電力通信蓄電池的運(yùn)行與維護(hù)

蓄電池是組合通信電源系統(tǒng)的重要組成部分,所占的投資比例不小,加強(qiáng)對(duì)蓄電池的管理,改善其使用狀況,從而有效地延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命,具有重要的意義。,電力系統(tǒng)通信電源配套的蓄電池大多是先進(jìn)的閥控式密封鉛酸蓄電池,根據(jù)變電站的通信設(shè)備需求,其每節(jié)單體電壓一般有2V、6V和12V三種,一般在樞紐大站,常采用壽命長(zhǎng)、可靠性高的2V電池,在小型變電站,根據(jù)安裝要求,可采用其他兩種電池,使用時(shí)將多節(jié)單體串連,組成48V的蓄電池組。在對(duì)電源系統(tǒng)可靠性要求較高的場(chǎng)合,一般采用兩組蓄電池并聯(lián)運(yùn)行、浮充供電的方式。

蓄電池的使用壽命
蓄電池的壽命可分為循環(huán)壽命、浮充壽命和存放壽命。蓄電池的容量減小到規(guī)定值以前,蓄電池的充放電循環(huán)次數(shù)稱(chēng)為循環(huán)壽命。在正常工作條件下,蓄電池浮充供電的時(shí)間,稱(chēng)為浮充壽命。通常免維護(hù)電池的浮充壽命可達(dá)到10年以上。
循環(huán)壽命與電池每次放電的深度有密切關(guān)系。放電深度為30%時(shí),充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)1200次;放電深度為100%時(shí),循環(huán)壽命僅有200次。因此使用中應(yīng)當(dāng)盡量避免電池深度放電。
根據(jù)加速壽命試驗(yàn)的結(jié)果,免維護(hù)閥控電池在室溫下,浮充壽命可達(dá)10年以上。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明,浮充電壓過(guò)高或過(guò)低,會(huì)使蓄電池過(guò)充電或欠充電,因而將電池的壽命。
由于自放電作用,存放過(guò)程中,免維護(hù)電池的剩余容量將逐淅減少,通常,電池剩余容量下降到50%的時(shí)間,稱(chēng)為存放壽命。在不同的溫度下,電池的剩余容量與存放時(shí)間有一個(gè)對(duì)應(yīng)的關(guān)系。當(dāng)環(huán)境溫為250C時(shí),存放壽命可達(dá)18個(gè)月。當(dāng)環(huán)境溫度為400C時(shí),存放壽命只有5個(gè)多月,因此免維護(hù)電池的存放溫度不能太高。
蓄電池的使用壽命與環(huán)境溫度關(guān)系很大。通常來(lái)說(shuō),若以25℃為基準(zhǔn),平時(shí)不能超過(guò) 15度～ 30度。溫度升高,電池組放電容量會(huì)增加,但壽命降低,如果在高溫下長(zhǎng)期使用,工作環(huán)境溫度每上升10℃,蓄電池的使用生命減半。若溫度太低,會(huì)使蓄電池容量下降,溫度每下降1度,其容量下降1%。所以,當(dāng)電源處于浮充工作狀態(tài)時(shí),需要通過(guò)降低浮充電壓來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償,補(bǔ)償系數(shù)為環(huán)境溫度每上升1℃,每節(jié)電池單體(2 V的單體)的浮充電壓降低3-5 mV。 但是溫度補(bǔ)償功能只能在一定的范圍內(nèi)起作用,蓄電池最好是工作在20-25℃的環(huán)境下。如果蓄電池電壓在放出其額定容量80%(對(duì)照相應(yīng)放電率的容量如C10、C3等參數(shù))之前已低于1.8V/單格(1小時(shí)率放電為1.75V/單格),則應(yīng)考慮加以更換。

蓄電池浮充運(yùn)行狀態(tài)
決定電池壽命的要素有三個(gè):第一是產(chǎn)品質(zhì)量;第二是維護(hù)的情況;第三是決定電池是否處于良好的浮充運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)交流電正常供應(yīng)時(shí),負(fù)載電流由交流電經(jīng)整流后直接供電于負(fù)載,蓄電池處于微電流(補(bǔ)充其自放電所耗電能)充電狀態(tài);當(dāng)交流電停供時(shí)才由蓄電池單獨(dú)供電于負(fù)載,故蓄電池經(jīng)常處于充足狀態(tài),大大減少了充放電循環(huán)周期,可延長(zhǎng)了電池壽命。
1.關(guān)于浮充電壓的選擇
蓄電池浮充電壓的選擇是對(duì)電池維護(hù)得好壞的關(guān)鍵。如果選擇得太高,會(huì)使浮充電流太大,不僅增加能耗,對(duì)于密封電池來(lái)說(shuō),還會(huì)因劇烈分解出氫氧氣體而使電池爆炸。如果選擇太低,則會(huì)使電池經(jīng)常充電不足而導(dǎo)致電池加速報(bào)廢。
2.低電壓恒壓充電(均衡充電)技術(shù)
所謂低壓恒壓充電,即過(guò)去傳統(tǒng)的恒壓充電法,但其不同點(diǎn)是,低電壓恒壓充電一般采用每只蓄電池平均端電壓為2.25～2.35V的恒定電壓充電。當(dāng)蓄電池放出很大容量(A·h)而電勢(shì)較低時(shí),充電之初為防止充電電流過(guò)大,充電整流器應(yīng)具有限流特性,故仍處于恒流充電狀態(tài)。當(dāng)充入一定容量(A·h)后,蓄電池電勢(shì)升高,充電電流才逐漸減小。這種充電方式由于有以下優(yōu)點(diǎn)而被推廣使用。
充電末期的充電電流很小,故氫氣和氧氣和產(chǎn)生量極小。它能改善勞動(dòng)條件、降低機(jī)房標(biāo)準(zhǔn),是全密閉電池適用的充電方式;充電末期的電壓低,對(duì)程控電源等允許用電壓變化范圍較寬的用電設(shè)備供電時(shí),可在不脫離負(fù)載的情況下進(jìn)行正常充電,以簡(jiǎn)化操作,提高可靠性;整流器的輸出電壓最大值較小,可減小整流器中變壓器的設(shè)計(jì)重量。

3.蓄電池浮充電壓與溫度的關(guān)系
應(yīng)注意的是,在浮充運(yùn)行中,閥控電池的浮充電壓與溫度有密切的關(guān)系,浮充電壓應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度的高低作適當(dāng)修正。在淺度放電的情況下,閥控電池在2.27V/C(25℃)下運(yùn)行一段時(shí)間是能夠補(bǔ)充足其能量的;在深度放電的情況下,閥控電池充電電壓可設(shè)定為2.35～2.40V/C(25℃),限流點(diǎn)設(shè)定為0.1Q,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間(放電后的電池充足電所需的時(shí)間依賴(lài)于放出的電量,放電電流等因素)的補(bǔ)充容量后,再轉(zhuǎn)入正常的浮充運(yùn)行。
為了彌補(bǔ)運(yùn)行中因浮充充電流調(diào)整不當(dāng)造成的欠壓,補(bǔ)償閥控蓄電池放電和爬電漏電所造成蓄電池容量的虧損,應(yīng)2-3個(gè)月對(duì)電池進(jìn)行一次補(bǔ)充充電。

蓄電池的維護(hù)
1.低電壓保護(hù)與二次下電措施
為此,要求電源系統(tǒng)的功能要全面,如具備定時(shí)均充、二次下電、溫度補(bǔ)償、無(wú)級(jí)限流等功能,同時(shí)必須建立完善的電源維護(hù)體系。
除了定時(shí)均充外,蓄電池的日常管理的也是非常多的,包括低電壓保護(hù)、二次下電、溫度補(bǔ)償、無(wú)級(jí)限流等等,這些措施可以保證蓄電池處于良好的使用狀態(tài),延長(zhǎng)其使用壽命。
蓄電池在輸出能量時(shí),其兩端電壓不斷下降,當(dāng)下降到一定值(一般稱(chēng)為終止電壓)的時(shí)候,就必須斷掉其能量輸出回路,否則可能導(dǎo)致蓄電池過(guò)放電,使其壽命縮短甚至報(bào)廢。這種在終止電壓時(shí),使蓄電池?cái)嗟糌?fù)載防止過(guò)放電的動(dòng)作和措施,叫做低電壓保護(hù)。
二次下電比低電壓保護(hù)更進(jìn)一步。當(dāng)電池兩端電壓降到一定值時(shí)(一般比終止電壓高),就斷掉一部分次要負(fù)載,只給剩下的主要負(fù)載供電。之后當(dāng)電壓下降到終止電壓時(shí),則將主要負(fù)載也斷掉,實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的保護(hù)。這種兩級(jí)斷開(kāi)負(fù)載的動(dòng)作和措施即為二次下電。二次下電的好處是在保證蓄電池不過(guò)放電的同時(shí),可以給重要設(shè)備提供更長(zhǎng)的供電時(shí)間,盡量減少通信中斷的損失。如果需要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的二次下電功能,開(kāi)局時(shí),須將直流輸出負(fù)載分成主要和次要負(fù)載,接到相應(yīng)的分路上。先進(jìn)的電源設(shè)備的二次下電功能非常靈活,可以隨意調(diào)節(jié)一、二次下電的電壓,并且可以設(shè)置成不做二次下電和低電壓保護(hù),滿(mǎn)足優(yōu)先保障通信的需求。
2.蓄電池組的充放電維護(hù)
常用的正常充電法有:恒流充電法、恒壓充電法和分級(jí)定流充電法等。
采用恒流充電法時(shí),充電電流始終保持不變。在充電過(guò)程中,蓄電池的端電壓逐漸升高,為了保持充電電流穩(wěn)定不變,外電源的電壓必須逐漸升高。采用這種,充電時(shí)間較短,但是由于充電末期,大部分充電電流都用來(lái)電解水,所以蓄電池中將產(chǎn)生大量的氣泡。這樣不僅浪費(fèi)了電能,而且還會(huì)使極板上的活性物質(zhì)脫落,因此這種方法較少采用。
采用恒壓充電法時(shí),外電源的電壓保持恒定。在整個(gè)充電過(guò)程中,由于電源電壓保持不變,所以剛充電時(shí),充電電流相當(dāng)大,隨著蓄電池端電壓不斷升高,充電電流逐漸減小。因此,采用這種充電方法時(shí),可以避免蓄電池過(guò)量充電,但是由于充電初期,充電電流過(guò)大,所以也有可能損壞極板。
比較常用的正常充電法是分級(jí)定流充電法。采用這種充電法時(shí),充電過(guò)程一般分為兩個(gè)階段:第一個(gè)階段用10小時(shí)率電流充電,通常需要6-7小時(shí),單只蓄電池的端電壓可上升到2.4V。第二階段用20小時(shí)率電流充電,直到端電壓(2.6-2.8V)連續(xù)兩小時(shí)穩(wěn)定不變?yōu)橹?這一階段約需要14-17小時(shí)。

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