鉅大LARGE | 點擊量:1325次 | 2019年11月08日
淺析鉛酸蓄電池的使用、維護
近年來,隨著制作工藝和技術的不斷成熟和完善,由于閥控鉛酸蓄電池具有容量穩(wěn)定、體積小、易于安裝、放電特性好等優(yōu)點,被廣泛應用。我廠已在主控樓安裝兩套直流電源系統(tǒng),第一套已安全運行6年,第二套已安全運行4年。但是近年來經過現(xiàn)場使用及對電池的失效成因分析發(fā)現(xiàn):如果對閥控蓄電池完全不維護,閥控蓄電池會在壽命中期就會出現(xiàn)容量嚴重下降及滲液等不正常狀態(tài),甚至電池完全失效。因此,日常按時對蓄電池進行維護和檢查是完全必要地。
2影響蓄電池容量及壽命的幾個因素
2.1合理的充電管理制度
精確的充電制度是保證電池優(yōu)秀性能和運行壽命的前提。一般講蓄電池組運行充電方式有兩種:一是浮充充電方式;二是均衡充電方式。
為延長蓄電池的使用壽命,對電池組使用中要定期或者必要時對蓄電池組進行均衡充電,并且定期開直流油泵對電池組放電。
杜絕不合理的充電管理制度導致電池組運行長期虧電、充電不足、容量早期損失。如電池組浮充電壓設置低,導致電池組浮充充電不足,電池組放電時放不出額定容量,過低導致電池組虧電,不能滿足自放電和氧循環(huán)的需要,過高會使電解液損失,縮短電池壽命。再就是均衡充電制度貫徹沒有得到落實,不論運行實際情況或運行時間長短均采用浮充充電方式,浮充電流小不能完成和滿足電池組放電后的補充電,因而造成電池組充電不足,導致電池組達不到額定容量,使電池負極柵板硫酸化。2.1.1浮充充電
蓄電池浮充電壓設定為2.23V/單格(25℃時)(蓄電池正負端子測定值的平均值),充電最大電流設定為0.10C10A。若電池工作環(huán)境溫度偏移25℃時應對浮充電壓作相應的修正,修正電壓為V修正=V25℃-0.0055V/℃×(T實際-25℃),即溫度每升高1℃,浮充電壓降低3mV,溫度每降低1℃,浮充電壓升高3mV。
2.1.2均衡充電
蓄電池均充電壓設定為2.30V/單格(25℃時蓄電池正負端子測定值的平均值),充電最大電流為0.10C10A,均充時間按下列情況進行設定:
均充條件均充時間退出均充條件
均充條件均充時間退出均充條件1蓄電池安裝調試后投入使用前1~10h,具體時間根據(jù)退出均充條件電池組均充電流小于10mA/Ah時,自動轉入浮充(并聯(lián)時≤10mA/Ah×電池組并聯(lián)數(shù))2停電后蓄電池充電電流≥50mA/Ah(并聯(lián)時≥50mA/Ah×電池組并聯(lián)數(shù))3蓄電池容量檢測后進行均充電4蓄電池在使用過程中單體浮充電壓低于2.18V時應進行均充電10h均充時間達到10h后轉入浮充5機房電池一般為6個月進行一次定期均充
溫度影響電池的容量。一般情況下,溫度越高,放電容量越大。電池放電時,如果溫度不是25℃,則需將實測容量按以下公式換算成25℃基準溫度時實際容量Ct。
C25=Ct/1+K(t-25)
式中:t放電時的環(huán)境溫度
K溫度系數(shù),10小時率容量實驗時K=0.006/℃
3小時率容量實驗時K=0.008/℃
1小時率容量實驗時K=0.01/℃
浮充特性:浮充電壓應選擇制度廠家推薦的電壓值。而且環(huán)境溫度的不同,浮充電壓值也VLRA電池不同溫度時的浮充電壓要做相應的調整。VLRA電池不同溫度時的浮充電壓
環(huán)境溫度(℃)浮充電壓(約V±0.01V/單體)0~102.2811~152.2616~252.2326~302.2231~402.19
電池放電容量與溫度的關系如圖1所示。工作溫度在25℃左右達到100%額定容量,工作溫度增高至30℃容量超過100%,相反工作溫度降低至-20℃是電池容量減小至60%額定容量。鉛酸蓄電池對周圍環(huán)境和溫度較為敏感,如電池長期在高溫條件下運行,其使用壽命將會大大縮短。一般機房溫度應控制在25℃以下,適時進行維護可使電池使用壽命在10~15年。
2.4溫度對電池壽命的影響
蓄電池的環(huán)境溫度保持在24℃~25℃.蓄電池將有最佳的使用壽命和性能。溫度低于25℃,電池的充電效率和性能會降低。溫度高于25℃,電池的壽命將縮短,參考數(shù)據(jù)如下:
電池平均溫度壽命降低率(%)25℃030℃3035℃5040℃6645℃7550℃83
2.3蓄電池容量與內阻的關系
國內外的很多資料表明電池的內阻大小與電池所處的狀態(tài)有關,與電池的剩余容量有關。電池處于放電狀態(tài)時,隨著剩余容量的減少,電池活性物質也在減少,結果使得電池的內阻增加。國內外許多研究資料表明,電池內阻與電池剩余容量有關,且與電池剩余容量成反比關系,如圖2所示。浮充預期壽命在25℃時為10年,如果實際使用的蓄電池平均溫度為35℃,則蓄電池浮充預期壽命僅為5年。
3蓄電池日常檢查和檢測
3.1月度保養(yǎng)
每月完成下列檢查:
3.1.1保持電池房清潔衛(wèi)生;
3.1.2測量和記錄電池房內環(huán)境溫度;
3.1.3逐個檢查電池的清潔度、端子的損傷及發(fā)熱痕跡、外殼及蓋的損壞或過熱痕跡:
3.1.4測量和記錄電池系統(tǒng)的總電壓、浮充電流。
3.2季度保養(yǎng)
3.2.1重復各項月度檢查;
3.2.2測量和記錄各在線電池的浮充電壓,若經過溫度校正有兩只以上電池電壓低于2.18V,請與廠家聯(lián)系。
3.2.3定期測試蓄電池內阻,并進行整組蓄電池內阻測試分析,及時發(fā)現(xiàn)“落后”電池。
3.2.4蓄電池運行一個季度時,應采用均衡的方式對電池進行補充充電.。
3.3年度保養(yǎng)
3.3.1重復季度所有保養(yǎng)、檢查;
3.3.2每年檢查連接部分是否有松動;
3.3.3每年電池組以實際負荷進行一次核對性放電試驗,放出額定容量的30%~40%;
3.3.4每年對電池逐節(jié)進行活化,我廠采用WN2612-100單體電池在線容量活化儀。
3.4三年保養(yǎng)
每三年進行一次容量試驗,到使用六年后每年做一次,若該組電池實放容量低于額定容量的80%,則認為該電池組壽命終止。4蓄電池常測試的項目
4.1蓄電池內阻測量的常見方法
目前測量蓄電池內阻的常見方法有:
4.1.1直流放電法
直流放電法就是通過對電池進行瞬間大電流放電,測量電池上的瞬間電壓降,通過歐姆定律計算出電池內阻。
4.1.2交流注入法
交流法通過對蓄電池注入一個恒定的交流電流信號,測量出蓄電池兩端的電壓響應信號,以及兩者的相位差,來確定蓄電池的內阻。
4.2蓄電池內阻測試的必要性
雖然很多研究人員對采用蓄電池內阻估算蓄電池容量存在著不同的看法,但定期進行蓄電池內阻測試仍然是蓄電池維護的重要工作,歐姆測試技術在蓄電池維護方面得到廣泛使用,它能節(jié)省維護成本,并提供更多蓄電池的相關信息。歐姆測試法已被IEEE列為“鉛酸蓄電池(VRLA)的維護、測試和更換的推薦辦法”中的一個部分?,F(xiàn)在,IEEE已經更新其標準1188-1996為11882005,其5.2.2條仍然規(guī)定每個季度測試一次電池/單體的內部歐姆值。
4.2.1有助于對蓄電池組中單體蓄電池的橫向比較,目前各種蓄電池內阻測試設備的測試結果可對該組蓄電池進行單體比較,從而有助于發(fā)現(xiàn)整組蓄電池中的“落后”電池;十幾節(jié)甚至幾十節(jié)串聯(lián)的電池組,只要一節(jié)過早損壞,如不及時發(fā)現(xiàn),則時間一長,就會導致整個電池組報廢。
4.2.2借助于計算機技術可實現(xiàn)單體蓄電池不同時期的縱向比較,對測試數(shù)據(jù)發(fā)生突變的單體電池進行重點監(jiān)測,有助于對整組蓄電池的壽命進行客觀評價,從而保證整組蓄電池容量,有效保障設備安全運行。4.3蓄電池容量檢測
容量放電前應進行檢均充,當均充轉浮充后,浮充電流在1-2mA/Ah,且連續(xù)穩(wěn)定約2-3小時不變,這表明電池已充足電。在確保浮充24小時并斷電1小時后,可以進行容量檢測,檢測方法見下表。
放電率放電電流A蓄電池放電單體終止電壓V容量檢測標準10h1.0I101.80≥1.0C105h1.6I101.80≥0.80C103h2.5I101.80≥0.75C101h5.5I101.75≥0.55C10
放電結束后,必須在8小時內進行均衡補充電,均充電壓設定為2.30V/單格(25℃時蓄電池正負端子測定值的平均值),充電最大電流設定為0.10C10A。當均充電流在小于10mA/Ah時轉入浮充,如果浮充電流為1-2mA/Ah且連續(xù)穩(wěn)定約2-3小時不變,這表明電池已充足電,此時進入正常浮充狀態(tài)并保持24小時以上。
5蓄電池核對性放電
在中華人民共和國電力行業(yè)標準蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規(guī)程中(DL/T724-2000)明確規(guī)定了對蓄電池要定期進行核對性容量試驗和脫載試驗,核對放電法具有容量測試準確可靠的優(yōu)點,仍是世界上檢測電池性能最可靠的方法,同時對電池起到一定的維護作用,目的就是測知電池組的實際容量,找出落后電池,消除隱患。
蓄電池核對性放電周期是新安裝或大修后的蓄電池組,應進行全核對性放電試驗,以后每隔2~3年進行1次核對性試驗,運行了6年以后的蓄電池,應每年作1次核對性放電試驗。
目前國內很多蓄電池放電設備能夠完成自動蓄電池核對性放電。這些設備能夠實現(xiàn)按照設定的電流進行恒流放電,到達設定時間或者終止電壓能自動停止,避免蓄電池惡性的深度放電。有的設備在放電過程中還能夠自動監(jiān)測單體電池的電壓等參數(shù),并通過后臺分析軟件可對采集的數(shù)據(jù)進行綜合分析,可生成、顯示、打印、預覽電壓曲線圖、電流曲線圖、單體曲線圖、容量分析圖、檢測數(shù)據(jù)等圖形和報表。6小結
本文對電力系統(tǒng)直流蓄電池運行及維護進行了探討,通過加強對蓄電池的日常使用和維護,增強直流系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性,達到增強供電的可靠性,這對全網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重要意義。
參考文獻
GFM系列閥控密封鉛酸蓄電池安裝維護手冊雙登集團
容量與溫度的關系
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