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公司新闻

蓄电池容量测试的探究

 

20世纪80年代贫液式阀控式密封铅酸蓄电池问世以来,作为一种更新换代产品,由于较原来富液式开口或防酸隔爆式电池有特殊的优点,比如说在使用过程中无需添加蒸馏水,减轻了维护人员的工作量;实现了电池内部的氧循环,正常使用条件下不会产生大量的氢氧气体并夹带酸雾逸出;可以和主机同室布放,适合分散供电方式使用等。

近年来由于通信的迅猛发展,网通、电信公司的模块局、接入网点;移动、联通公司的移动基站均建设很快,使用了大量的阀控式密封蓄电池组,但普遍存在着电池只使用一年左右,市电停电蓄电池组放电时只能放出容量的30-50%,出现容量早期损失,电池寿命终结的严重问题。在实际使用中有些通信部门的管理和维护人员由于对蓄电池在通信供电系统中的重要地位,对阀控式蓄电池使用特性及外界因素对蓄电池寿命及容量的影响存在模糊认识,加上管理部门对蓄电池维护、管理及维护人员水平上的差距,因而导致阀控式蓄电池组使用中容量早期损失、寿命缩短。

在通信供电系统中,通信环境和设备不同对蓄电池放电性能的要求也不同。比如,UPS供电系统大部分建在县以上市电条件较好的机房,负载电流较大,设计电池备用时间较短,一般电池支持时间为30分钟到1小时,从通信部门的负载需求看,市电停电时UPS系统对电池放电的需**短时间、大电流放电;再如,接入网系统大部分建在县以下局(),电网经常停电,一般负载电流较小,市电停电时接入网系统需要的是较小电流、长时间放电。例如,一些光缆无人站、高山微波站无市电或光照较好高原地带,经常采用太阳能电池+铅酸蓄电池的方式保证负载用电。该环境配置的蓄电池组应能够经受长时间深度放电、能够满足无规律放电和充电过程,且充放电电流时大时小的特点、能适应较高温度环境使用并保持较长的使用寿命等。因此,为确保各通信供电系统的供电可靠性,蓄电池生产厂家应该针对不同通信设备对蓄电池放电特性的不同需求设计、生产不同通信供电系统所需的蓄电池。

随着近年来通信行业的迅速发展,为计算机系统供电的UPS不间断电源及县以下接入网设备大量使用,相继建立的干线光缆、微波无人站、移动基站等使用了大量的蓄电池组,多数电池使用1年或1年半就出现容量不足或寿命终结的故障。在市电停电的情况下,根本不能满足对通信设备的供电,导致大面积接入网系统瘫痪、干线光缆阻断。特别是UPS供电系统担负着数据、计费、网管等部门的供电,UPS系统瘫痪导致的数据通信阻断直接影响银行等大客户的信息通信,给社会和通信企业造成**的影响。追究其原因主要是蓄电池生产厂家参差不齐,看到蓄电池行业市场需求量大、利润高,就一拥而上,不能严格按照通信行业标准要求,提供真正符合并满足不同需要的蓄电池。

蓄电池供应商一般提供1-10小时率放电曲线和电压值。目前多数接入网点或模块局放电电流均小于10小时率,有的边远山区电池容量配备较大,放电电流甚至小于20小时率,大多数蓄电池厂商没有提供小电流放电时所对应的放电终止电压值。为避免蓄电池过放电,各运营维护部门都在开关电源上设置了低电压保护告警点,但多数为10小时率低电压告警电压点或数值,缺乏科学性,小电流使用时导致部分蓄电池过放电。

一、影响容量下降的原因

自阀控式密封铅酸蓄电池问世以来,与原富液式开口或防酸隔爆式电池相比大大减轻了维护人员的工作量,其优越性已被人们所理解,初期人们曾称为免维护电池。电源界有些有影响的人士在某些场合就阀控电池的优点曾谈起阀控式电池无需维护的特性,使一些对电池的维护产生了误解。

在实际使用中,如由于市电经常频繁停电,造成电池深放电且充电不足,导致容量早期损失;环境温度变化对电池寿命及容量的影响;开关电源电池管理功能的优劣对电池容量和寿命的影响等诸多因素证实,对阀控式蓄电池的维护与富液式电池相比少维护,强管理的概念较为实际。

谈起阀控电池的充电制度,应首先明确什么是充电制度,一般讲阀控式蓄电池组运行充电方式有两种,一是浮充充电方式:主要是浮充电压一般为2.23V/-2.25V/只,浮充充电功能主要是满足电池组的自放电及氧循环,绝不是用于对电池组放电后的补充电;二是均衡充电方式,即均充电压限制为2.35V/只,充电电流在0.10-0.15C10A,*大不超过0.2 C10A,这样一种恒压限流充电方式,均衡充电功能主要是用于电池组放电后的快速充电,可使深放电后的电池及时得到补充电,利于电池的维护和使用,提高了电池的充电速度和效率。为延长阀控式蓄电池的使用寿命,生产厂商要求对电池组使用中有以下情况的,需进行均衡充电,即:电池系统安装完毕,应采用均充方式对电池组进行补充电;电池搁置停用3个月的需进行均充;全浮充运行3个月的电池组需进行均充;电池组深放电放出20%以上额定容量时需进行均充。就电池组深放电需用均充方式对电池组进行补充电而言,河北乃至国内县及县以下通信局站市电状况有大部分确实很差,有的每月平均停电10-30次,有的每天停电2-3次,且停电时长达6-12个小时以上,电池组放电深度超过30%,上述状况运行的电池组当市电来电后必须采用均衡充电方式,对深放电后的电池组进行补充电。从维护单位实际执行情况看有以下三种现象导致电池组运行长期亏电、充电不足、容量早期损失。一是正常运行的电池组浮充电压设置低,不能正确设置浮充电压值,导致电池组浮充充电不足,电池组放电时放不出额定容量,电压很快就低于终止电压,阀控电池运行时,正常浮充电压应严格按厂家说明书规定设置,过低导致电池组亏电,不能满足自放电和氧循环的需要,过高会使电解液损失,缩短电池寿命。检查中发现,有的维护单位浮充电压设置有的低于2.2V/只,有的高于2.25V/只,长期下去电池容量和寿命将受到影响。二是有的维护单位和人员根本就没有均衡充电制度,或不懂得什么叫均衡充电,不管是正常运行或市电长时间及频繁停电后电池组深放电,均采用浮充充电方式对电池组进行补充电,由于浮充电流小不能完成和满足电池组放电后的补充电,因而造成电池组充电不足;三是有均衡充电制度但没有严格执行,有的单位开关电源没有对蓄电池均、浮充充电的管理功能、有的功能不完善、有的对均充电压设置不正确、有的不采用均充方式,任何情况均采用浮充方式等。在市电停电频繁的地方,市电停电长造成电池组深放电超过30%,采用浮充方式浮充电流小,不能将电池组电量充足,市电**次停电,电池组又需放电,停电时间愈长电池放电深度愈深,市电来电后需要充电时间会更长,电池容量尚未充足市电又第三次停电,造成电池组更深度放电,形成恶性循环。电池组亏电情况愈来愈严重,采用浮充充电方式所需的充电时间就愈长,市电频繁停电,电池容量就不易充足,长期下去电池组就出现了容量下降早期损失、寿命终结。

二、电力行业蓄电池容量测试方案

电力操作电源主要由充电屏、蓄电池及监控模块构成。其中蓄电池组的作用尤为重要。在电网出现故障时,将由蓄电池组直接对继电保护装置、合闸分路、控制分路及其它重要负载提供电力供应。

随着技术的进步,阀控闭封铅酸蓄电池以其重量轻、占地少、无酸雾污染,减少维护工作等突出优点,大规模地取代了以前的防酸隔暴电池。阀控电池在具有突出优势的同时,也带来先天的不足,比如难以测试、不能加水、对浮充电压、使用环境要求高等。因此蓄电池投入使用后,由于电池出厂前的设计、工装设备、质量控制等因素,以及所有后的浮充电压设定,使用环境温度等,会导致活性物质脱落、变坏、正极栅格腐蚀及硫化等现象,从而会使得整组电池出现容量丢失,电压差不均,以及单体电池落后等情况。这样将给**生产带来极大的隐患,出现电网故障时需电池供电,而电池放不出电的恶性事故。因此,维护规程中要求对蓄电池进行核对性容量试验和脱载试验,目的就是测知电池组的实际容量,找出落后电池,消除隐患。

但目前,由于缺乏必要的专业仪器仪表,对蓄电池组容量测试还停留在人工检测水平上,这是一项操作繁琐、工作量大,效率极低的工作,同时造成大部分局均未能按照规程要求对蓄电池进行容量测试维护。目前在用的蓄电池组从工程竣工交付使用后至今没有做过一次彻底容量测试的现象极为普遍。电池作为电力操作电源*后一道关口,如果听任其长期处于状态不明的情况下运行,那么隐患之处将多不胜数。随着时间的推移,电池使用年限的增加,由电池引起的中断事故将防不胜防。

一些公司蓄电池组智能容量测试仪,使传统的蓄电池容量测试维护由人工操作和手工检测数据记录,变为以微控制器和微电脑智能化自动测试记录,极大地提高测试的准确性,减轻了维护人员的工作量,提高了工作效率,从而达到消除隐患,确保**生产的目的。

1.测试目的

(1)找出落后电池,进行活化整治提高电池容量或者作出更换决定;

(2)测量出蓄电池组的容量。

2.测试方案

(1)采用MPR-2(120)便携式蓄电池监测仪在每次测试前进行电池组连线,可以进行电池组在线或离线测试。在线或离线测试都需要电池组作短暂放电。放电时监测仪以1/秒的扫描速度将电池的电压值采集下来并绘成曲线。维护人员可一目了然地找出落后电池,然后用单体电池活化整治仪对落后电池进行在线活化整治。若经活化整治后,落后电池恢复容量,则可继续供用;若整治后落后电池不能恢复容量,则必须进行单体更换;若落后电池数量超过整组的1/3,则需整组更换。电池测试仪同时还将给出整组电池的容量值。

(2)采用RTU-3100固定式蓄电池监测仪本方案一次性将电池和监测仪连结好,在平时例行的电池放电过程中,测试仪可将电池的充放电数据记录下来,在定期巡检时,只要用手提电脑将模块中存储的数据读出就可查出整组电池的容量,找出落后电池。

3.两种方案的优劣

(1)便携式:节省投资。但每次测试时需临时布线,测试完后再拆线,工作量相对较大。

(2)固定式:一次性布好线,平时任何一次的电池放电数据都可作为测试数据,工作量少。但每组电池都需安装一台测试仪,投资相对较大。

四、所需用仪表: MPR-2(120)便携式蓄电池监测仪 RTU3100系列固定式蓄电池监测仪 SBCT单体电池容量测试活化诊治设备。

BDCT电池组恒流放电容量测试设备(离线测试时需要)

三、蓄电池修复行业前景广阔

蓄电池广泛应用于汽车、摩托车、电力系统、通信金融、铁路、电动自行车。随着我国城乡机动车辆、电动车辆的大量增加,蓄电池的使用量近年来呈倍速增长。目前我国汽车年产量已突破500万辆以上,而“十一五”初期,我国汽车年产量将达到600万辆左右,末期可能达到1000万辆。2005年中国汽车保有量大约是3500万辆。我国摩托车发展更快,目前产量为1700万辆以上,社会保有量为9000多万辆,按每只车用蓄电池使用寿命1.5年计算,到2006年,我国每年仅汽车、摩托车、电动车的蓄电池需求量就达到1.8亿只以上,由此可见,蓄电池在我国拥有巨大的市场。同时,也给废旧蓄电池修复带来巨大商机。

中国是全球铅酸蓄电池的产销大国,铅酸蓄电池作为稳定电源和主要的直流电源,需求广泛,用量巨大,与我们的社会生活息息相关。但是研究证明,蓄电池在实际使用过程中,如果使用��维护不善,就会产生“硫化”,也称“盐化”,导致蓄电池因容量降低而无法使用。现行各类铅酸蓄电池产品,无论是国产还是进口的,通常在1—2年内就会出现充电困难、容量降低等现象,过早失效报废。仅2003年,国内报废的铅酸电池达1亿多只,一般的中小城市即达数万只以上,大中型城市则达几十万乃至数百万只,其中80%以上的电池是因为硫酸盐化而报废。在美国和日本以及一些西方较发达国家,仅铅酸蓄电池的日常保养和维护以及废旧电池的复原处理和回收利用的从业人员即达数十万之众,年创效益达千亿美元之巨。蓄电池容量测试的探究