龙口水电站位于黄河北干流托龙段尾部、山西省和内蒙古自治区交界地带，枢纽任务以调峰发电为主，对万家寨水电站进行反调节，兼顾防洪、防凌等。

龙口水电站220 V直流系统包括三部分：LS2-600蓄电池组、CSZT-220 V/120 A高频开关直流电源系统、NTT-30 kVA逆变电源装置。2组220 V蓄电池均为美国C & D（圣帝）Liberty1000系列阀控式密封铅酸蓄电池。

220 V直流系统蓄电池组在2016年经多次核对性充、放电试验，发现第1组蓄电池容量未达到额定容量的80%，根据《DL/T 724—2000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》中6.3.3条规定：蓄电池组若经过3次全核对性充、放电，容量均达不到额定容量的80%以上，可认为此组阀控铅酸蓄电池已到使用年限，应安排更换^[1]。因此对龙口水电站220 V直流系统第1组蓄电池进行了更新改造及容量试验工作。

更新改造选用的蓄电池为德国阳光A600系列固定型阀控密封式铅酸蓄电池，型号为A602/580，蓄电池容量为600 Ah（25 ℃），104节/组，单体电池质量39 kg，每节标准电压2 V，浮充电压2.23~2.27 V，均充电压为2.30~2.40 V，生产日期为2015年6月。

根据DL/T 724—2000、《DL/T 637—1997阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件》《GB 50172—2012电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范》《GB/T 19638.1—2014固定型阀控式铅酸蓄电池第1部分:技术条件》相关规定，于2016-10-29—2016-11-16对第1组蓄电池进行了更新改造施工^[2-4]。

开具发电厂电气2种工作票，核对安全措施无误后，开始工作。蓄电池室地面铺绝缘垫，佩戴绝缘手套，用铜制扳手先拆除蓄电池正负极电源线，而后顺序拆除蓄电池极间连接铜排。拆除正负极电源后用绝缘胶带缠绕包裹，拆下铜排做好标记并有序保存。

（1）先进行新电池支架安装中心位置定位，按照蓄电池生产厂家提供的电池支架安装图，安装第1层支架；

（2）确定第1层电池支架安装正确且稳固后，按顺序放置第1层蓄电池；

（3）进行第2层蓄电池支架安装；

（4）确定第2层电池支架安装正确且稳固后，按顺序放置第2层蓄电池；

（5）佩戴绝缘手套，用铜制扳手按顺序安装蓄电池极间连接铜排，最后完成正负极电源接线。工作负责人确认全部铜排及电源线连接牢固后，进行下一步工作；

（6）对该组蓄电池进行容量试验。

龙口水电站220 V直流系统包括两段直流母线，正常工况下，两段直流母线、蓄电池组及充电装置分段独立运行，220 V直流系统图如图 1所示。

图 1(Figure 1)

图 1 龙口水电站220 V直流系统图

（1）在蓄电池组充电前，调整蓄电池室内温度至25 ℃；

（2）检查直流母线运行情况，记录直流母线负荷电流，对蓄电池组进行恒压限流充电（24~48 h）；

（3）确认PDC2盘柜交流进线开关及充电机开关在投，断开PDC2盘柜内开关QS1、QS2，合上PDC2盘柜内充电回路开关QS3，在直流微机监控装置上设置充电参数，蓄电池单体电压为2.40 V，蓄电池组充电电压为249.6 V，电流为0.10C₁₀（60 A）^[5]；

（4）充电开始后，每隔1 h测量1次电池单体电压及室内温度，并进行记录；

（5）蓄电池电量充满后，会自动转换为浮充电状态。充电完成后将直流微机装置设定值恢复为初始定值，测量并记录蓄电池组端电压及单体电池电压。

（1）放电开始前，测量并记录被试验蓄电池组在浮充电状态下的端电压、单体电压、电池表面温度、环境温度等相关数据；

（2）检查PDC2盘柜内的电池放电开关QS3、蓄电池组输入开关QS2、整流输出开关QS1均在断开位置，1号充电屏（PDC2）退出运行，将第1组蓄电池脱离运行。将2根放电专用电缆一端接至蓄电池组输入开关QS2的下侧，另一端接至IDCE-22060CT蓄电池容量测试仪放电接口端，确保接线正确、牢固；

（3）确认蓄电池组静置1~24 h后，打开智能电池放电仪装置电源，设置放电参数如下：放电电流为0.10C₁₀（60 A），终止电压为187.2 V。适当放大电池组预放容量至650 Ah，以防放电仪提前跳闸退出运行；

（4）当蓄电池表面温度与环境温度基本一致时，合上智能电池放电仪装置放电开关，开始进行放电；

（5）放电过程中，每间隔1 h对蓄电池组开路电压、电池单体电压、电池表面温度及环境温度进行1次测量记录^[6]；

（6）蓄电池单体额定电压为2 V的蓄电池，放电终止电压为1.8 V，记录第1个蓄电池单体电压达到终止电压的时间，而后继续放电至该电池组单体电池平均电压低于1.8 V（即整组蓄电池电压为187.2 V）时，终止放电并记录放电总时间^[7]；

（7）放电至10 h时，第23节电池单体电压为1.798 V，继续放电至10 h 20 min时，第1组蓄电池端电压为187.2 V，此时，第23、39、40、44、49、57、60、67、94、100节蓄电池单体电压低于1.8 V。记录蓄电池组端电压及蓄电池单体电压，蓄电池容量测试仪停止放电；

（8）放电结束后，拆除放电回路接线。

按照3.1所示步骤进行充电。

容量试验结束后，观察该组蓄电池外观，若无异常现象，即可投入运行。投入运行1 d后，对蓄电池组端电压及单体电压进行测量，加强巡检，观察直流系统运行状态^[5]。

蓄电池组容量计算公式为：

(1)

式中 C_r—非标准温度下电池放电量，Ah；

   I_f —恒定放电电流，A；

   t—放电时间，h。

依据GB 19368.1—2014规定，“以60 A电流放电至单体蓄电池平均电压为1.8 V时终止放电”，可得第1组蓄电池非标准温度下电池放电量为：

依据GB 19368.1—2014规定：“阀控式蓄电池放电时，若温度不是标准温度（25 ℃），则需将实际容量换算成标准温度的容量”，即：

(2)

式中 C_r—非标准温度下电池放电量；

   C₂₅—标准温度（25 ℃）下电池容量；

   T—电池表面（平均）温度；

   K—温度系数，10小时率放电时K=0.006/℃。

计算第1组蓄电池标准温度下电池放电量为：

所以，第1组蓄电池（104节）标准温度下电池放电量为实际容量的100.8%。

根据DL/T 724—2000中5.3.3条规定：“阀控蓄电池组在3次充放电循环之内，若达不到额定容量值的100%，此组蓄电池为不合格”。对第1组蓄电池分别进行第2次、第3次容量试验，记录每次试验数据并计算蓄电池放电量，放电量均可达到额定容量的100%，因此，该组蓄电池容量试验合格。

蓄电池组是水电站直流系统的重要组成部分，对于新安装的蓄电池组，需进行容量试验，试验数据合格方可投入使用。本文以龙口水电站220 V直流系统第1组阀控式铅酸蓄电池为研究对象，介绍了其更新改造步骤、容量试验过程及数据分析方法，为后续铅酸蓄电池更新改造及容量试验工作提供了宝贵经验。