宇泰YUTAI蓄電池6-FM-100 12V100AH移動基站

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宇泰閥控密封型鉛酸蓄電池的維護保養

閥控密封型鉛酸蓄電池不僅廣泛應用于通訊范疇,在石油化工、海洋石油挖掘及電力系統中也起著重要的效果,一般用于UPS、直流盤、導航系統等,蓄電池的功用好壞關于出產正常運轉起著至關重要的效果,因而定時對蓄電池進行檢驗和保護是十分必要的。但是作為工程技術服務公司,咱們在為用戶進行蓄電池定時保護中發現,許多單位蓄電池的保護作業都有待于改善，如新蓄電池設備今后沒有經過嚴厲的工程檢驗，投入運轉前沒有做10小時率核對性放電；因為缺乏有用的監測設備，只是丈量蓄電池的浮充電壓、保持外表清潔等，無法精確丈量出蓄電池的真實容量，預測蓄電池的可運用時刻；不注意日常保護，保護保養不當形成蓄電池前期失效。大部分閥控蓄電池的規劃壽數均在10年以上,但是因為出產工藝、運送設備、日常保護等方面的問題，許多蓄電池壽數只有5～6年時刻，有些乃至1、2年就呈現落后電池現象，正確的檢測和保護保養是解決問題的根本所在。

1    保護保養常見問題

    閥控鉛酸蓄電池的正常運用壽數在10年以上,但在實踐運用中經常在短短幾年內就呈現容量不足或失效的現象。保護保養中常見的問題有以下幾個方面。

(1)環境溫度

    蓄電池在25℃的環境下可獲得較長的壽數。溫度升高時,蓄電池的極板腐蝕將加重,同時將消耗更多的水,從而使電池壽數縮短。在25℃以上時,溫度每升高10℃,蓄電池的壽數縮短一半;超越40℃有熱失控的危險。因而有必要控制好蓄電池室的溫度使其保持在22℃～25℃之間。

    許多用戶對蓄電池室不注意通風散熱及溫度控制,室溫經常在30多度左右,蓄電池的運轉溫度則更高,短期內不會暴露出對蓄電池的影響,但蓄電池的功用在幾年后的容量檢測中就會發現現已大幅下降了。

(2)過度充放電

    蓄電池在長時刻過充電狀態下,會加快腐蝕,使容量下降;同時因水損耗加重,將使蓄電池有干枯的危險,從而影響蓄電池壽數。

    蓄電池被過度放電會導致電池內部有許多的硫酸鉛吸附到蓄電池的陰極外表,在電池的陰極形成“硫酸鹽化”。硫酸鉛是一種絕緣體,它的形成必將對蓄電池的充、放電功用發生很大的負面影響,在陰極上形成的硫酸鹽越多,蓄電池的內阻越大,電池的充、放電功用就越差,蓄電池的運用壽數就越短。

    一般運轉中的UPS不會呈現過充或過放現象,其浮充電壓、放電停止電壓等參數都現已在設備交代檢驗時設置好了。值得重視的是，在交代檢驗中應保證UPS依照蓄電池廠家技術要求設置的相應參數，并進行蓄電池容量核對性實驗(充電和放電循環)，許多用戶忽視了交代檢驗查看，只充上電就算檢驗，不核實蓄電池容量是否達到了規劃要求，或沒有留下任何廠家資料和檢驗文件、實驗報告，這給今后的保護維修、毛病剖析帶來困難。

(3)深度放電

    一般UPS會設置低停止放電電壓保護蓄電池，此數值是依照UPS在規劃負載放電電流下的停止放電電壓設置的。當UPS負載改變為輕載時，例如所需的放電電流僅為蓄電池容量的10%～20%,一旦市電中止，蓄電池一向放電到設定的低停止電壓而主動關機，因為小電流放電情況下單體蓄電池的實踐放電停止電壓要高于規劃負載規則的停止放電電壓，實踐上現已迫使蓄電池進入深度放電的狀態，必將形成蓄電池過早地失效報廢。

    因而,當一些老類型UPS不具備根據蓄電池放電電流與停止電壓特性主動調節低停止電壓功用時,或許不具備長放電時刻限制功用時,就要經常查看負載改變,及時調節停止電壓,避免輕載引起的蓄電池深度放電。

(4)長時刻浮充

    蓄電池在長時刻浮充電狀態下,只充電而不放電,勢必會形成蓄電池的陽極極板鈍化,使蓄電池內阻增大,容量大幅下降,從而形成蓄電池運用壽數縮短。

    許多用戶都忽視了定時進行蓄電池放電的意義和重要性,這也是形成蓄電池功用下降的一個重要原因。

2    常用測驗辦法

    蓄電池除日常清潔、緊固、巡檢等常規查看外,還應進行必要的測驗。

(1)丈量電池單體浮充電壓

    每月應丈量一次電池單體浮充電壓,填好丈量記載并記下環境溫度。能夠直接用萬用表手藝丈量,也能夠經過監測設備丈量。浮充電壓的設置對電池的壽數具有適當重要的影響。在理論上要求浮充電壓發生的電流量是用以補償電池的自放電。浮充電壓過高會引起電池正極腐蝕和失水,使電池容量下降;而浮充電壓過低,也會使電池充電不足,引起電池落后,嚴重時會呈現電極硫酸鹽化。浮充電壓的挑選能夠根據廠家說明書的要求而設定,沒有說明書時也能夠設置在(2.23～2.28)V·N(N為單體電池個數)。

    盡管丈量浮充電壓并及時作出調整是蓄電池日常保護的一項重要作業,但是丈量浮充電壓并不能找出落后單體電池。實踐證明,閥控密封鉛酸蓄電池端電壓與容量無相關性,從靜態的浮充電壓,無法精確判別出蓄電池的好壞。

(2)核對性放電

    依照電力部《電力系統用蓄電池直流電源設備運轉與保護技術規程》DL/T724-2000規范,新設備或大修后的閥控蓄電池組,應進行全核對性放電實驗,今后每隔2～3年進行一次核對性實驗,運轉了6年今后的閥控蓄電池,應每年作一次核對性放電實驗。

    閥控蓄電池組的恒流限壓充電電流和恒流放電電流均為I10。額外電壓為2V的蓄電池,充電電壓不超越2.4V,組合電池和蓄電池組充電電壓不超越2.4V×N。額外電壓為2V的蓄電池,,放電停止電壓為1.8V;額外電壓為6V的組合式電池,放電停止電壓為5.25V;額外電壓為12V的組合蓄電池,放電停止電壓為10.5V。只需其間一個蓄電池放到了停止電壓,應停止放電。

目前,電能管理系統主要是統計交流電能的數據,包括機房、基站的總用電量、空調用電量、UPS用電量等;對于直流用電量的數據,電能管理系統采集得比較少。通信機房中的大部分設備是交流供電,而直流設備在數量和用電量上都比交流設備小很多;通信基站雖然使用直流設備,但由于基站數量太龐大,而且很多基站都在邊遠地區,對于基站的電能測量設備的改造,人力財力成本都很高,而且基站的用電量比機房要小很多,所以大部分的基站現階段主要測量的是總用電量或者各個總線路的用電量,只有少數的*站會測量基站內的各個設備的用電量。而且,現階段很多直流供電設備的用電量都通過相應的高頻開關電源等設備的交流用電量來計算得到的,并不是準確的直流用電量。然而,近幾年,隨著240V、336V等直流供電的推廣,機房中的直流供電的設備越來越多,對直流用電量的測量和管理,是今后電能管理系統需要完善的一項重要工作。

對于電力行業來說,直流用電設備并不是直接與電網相連接,而是通過整流器將電網的交流電轉換為直流電后再提供給直流設備。出于單獨計費的需要,電力部門只計算電網供應的交流電的費用,而不會計算直流電的費用,所以對直流電的用電情況并不關心。但是,在通信機房中,由于運營商需要對各個設備的用電情況進行細致的統計和分析,特別是節能評估計算設備用電量時,直流設備的用電量也是必須統計的,所以在電能管理系統中,測量直流用電設備的用電量也是很必要的。

直流電能的測量,從技術上來說并不難實現,但需要安裝的直流電能采集模塊。這在電能管理系統建設初期是一筆不小的投入?，F在有一部分機房、基站的直流設備配置了直流電能采集模塊。是否配置直流電能采集模塊,是一個需要通過評估成本和需求的綜合抉擇。

(2) 電能管理系統對諧波治理的貢獻

隨著科技和國家經濟實力的發展,人們對電能質量的要求越來越高?，F在電網供電的電壓已經很穩定,但仍有電流諧波高、功率因數低的用電設備接入電網。這些設備的使用,對電網以及電網中的其它用戶,都會有不良的影響。

采集模塊可以在采集電壓、電流、功率等電能參數的基礎上,增加諧波的采集功能,這個功能從技術上來說也不難實現,只是采集模塊的成本會有所增加。如果具有諧波檢測功能的采集模塊未來大規模普及,成本下降也是必然趨勢,屆時具有諧波檢測功能的電能采集模塊將有機會被推廣。隨著電能管理系統的推廣和普及,高電流諧波、低功率因數的用電設備將很容易被發現,諧波治理工作也可以有針對性的展開,而不必在尋找諧波的源頭上花費大量的精力了。如果能夠準確定位諧波來源,并采取針對性措施對諧波進行治理,那么整個供電網絡的電力質量都將會大大改善,電網中的用戶也將能夠用上更穩定更可靠的交流電。

(3) 電能管理系統在節能評估方面的應用

近幾年,隨著各種節能政策的出臺和節能措施的實施,節能效果的評估成了一個熱門的研究內容。目前關于機房節能評估,較熱門的就是機房能耗的PUE值。PUE值計算是通信機房的總用電量與主設備用電量的比值。各個節點的用電量數據,可以通過電能管理系統采集并匯總。所以,電能管理系統將為機房的節能評估提供完整的原始而且可信的數據。

宇泰蓄電池

    新檢驗的蓄電池,在5次充、放電循環內,當溫度為25℃時,放電容量應不低于10h率放電容量的95%。(《電氣設備設備工程蓄電池施工及檢驗規范》GB50172-92)

    已投入運轉的電池,在三次充、放電循環之內,若達不到額外容量值的80%,此組蓄電池為不合格。

    因為缺乏有用的設備,傳統放電實驗,需將蓄電池組脫離運轉,接上電熱絲或水阻放電。經過調整電熱絲或水阻,使電池組以恒定電流放電,同時用萬用表每隔一定時刻就須丈量電池端電壓一次,直至其間有一單體的端電壓到達規則的停止電壓時停止放電,其放電時刻與放電電流的乘積即為該電池的實踐容量。此種檢測辦法丈量電池的容量數值精確,能夠清晰的判別電池是否為失效電池。因為負載體積巨大,轉移不便利;放電時發生的巨大熱能,導致電熱絲發紅,容易引起安全事故;實驗中至少一人丈量一人記載數據,作業量過大,難于全面進行;放電快結束時,電池電壓下降較快,單個電池端電壓可能在兩次丈量間隔期間突然降至停止電壓以下,形成過度放電。

(3)內阻(電導)丈量

    閥控蓄電池的毛病,如板柵腐蝕、接觸不良、活性物質可用量減少等集中表現于蓄電池內阻的增大、電導的減小,因而,電導或電阻的凹凸可提供反映蓄電池毛病和運用程度的有用信息。

    現在上盛行一種用電導測驗的辦法檢測電池的內阻來藉此判別電池的實有容量。電導,即內部電阻的倒數,是指傳導電流的才能,它反映了電阻的大小。測驗辦法是用溝通發電設備向蓄電池單體或蓄電池組注入一個低頻20～30Hz或60Hz的溝通信號,丈量經過電池的溝通電流和每只蓄電池兩頭的溝通電壓,然后計算出I/U或Uac/Iac比率,即可得出蓄電池的電導或電阻值,并顯現這個值。這一測驗理論認為剩下容量和電池內阻有一定的固定聯系,特別是在剩下容量不足50%時,會迅速下降,因而根據電池的電導或電阻值來判別電池容量有很好的*性。

    但是閥控電池的電阻組成是復雜的,包含了電池的歐姆電阻,濃差極化電阻,電化學反應電阻及雙層電容充電時的*效果。在不同的量測點和不同的時刻測得的電阻值包含的組成也是不同的。別的因為內阻值為毫歐級,所以連接電纜、測驗夾具、測驗儀功用等都會對內阻丈量發生較大的*,內阻值的真實性和精確性怎樣得到保證,這是需要許多實踐來斷定的。

    在現在沒有機構或國家規范證實的情況下建議將內阻(電導)丈量方法作為一種輔助測驗手法判別電池功用。

3    常用測驗手法

(1)在線監測

    現在運用較多的蓄電池在線監測設備是電池巡檢儀，收集電池的電壓、電流和溫度,經過直流充電設備的監控器可顯現各單節電池電壓，判別毛病電池的編號且給出報警，并丈量出每節電池內阻的特性曲線，很大的便利了用戶的日常保護，進步了作業效率，保證了數據收集的精確性和實時性。

    別的有些廠商推出了便攜式電導測驗儀,可在蓄電池運轉狀態下丈量蓄電池電導,根據電導的改變判別蓄電池的容量改變。這對工程技術服務人員來說是十分便利的。

(2)蓄電池容量測驗

    當UPS和直流盤運轉時,在退出來的蓄電池組或備用的蓄電池組進行活化和核對性放電時,能夠選用專門的蓄電池容量測驗設備。蓄電池的充放電電流、充放電停止電壓、單體停止電壓、充放電時刻都可調可控,同時能夠丈量記載單體和整組電池的電壓、內阻,數據收集周期能夠設置到秒級,只需單體停止電壓、整組停止電壓、充放電時刻有一項達到設置值時,測驗設備就會主動停止作業,保證蓄電池的安全。新式容量測驗儀選用的內置放電負載,沒有以往電熱絲的粗笨和紅熱現象,很大的便利了工程技術人員的現場運用,取消了運用老式負載對環境和空間的要求,主要的是放電過程中的安全性得到了很大的進步。

4    蓄電池保護保養措施

    經過對蓄電池常見問題和測驗辦法的總結,提出以下保護保養措施。

    (1)蓄電池保護應嚴厲依照國家、行業規范規則的項目及周期進行,對功用有置疑和運轉多年的蓄電池應縮短保護保養周期,有蓄電池出產廠家技術參數時,其功用合格規范參照廠家數據,無廠家數據時根據國家和行業規范。

    (2)核對性放電實驗比較客觀地反映了蓄電池容量,是直觀和重要的手法,電池內阻或電導測驗能夠作為輔助手法,或許作為運轉中對蓄電池進行監視的一種方法,但不能夠代替核對性放電。

    (3)做好投運前、日常和歷年蓄電池保護測驗的數據記載并妥善保管,能夠作為判別蓄電池功用好壞、毛病剖析的根據。對功用下降較快的蓄電池及早進行活化或替換,避免蓄電池失效對出產的影響。

    (4)定時查看蓄電池的外觀有無異常變形和發熱,仔細查看安全閥的周圍是否有被噴發的污點,以此斷定安全閥是否擰緊或損壞。
    (5)蓄電池因單只容量不行需替換時,只能一次性悉數替換,不能僅把功用指標不行的蓄電池獨自替換下來,否則會因蓄電池的內阻不平衡而影響整組電池的發揮,縮短整組電池的運用壽數。

    (6)環境溫度對蓄電池的放電容量、壽數、自放電、內阻等方面都有較大影響,盡管開關電源有溫度補償功用,但其靈敏度和調整起伏畢竟有限。因而,蓄電池室應設備空調設備并將溫度控制在22℃～25℃之間。這不僅可延伸蓄電池的壽數,還能使蓄電池有佳的容量。
    (7)長時刻不必的蓄電池,在運用前一定要進行補充電,不同廠家、類型的電池禁止混用

其操作方法為調整開關電源直流輸出電壓為46.4V,使電池組直接對實際負載進行放電至開關電源直流輸出電壓保護設置值。由于電池組放電電流大,應按電源維護規程考慮48V供電范圍40～57V的低供電低壓門限、電池組至設備供電回路全程壓降3.2V及電池單體放電低1.8V的要求考慮。為了保證供電系統安全,所以帶實際負載的放電電流和放電時間掌控較困難,對電池組容量評估不夠準確,對電池性能測試存在不確定因素,尤其對使用3年以上電池組性能檢測難以達到試驗的預期效果,若兩組電池的單體電池都有失容、落后等質量問題,其放電至輸出保護值的時間,不易被維護人員及時發現,此時可能后備電池組容量所剩無幾,因此該放電方式比離線放電方式不安全系數更大。同時由于放電深度有限,對電池組的容量能力測試的目的無法達到,關鍵是在全容量放電的實踐中會經常發現有些單體電池在放電前期電壓正常,但到中后期,有些落后電池才開始逐步暴露出來。這一部分落后單體電池,由于放電深度不夠而沒有被及時發現,此放電方式只能大致評估電池組容量,而無法檢測除此時間以外還能放電多長時間。

同時兩組電池組間放電電流不*均衡,各電池組將根據自身情況自然分攤系統的負載電流,落后電池組內阻大,放電電流小,而正常電池組內阻小,放電電流大,這就造成某些落后電池因放電電流不夠大而無法暴露出來,達不到電池組放電性能質量檢測目的。

綜上所述,由于動力維護規程要求必須定期對電池組進行容量試驗,上述兩種容量測試方法,各有優點又存在著弊端。離線實驗方法雖然可以達到電池組容量試驗和了解電池組的續航能力,但由于高層機房的電池組需要容量試驗時,放電和充電設備搬運工作量太大。而在線式放電方法雖然工作量較小,但人為因素造成的供電系統安全系數小,潛在的安全隱患多,很難準確的達到電池組容量試驗的目的。

(5)VRLA單組電池全在線式容量實驗

在直流供電系統兩組后備蓄電池中取一組,該電池組通過在線串接“全在線放電智能設備”提升在線供電電壓,使被測電池組以自動穩流或恒功率對負載設備進行供電,從而實現被測電池組的安全節能。全在線單組電池充放的連線圖如圖4所示。

全在線充、放電過程:被測電池組的正極與全在線(充)放電設備連接,不需要調整開關電源的浮充電壓值,使被測電池組所在支路的電壓略高出開關電源輸出或另一組電池的浮充電壓,這樣使該電池組對實際負載進行放電,放電過程中被測電池組電壓隨著放電時間而逐漸下降,通過全在線(充)放電設備進行自動電壓補償調整,保證被測電池組始終保持恒定電流或恒定的功率進行放電,當電池組放電終止,即電壓、容量、時間和單體電池電壓達到預期所設置的放電門限值時,放電試驗結束,自動轉入對被測電池組的全在線充電恢復過程,以消除兩組電池之間存在的電壓差,并引導在線開關電源輸出,經過充電、等電位控制保護電路自動對被測放電后的電池組進行限流充電,自動完成在線等電位連接,恢復系統的正常連接后,全在線充、放電設備退出,結束蓄電池組充電,恢復等電位連接過程。實現了該電池組在線充、放電試驗的目的和了解該電池組的實際容量。

全在線充、放電設備連接電池組時,拆、接線只在電池組正極,無須拆電池組負極,只在負極接一根放電設備的工作電源線,操作過程不存在短路危險,充、放電全部在線自動運行;充、放電電流保持恒定;測試記錄自動進行;被測電池組按0.1C10直接對負載放電和對電池組充電;無須看守,大大減輕工作強度,提高工作效率。