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蓄电池的使用维护技术支持
作者:管理员    发布于:2018-10-16 12:00:04    文字:【】【】【】浏览 (394)

      蓄电池在电力系统、厂矿企业、通讯机房等领域得到广泛的应用。在供电系统中直流屏提供开关的操作和保护控制电源、事故照明等、在分厂的UPS电源为PCL、DCS等控制系统提供备用电源。如配备的电池失效,将造成开关拒动、监控系统、自动控制系统瘫痪等情况,造成不同程度的影响和损失,因此做好电池的维护使用具有重要的意义。

  1 蓄电池基础知识

  电池是一种电的贮存装置,当两种金属(通常是性质有差异的金属)浸没于电解液之中,它们可以导电,并在“极板”之间产生一定电动势。电动势大小(或电压)与所使用的金属有关,不同种类的电池其电动势也不同。铅酸电池是指以二氧化铅作正极、活性铅作负极、稀硫酸作电解液的电池。它由电池壳、正负极板、电解液、隔板等部分组成。铅酸蓄电池充放电过程的化学反应如下:

  放电充电

  PbO2+2H2SO4+Pb≒2PbSO4+2H2O

  上面充放电的可逆方程表达了铅酸蓄电池具备充电储能和放电的特性,每个单体电池具有2V电动势。使用时,可以串联电池来获得所需较高电压,也可以并联电池来获得所需要较大容量。

  按铅酸蓄电池中电解液存在的方式,铅酸蓄电池分为开口式(富液)铅酸蓄电池和阀控式(贫液)密封铅酸蓄电池。阀控式铅酸蓄电池的工作原理是:气体再化合,即正极产生的氧气,通过AGM隔板中的孔隙(或胶体的裂缝)与负极活物质和稀硫酸进行反应,再化合成水,同时使负极板的一部分处于放电状态,从而抑制氢气的产生。只要正极板氧气的产生速度不超过负极板对氧气的吸收速度,电池中不会有多余气体产生,电池中的水也不会损失,就可实现密封。在蓄电池实际使用过程中,总有少量的气体不能被再化合,为防止电池内部压力过大,在电池盖上安装单向阀,排除电池内部多余的气体,这就是所谓的阀控。

  阀控式密封铅酸蓄电池具备低维护特点,因此目前在直流系统和UPS中普遍使用了阀控式密封铅酸蓄电池,

  电池的基本参数包括:电池电动势、开路电压、终止电压、工作电压、放电电流、容量、比能量、电池内阻、储存性能、使用寿命(浮充放电循环寿命等);性能指标包括:放电电流、耐过充电能力、容量保存率、密封反应性能、安全阀动作、防爆性能、防酸雾性能等。

  2 电池使用的基本要求

  (1)环境要求

  电池必须在规定的环境温度范围内应用,超出规定温度范围必须降底温度使用;电池应安装在相对湿度≤70%、通风、散热、无酸、碱或其他腐蚀性气体的空间中,严禁安装在完全密封的环境中。

  (2)安装要求

  安装位置:电池安装时应尽量与设备的其他部分隔离,尽量避免直接与印刷电路板连接,当因设计,空间限制或其他任何原因不能达到此两项要求时,至少应使电池位于设备或单板的下端,以防止电池在意外情况下发生漏液腐蚀设备部件或单板;

  (3)空间尺寸:安装电池的空间应能满足电池的外形尺寸并有一定余量,方便电池的安装,同时考虑尺寸的兼容性;

  连接:电池与设备或单板之间连接件长度应尽量小,以减少压降;连接件的横截面积以能长期承受电池充电或工作电流2倍的电流为原则。

  (4)存放要求

  蓄电池应在完全充电条件下保存于干燥、洁净、阴凉的环境中;蓄电池存放若要达6个月或更长的时间,则需要定期对蓄电池进行补充电;蓄电池存放环境温度保持在30℃以下。

  (5)蓄电池的选购

  目前蓄电池的品牌较多,由国内和国外的品牌,选择一定根据实际使用环境选择性价比较高的品牌,切不可图一时的便宜选择小品牌厂家,甚至假冒产品,采购前要充分进行品牌调查,了解品牌知名度、业绩和售后服务等方面,通过货比三家,选购出性价比高的产品。

  3 蓄电池的运行维护

  (1)免维护不是不维护

  阀控式密封铅酸蓄电池已经在各行业普及使用。对阀控式密封铅酸蓄电池维护技术的认识也在不断地深化完善。从当初的免维护到少维护,到目前监控条件下的重维护。

  当前,监控检测手段的可靠性,测量精度,电池的充电控制模式等方面的功能还不十分完全同蓄电池的实际使用要求相吻合。不能完全依赖于用监控数据结果作为判断蓄电池实际运行状况的标准,就可能发现蓄电池当前运行中的隐患问题。

  电池的实际状况会与我们监控测试得到的数据产生很大差别。较为正确的方法是除了日常的监控测试外,还应加强对阀控式密封铅酸蓄电池进行定期维护。正确找到智能化充电设备的工作参数设置与蓄电池实际应用参数之间的差别。进行修正,使电池系统能经常运行在安全可靠的工作状态。阀控式密封铅酸蓄电池与开口式蓄电池相比的优点是减轻了对电池维护的劳动强度。但日常的充电维护工作仍是不可缺少的。

  (1)新电池使用

  新电池在投入使用后,首先要进行补充充电(即均充电)。在25℃时电压值为2.35V/单体±0.02V。充电时间在16~20小时左右。如果不在标准温度时应修正其充电电压。只有在蓄电池充足电的情况下才能进行核对容量试验,同时应按蓄电池充放电标准进行,即初次容量按95%核对。

  应当说明的是,由于电池极板活性物质从表面到内部进行充分的化学反应时需要一定的时间,因此建议两次充放电时间间隔应大于10天(深度放电情况下)。充电时间越长则放电深度相对可深一些。

  (2)浮充电

  阀控式密封铅酸蓄电池的浮充电压值在25℃时为2.25V±0.02/单体。建议取在2.25V~2.26V/单体,即比中心值略高一点。

  浮充电压选取的标准为:除满足电池充电时自身的放电及氧复合需要的能量外还必须对电池短期放电后能充足电。否则电池长期浮充时,将会处于欠充电状态。放电时引起容量不足。

  同一品牌的蓄电池,在不同的环境和不同的维护条件下使用时,实际使用寿命会相差很大。而对其影响因素就是不为人们所注意的蓄电池长期工作时的浮充电压值。

  因此对维护人员而言必须了解充电方法对蓄电池使用寿命的影响程度以及如何根据蓄电池的实际使用情况而及时调整充电器对蓄电池的充电参数。

  (3)定期进行均充电

  均充电压采用2.35V/单体±0.02V。每隔三个月到6个月应均充电一次,均充电时间一般为8~12小时。

  定期均充电的目的是:消除温度变化而没有及时修正浮充电压变化的影响;蓄电池组常放电但浮充电压不能在规定时间内对其充足电;浮充电压值因设备使用电压限制而取得较低时;无人值守机房,不常检测到浮充电压变化的;电池系统中个别单体电池电压≤2.20V;电池储存期超过6个月以上。

  (4)定期进行治疗性或核对性放电试验

  蓄电池系统长期处于浮充工作时,由于负极活性物质的过量设计及氧复合的存在,致使负极板总有一部分活性物质处于充电不足状态,又由于长期浮充电流值较小而不足以使极板内部的活性物质得到充分的电化学反应而引起极板内部活性物质硫酸盐化,因而降低了负极板容量,使电池使用寿命受到影响。为了避免上述现象出现,对于长期处于浮充电工作状态的电池系统应视工作状态不同而采取每6个月或12个月进行一次治疗性放电试验。当6个月放电一次时放电深度可浅些,宜采用30%~40%左右,若12个月进行放电试验时可适当加深一些,宜为50%~60%,深度加深后会容易发现蓄电池组中出现的故障单体电池。

  如果通过放电试验发现蓄电池组中有落后单体时,则可以通过对蓄电池组充放电或单体活化进行补救,以确保蓄电池组的安全可靠运行。

  4 结束语

  加强蓄电池的科学使用和维护管理,使电力工矿企业的直流和UPS供电系统工作正常,不仅可以保证直流电源和UPS的供电正常,在事故停电情况下也发挥应有的作用。同时还能延长蓄电池的使用寿命,降低了投资成本,使用单位达到了节约增效的目的。


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