1.1 接条开路及其检测方法
如果电池在使用过程中出现部分连接点出现腐蚀氧化等现象，就会造成开路。例如，在安装时没有拧紧连接条的螺丝，使得连接条电阻增大，时间久了就会烧坏连接条，造成开路；蓄电池所处的环境造成蓄电池连接条被腐蚀，时间一长便会造成开路；长时间未对蓄电池进行检查维护，连接条老化断开也会使蓄电池开路。连接条开路之**般会有一个渐变的过程，若变电站维护人员定期对蓄电池组进行目视检测、卫生打扫等作业，则比较*发现。
1.2 蓄电池开路原因及检测方法
正常2V 300AH电池单体内阻一般在0.5m 左右，在放电过程中因电池内阻产生的反向端电压很小，内阻越大，反向端电压越大。正向端压降逐渐增大，当单节电池的内阻增加到一定值时，电池的正向端电压几乎为0。若内阻的进一步增大，则会产生反向电压，从而影响蓄电池组的对外放电，导致电池组无法提供满足负载供电的电压，造成无可挽回的损失。
阀控式铅酸蓄电池一旦开路失效，电池往往就会出现正极板栅腐蚀、失水、热失控、负极板汇流排腐蚀、硫酸盐化等故障，这些故障均会导致蓄电池的内阻变大。
（1）蓄电池失水及热失控
失水是阀控铅酸蓄电池特有的故障，在使用过程中，浮充电压过高，充电电流过大，会使氧复合反应效率降低，内部压力增大，气体排出导致水分损失。此外，蓄电池室温偏高、排气阀开起压力过低和外部气压低等，也会加快蓄电池失水速度。
当蓄电池内部缺水时，会降低参与电化学反应的离子活度，导致蓄电池内阻加快上升。而蓄电池组在充电电流、温度以及失水等多重作用下会发生累积性的增强作用，终导致热失控，使蓄电池发生不可逆的损伤。
（2）负极板硫酸盐化
如果蓄电池组长期处于欠充状态或者在半放电状态下长期储存，就会致使负极板上的活性物质硫酸铅再结晶而形成坚硬而粗大的硫酸铅。如果硫酸铅短时间内不能在电池内部发生化学反应，就会使硫酸铅失去活性，以后将不能再参与化学反应。粗大的硫酸铅结晶附着在活性物质的微孔上，阻止硫酸溶液深入与电流传输，使蓄电池内阻变大，导致蓄电池充放电性能严重恶化。
（3）正极板栅腐蚀
在浮充过程中，由于氧气的再化合作用，使得整机板栅的电位比流动电解液电池中的电位高，正极板栅处于较高的酸性环境中，*使正极板栅受到腐蚀，正极板栅腐蚀是限定电池寿命的重要因素之一。运行过程中蓄电池失水或环境温度过高会进一步提高蓄电池内部的电解液比重，加快蓄电池正极板腐蚀的速度，使较板活性物质相对腐蚀前变少了，终导致蓄电池容量变低。
（4）负极汇流排断裂
由于负极发生氧复合反应，负极汇流排处呈碱性环境，使得金属铅不断被腐蚀而形成硫酸铅，当正极板栅受到腐蚀时，正极上的析氧反应加剧，使负极氧复合反应增大，加剧了负极汇流排的腐蚀速度，而电解液的失水增加了氧气的传递通道，加剧氧复合反应，同时也增加蓄电池热失控的风险。
由上述分析可以发现，蓄电池失效的原因往往都不是独立存在的，而是相辅相成，并终都会导致电池内阻增大，容量下降。通常对于电池内阻逐渐增大的电池，可以通过日常的电压、内阻、核容等检测方式检出。变电站目前蓄电池配置都会有足够的冗余，即使容量下降至80%，也还能够支撑负载用电。
但是，正极板栅腐蚀导致的板栅断裂隐患以及负极汇流排腐蚀导致汇流排断裂的情况具有一定的突发性，在正常的电压、内阻、0.1C核容放电的条件下，其电性能值基本能保持正常，一旦交流失电、变电站前期需要较大电流供电时，已严重腐蚀的汇流排就会被烧断，引起蓄电池组开路，彻底失去应有的功能。
在蓄电池放电的瞬间，电池内阻的影响会产生电压跌落，包括充满电解液的隔膜电阻、板栅的欧姆电阻、活性物质电阻，以及固-固、固-液接触面和电解质电阻。当蓄电池的内部性能发生变化时，其内阻的变化可以通过电压跌落的特征曲线来表征，放电电流越大，电压偏差值也越大，其特征曲线也会更加明显。

1.全充全放制。即风机集中安装，集中充电，蓄电池分散到户，每户两块蓄电池轮换使用。
风力发电是受风制约的，尤其是对小型风机更为明显。在村内风小，风机必须集中安装在村外，架线又有困难的农村、浩特，适合采取这种方式。风机可以架设在风能较佳的场地上，得以充分利用风能。蓄电池轮换使用能**满充满放。缺点是：
①所需蓄电池较多，增大投资和电度成本。
②蓄电池使用效率较低(约40%左右)。
③蓄电池的充放电轮换频繁，使用寿命较短。
④经常来回搬运蓄电池给用户造成麻烦，且*碰坏蓄电池;搬运不慎，电解液*外漏，会造成蓄电池缺液或烧坏衣服。
2.半浮充电运行方式。就是风机(直流发电)和蓄电池并联供电的工作方式。不用电时(白天)，由风机发电向蓄电池充电;无风时，由蓄电池向负载供电;有风时，由风机发电浮充蓄电池并供电。这种方式多用于单机1~3户使用，配置的每只蓄电池容量较少，投资也相应减少。采用半浮充制蓄电池的寿命一般此全充全放制长些，蓄电池的使用效率约50%左右。
3.全浮充制。把蓄电池集中安装在充电间，将电池组和风力发电机并接在负载回路上，使蓄电池常期处于小电流充电中。风机在向负载供电时，风速波动引起的电压波动，通过蓄电池组起到了稳定作用，**了正常供电。这种运行方式电池使用寿命比以上两种方式都长，而且所需的蓄电池容量大为减少，电能效率提高，简化了电池维护，整个供电设备效率可达到60-70%.察右后旗韩勿拉风力发电站就是采用这种方式进行工作的。

双登蓄电池循环充放电的要求
双登蓄电池在使用的过程中严禁出现电池深度放电现象，应使双登蓄电池放电后对双登电池进行电量的补充，在这之前必须要有与之合适的充电器匹配。但现实中，双登蓄电池离散与充电器的充电性能及充电的快慢相互的制约，所以在选择充电器时应选用电压比较大点的，过充电的现象也会时常的出现。尤其是双登电池在晚间充电时，充电线想要控制在8小时左右，若是浅放电，其充电很快就会到达末期，这时充电效率变低，会产生过充电。多次充电出现过充以及单日充电次数过多，会对双登蓄电池的充放电性能及寿命带来很大的影响。
随着世界能源的结构双登蓄电池朝着绿色方向发展，新能源用双登蓄电池也将成为新的市场利润增长点，比如风能、太阳能等项目的光伏双登蓄电池需求量每年都在快速递增，开发相关领域的技术未来都将是一笔不小的财富。
双登蓄电池以其成熟的技术、稳定的性能、低廉的、**高的性价比等优势，成为电池领域的主力军。据不完全统计，截止到2010年我国铅酸电池生产企业已接近3000家，年产能约1亿万千伏安时，销售总额达800多亿元。中国已发展成为**铅酸蓄电池的生产基地，铅消耗量每年达到230多万吨，已**过美国排在世界**。
新能源汽车的发展，也带来了锂离子电池的发展，甚至有人认为锂离子电池将有可能代替铅酸电池成为电池的主流电池。但事实证明，由于锂离子在技术和应用环节上较铅酸蓄电池相差甚远，注定只能是配角地位。

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