南都电源技术交流材料

南都电源技术交流材料求是崇德励学精业------黄晓清引述今年受电煤短缺及煤炭质量下滑等因素影响，山东电网最大电力缺口为1022万千瓦，接近全省电力需求的三分之一，山东遭遇了十年不遇的“电荒”，用电形势异常严峻。在秋季又面临电网线路检修的停电挑战，所以做好蓄电池的维护工作凸现重要。交流内容一、电池运行主要术语及特殊维护二、参数合理设置，电池正确维护三、使用维护及常见问题分析四、其他综合交流第一部分电池运行主要术语及特殊维护运行主要术语►一）、电池容量►二）、运行电压►三）、失效模式►四）、均充周期►五）、均充时长►六）、复位电压►七）、均浮充转换►八）、温度补偿►九）、下电电压主要术语一）、电池容量容量的定义：容量的界定：影响容量的因素：放电率、放电制度（次数、深浅度）、终止电压、温度容量不足的分析：欠充、过放（长时间累积小电流运行）、硫酸盐化、失水二）、运行电压开路电压：定义工作电压：定义浮充电压：定义及原则均充电压：定义及作用浮充电压的定义浮充使用时电池的充电电压必须保持一个恒定值，在该电压下，充电量应足以补偿电池由于自放电而损失的电量及氧循环的需要，保证在相对较短的时间内使放过电的电池充足电，可以使电池长期处于充足电状态，该电压的选择应使电池因过充电而造成损坏达到最低程度，故称为浮充电压。浮充电压的设置原则►浮充电流足以补偿电池的自放电损失►保护板栅不致于很快腐蚀►尽量减少O2与H2析出，并减少负极盐化►考虑其它的设计影响因素►浮充电压的温度补偿►浮充电压对VRLA电池使用寿命的影响（具体值参考厂家各型号电池的用户手册）均充电压►定义：均充电压就是在原有浮充的状态下提高充电器的工作电压。►目的：确保电池容量的饱和度防止电池的极板钝化预防落后电池的产生使极板较深部位的有效活性物质得到充分还原不同负载情况下的终止电压放电电流（A）放电终止电压（V/单格）48V系统►I＜0.025C101.9747.3►0.025C10≤I＜0.05C101.9246.1►0.05C10≤I＜0.1C101.8744.9►0.1C10≤I＜0.2C101.8344►0.2C10≤I＜0.5C101.7542►如果电池深度放电不及时充电或充电期间又遇停电，这种频繁的未充足电量而又放电的现象，很短时间内将使电池失去部分容量，严重时出现早期容量损失而报废三）、失效模式►干涸失效模式气体再化合的效率低；电池壳体中渗出水；板栅腐蚀消耗水；自放电损失水。►早期容量损失：a不适宜的循环条件，诸如连续高速率放电、深放电、充电开始时低的电流密度；b缺乏特殊添加剂如Sb、Sn、H3PO4；c低速率放电时高的活性物质利用率、电解液高度过剩、极板过薄等；d活性物质视密度过低，装配压力过低等热失控的失效模式工作环境温度过高/充电设备电压失控/充电量增加内部温度升高/电池内阻下降/充电电流又升高/内阻进一步降低/恶性循环措施：①充电设备应有温度补偿功能或限流；②严格控制安全阀质量，以使电池内部气体正常排出③蓄电池要设置在通风良好的位置，并控制电池温度，排列不宜过于紧密（10MM以上）。►负极不可逆硫酸盐化经常处于充电不足或过放电，负极就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅，它几乎不溶解，用常规方法充电很难使它转化为活性物质，从而减少了电池容量，甚至成为蓄电池寿命终止的原因，这种现象称为极板的不可逆硫酸盐化。为了防止负极发生不可逆硫酸盐化，必须对蓄电池及时充电，不可过放电►板栅腐蚀与伸长浮充电压过高，除引起水损失加速外，也引起正极板栅腐蚀加速充放过程中活性物质的转换，密度不一致，造成软化脱落等过放电对电池极板的影响过放电容易造成电池反极过充电对VRLA电池寿命的影响特殊时期的特殊维护如何更好的对电池充电?现状：容量不足、过放、欠充要求：合理维护、正确使用如何做？改善电池的充电状态以提高电池的使用寿命！改善电池的充电状态：►提高电池的充电电压，以提高其充电接受能力►调整转均充容量比►适当提高电池的容量►采用脉冲充电方式提高电池的充电电压，以提高其充电受能力►放电深度►充电电流►充电电压►充电时间102030405060708090100--0246810121416182022242628303234充电时间（h）放电深度（％）0.10C10A,2.23VPC0.15C10A,2.23VPC0.10C10A,2.35VPC0.15C10A,2.35VPC上图说明的是在不同放电深度下，用2.23V恒压、0.1C10A与0.15C10A限流，以及2.35V恒压、0.1C10A与0.15C10A限流等四种方式充电的时候，充足电所需时间条件作用可以看出，提高充电电压可以大大缩短充电时间，即提高了充电效率调整转均充容量比：►调整参数，放电后即转入均充►建议设置为5%-10%范围适当提高电池的容量►防止过放：及时充电►增加电池容量：增加电池数量。►提高终止电压：1小时率为1.75VPC；10小时率为1.8VPC。采用脉冲充电方式：►概念：►作用：能缩短充电时间（5小时）；消除极化效应，真正“充满”电池；提高电池充电接受能力；改善板栅腐蚀层结构；减少腐蚀层电阻。第二部分参数合理设置，电池正确维护►内容大纲一、通信电源系统对铅酸蓄电池的要求二、VRLA电池对设备的要求三、影响阀控电池寿命的关键因素四、正确使用VRLA电池五、参数设置及维护要求六、合理的充电制度►七、恰当的测试方式通信电源系统备用油机移动电站10kV变电站10kV变电站(a)市电油机转换通信电源交流配电低压配电DC/AC蓄电池AC220V/380VAC220V/380V380VAC(b)UPSAC220V/380VAC220V/380V(c)(b)一般负荷保证负荷(a)(b)(b)通信空调直流机房整流器380VAC(b)通信机房直流配电(a)(a)DC/DCDC48V机架一、通信系统对铅酸蓄电池的要求(1)通信系统对铅酸蓄电池的要求(2)二、VRLA电池对充电设备的技术要求►稳压精度:指在输入交流电压或者输出负载电流这两个扰动因素变化时,其充电设备在浮充或者均充电压范围内输出电压差的百分数.精度优于1%.►自动均充功能►具有温度自动补偿功能►具有恒压、限流功能►具有智能化管理功能合理配置充电设备容量►VRLA电池总容量的设计►VRLA电池的最大充电电流►开关电源整流模块数设置三、影响阀控电池寿命关键因素►温度►循环次数温度对电池寿命的影响由于阀控密封铅酸蓄电池本身散热条件比较差，热量积累的增加引起恶性循环易造成热失控。当环境温度超过25℃时，温度每升高10℃，使用寿命将减少一半，所以当环境温度在非25℃时，温度每降低一度浮充电压应增加3mv/只，以防出现亏电现象，温度每升高一度，浮充电压应降低3mv/只，防止过充电现象。采取这些措施可以适当延长电池的寿命。寿命和环境温度的经验关系：t25＝tT×2（T－25）/10其中：T为电池在实际运行时的环境温度；tT为在环境温度为T时，电池的设计寿命；t25为在环境温度为25℃时，电池的设计寿命；以上公式在10—40℃范围内有效。循环次数与电池寿命的关系电池在使用初期，容量上升，第5-6个循环时容量达到设计容量的100%，以后随着循环次数的增加，容量将不断衰减，直到电池寿命终止92939495969798991001011235791113151719循环次数（次）剩余容量四、正确使用阀控电池►电池的储存►准确的安装►正确的参数设置►理想的运行环境电池的储存►蓄电池在开路状态下储存，因为自放电容量有一定的衰减，3个月以后，剩余容量为94%左右，随着时间延长，损失愈发明显，不及时充电，可能产生不可逆硫酸盐化，影响蓄电池寿命。►蓄电池储存3个月后应进行补充电，最长储存时间不得高于6个月。►环境要求：通风、常温、干燥、清洁电池的安装►注意安装场地的合理承重要求►注意电池组与整体环境的协调►注意电池的出线方式►注意电池间连接系统的安全性能►推荐卧放注意安装时电池间隙正确的参数设置浮充电压均充电压均充周期浮充转均充条件均充转浮充条件理想的运行环境►常温、最好有空调►智能开关电源控制►通风、无阳光直射、现场整洁►有专业人员负责维护五、参数正确设置(LSE系列)参数名称一类到三类供电四类及四类以上供电浮充电压（V）5454均充电压（V）56.456.4充电电流（A）0.1C100.15C10限流值（A）0.15C100.2C10高压告警值（V）57.660低压告警值（V）4647浮充电压温度补偿（mV/℃只）-3-3均充电压温度补偿（mV/℃只）-5-5高温告警（℃）3535脱离电压（V）4445复位电压（V）4950均充周期（天）9030均充时间（h）2424浮充转均充条件（mA/Ah）大于50大于50退出均充条件（mA/Ah）小于5小于5不同负载情况下的终止电压设置放电电流（A）放电终止电压（V/单格）48V系统I＜0.025C101.9747.30.025C10≤I＜0.05C101.9246.10.05C10≤I＜0.1C101.8744.90.1C10≤I＜0.2C101.83440.2C10≤I＜0.5C101.7542►如果电池深度放电不及时充电或充电期间又遇停电，这种频繁的未充足电量而又放电的现象，很短时间内将使电池失去部分容量，严重时出现早期容量损失而报废放电电流与容量的关系维护要求►保持环境清洁、通风►常温使用，温差大，最好能安装空调►绝缘操作，防止短路►标明极性、电池编号►每月进行电池外观检查►每半年检查一次连接系统牢固性►每月测试一次蓄电池浮充电压►前三年，每年测试内阻，三年以后，每季度依次内阻测试►前三年，每年测试一次容量，五年以后，一年两次全容量测试►遵循原则：设置正确、卫生清洁、电池均充、连线紧固、正当测试六、合理的充电制度恒压限流恒流充电恒压充电不同放电深度充电所需时间放电深度（％）恒流充电电流（A）恒压充电电压（V）充足电时（h）200．1C1000．125C102．351210500．1C1002．351816800．125C102．3520181000．1C1002．352422恒压限流充电曲线七、恰当的测试方式容量测试内阻测试电压测试容量测试方法离线测试在线测试智能放电测试离线测试►脱离供电系统，使用假负载放电►优点►安全、可靠►可自由选择放电电流，数据准确►可进行深度放电►缺点►操作比较复杂►充电难度较大在线测试►不关断整流器，调整浮充总电压设置到46V，由蓄►电池直接对真实负载供电。►优点►方便操作►安全性高►缺点►放电电流受到限制►需进行容量换算智能放电测试►采用智能放电负载，对蓄电池端电压变化随时进行跟►踪，能很方便的分析出蓄电池组的剩余容量。►优点►测试时间短►测试结果一目了然►缺点►要求高，需具备智能监控仪、假负载、原始数据和蓄电池容量曲线►目前还不是十分成熟内阻测试►采用内阻仪或电导仪，测试单体电池的内阻或电导值，与参考值，比较推算剩余容量。►优点►简单、方便、迅捷►测好不测坏，数据有指导意义►缺点►测试数据所受影响因素较多►内阻值与容量的对应性很差►作为辅助的测试工具，特别是对移动基站的测试，是十分有效的。第三部分使用维护及常见问题分析一、产品问题二、电池鼓胀三、落后电池的判断四、电池白色结晶问题分析五、电压不均问题分析及解决措施六、基站电池容量不足的问题分析七、维护工作中应注意的重要问题一、产品问题►产品本身问题包含许多因素，诸如工艺设计的误差，材料累积误差，人为操作误差等等。►电池作为一种化学性质的消费品，其质量在使用中是难免存在问题的。它毕竟只是一种能源设备，作为备用电源是不能对它用太教条的标准去对待的，要从客观的因素、多角度去考虑和分析。因为产生质量问题的原因不是唯一的。二、电池鼓胀►原因分析：过充、热失控、安全阀闭合的问题、电池间隙过小等。电池在强烈过充电情况下电池内部就会析出大量气体，来不及从阀体排出，从而电池内压过大，因为电池是密封的，压力超过电池壳体材料耐压极限时就会出现变形鼓胀（