风电机组变桨蓄电池电压故障分析-第3页-北极星风力发电网

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3、蓄电池故障机理：

3.1蓄电池工作原理

阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理，基本上沿袭于传统的铅酸蓄电池，它的正极活性物质是二氧化铅(PbO2)，负极活性物质是海绵状铅(Pb)，电解液是稀硫酸(H2SO4)，其电极反应方程式如下：

正极：PbO2+H2SO4+2H++2e-←→ PbSO4+2H2O

负极：Pb+ H2SO4←→ PbSO4+2H++2e-

整个电池反应方程式：Pb+ PbO2+2H2SO4←→ 2PbSO4+2H2O

普通的铅酸蓄电池在充电过程中，正极析出氧气，负极析出氢气：

正极：H2O→1/2O2+2H++2e-

负极：2H++2e-→H2

3.2 从上面反应式可看出，充电过程中存在水分解反应，当正极充电到70%时，开始析出氧气，负极充电到90%时开始析出氢气，由于氢、氧气的析出，如果反应产生的气体不能重新复合利用，电池就会失水。

电池的工作过程是一个化学反应，化学反应需要产生热量，失水是电池散热的一种方式。

3. 3电池失效机理

3.3.1 电池失水

铅酸蓄电池失水会导致电解液比重增高、导致电池正极栅板的腐蚀，使电池的活性物质减少，从而使电池的容量降低而失效。

铅酸蓄电池密封的难点就是充电时水的电解。当充电达到一定电压时(一般在2.30V/单体以上)在蓄电池正极上放出氧气，负极上放出氢气。一方面释放气体带出酸雾污染环境，另一方面电解液中的水分减少，必须隔一段时间进行补加水维护。

阀控式密封铅酸蓄电池均加有滤酸垫，能有效防止酸雾逸出。但密封蓄电池不逸出气体是有条件的，即：电池在存放期间内应无气体逸出;

充电电压在2.35V/单体(25℃)以下应无气体逸出(25℃时，12V电池充电电压14.1V以下无气体逸出);

放电期间内无气体逸出。

但当充电电压超过2.35V/单体时就有可能使气体逸出。因为此时电池体内短时间产生了大量气体(氢气、氧气)来不及被负极吸收，压力超过某个值时，便开始通过单向排气阀排气，排出的气体虽然经过滤酸垫滤掉了酸雾，但必竟使电池损失了气体(水)，所以阀控式密封铅酸蓄电池对充电电压的要求是非常严格的，不能造成过充电。

变桨蓄电池组所使用电池(Pansonic 、 LC-P127R2P1 、12V、7.2AH)单只电池充电电压不应该高于14.1V (2.35V * 6=14.1V)，高于14.1V 充电将导致电池有气体逸出，电池失水、电解液比重增高，正极栅板腐蚀，电池的活性物质减少，电池的容量降低而失效。

在线监测系统监测数据已经监测到的充电电压值达到16. 26V，超过铅酸蓄电池充电电压上线的1.15倍，势必加速电池容量降低、加速电池失效。

3.3.2 正极板腐蚀。

由于电池失水，造成电解液比重增高，过强的电解液酸性加剧正极板腐蚀，使正极板孔隙率增高，电解液相对变少，极板活性物质变少，电池容量变低。防止极板腐蚀必须注意防止电池失水现象发生。

变桨蓄电池组也存在正极板腐蚀。过高的充电电压导致电池失水，一定会引起正极板腐蚀。

电池流液现象正是因为充电电压高的原因引起的。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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