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蓄电池的正确使用和维护

日期:2021-03-06 09:53
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摘要:
蓄电池的正确使用和维护
1 前言
  蓄电池是电力系统中直流供电系统的重要组成部分,为电力系统中二次系统负载提供安全、稳定、可靠的电力保障,确保保护设备、通信设备的正常运行。因此,如何保证蓄电池组的稳定性和实际容量,是直流系统维护的重要工作。近年来,由于阀控式铅酸蓄电池具有容量稳定、体积小、易于安装等优点,被广泛应用。本文就阀控式铅酸蓄电池的使用、维护等几个方面作一阐述。
2 影响蓄电池容量的几个因素
2.1 合理的充电管理制度
  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;二是均衡充电方式。
  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要定期或者必要时对蓄电池组进行均衡充电。
  从维护单位实际执行情况看有很多不合理的充电管理制度导致电池组运行长期亏电、充电不足、容量早期损失。如电池组浮充电压设置低,导致电池组浮充充电不足,电池组放电时放不出额定容量,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。再就是均衡充电制度贯彻没有得到落实,不论运行实际情况或运行时间长短均采用浮充充电方式,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,导致电池组达不到额定容量。 
 
2.2容量与温度的关系
  典型阀控式铅酸蓄电池放电容量与温度的关系如图1所示。工作温度在25℃左右达到100%额定容量,工作温度增高至30℃容量超过100%,相反工作温度降低至-20℃是电池容量减小至60%额定容量。


图1 蓄电池容量与温度的关系
 
 
2.3蓄电池容量与内阻的关系
  国内外的很多资料表明电池的内阻大小与电池所处的状态有关,与电池的剩余容量有关。电池处于放电状态时,随着剩余容量的减少,电池活性物质也在减少,结果使得电池的内阻增加。国内外许多研究资料表明,电池内阻与电池剩余容量有关,且与电池剩余容量成反比关系,如图2所示。
2.4蓄电池容量与放电率的关系
  阀控式铅酸蓄电池随着放电电流的增加,电池容量降低。这是因为,电流在极板上的分布是不均匀的,电化学反应电流优先分布在离主体溶液*近的表面上,这样就导致在电极表面形成硫酸铅而堵塞孔口,电解液扩散困难,不能充分供应多孔电极内部的需要,因而在大电流放电时,活性物质沿厚度方向作用深度有限,电流越大其作用深度越浅,活性物质被利用的程度越低,蓄电池所给出的容量也就越小。又由于极化和内阻的存在,在高电流密度下电压降损失的增加,使蓄电池端电压迅速下降,也是使容量降低的原因。


图2 蓄电池容量与内阻的关系
 
 
3 蓄电池日常检查和检测
3.1 月度保养
  每月完成下列检查:
  (1)保持电池房清洁卫生;
  (2)测量和记录电池房内环境温度;
  (3)逐个检查电池的清洁度、端子的损伤及发热痕迹、外壳及盖的损坏或过热痕迹:
  (4)测量和记录电池系统的总电压、浮充电流。
3.2 季度保养
  (1)重复各项月度检查;
  (2)测量和记录各在线电池的浮充电压,若经过温度校正有两只以上电池电压低于2.18V,请与厂家联系。
  (3)定期测试蓄电池内阻,并进行整组蓄电池内阻测试分析,及时发现“落后”电池。
 
3.3 年度保养
  (1)重复季度所有保养、检查;
  (2)每年检查连接部分是否有松动;
  (3)每年电池组以实际负荷进行一次核对性放电试验,放出额定容量的30%~40%;
3.4 三年保养
  每三年进行一次容量试验,到使用六年后每年做一次,若该组电池实放容量低于额定容量的80%,则认为该电池组寿命终止。
4 蓄电池内阻测试的方法
4.1蓄电池内阻测量的常见方法
  目前测量蓄电池内阻的常见方法有:
  (1)直流放电法
  直流放电法就是通过对电池进行瞬间大电流放电,测量电池上的瞬间电压降,通过欧姆定律计算出电池内阻。
  (2)交流注入法
  交流法通过对蓄电池注入一个恒定的交流电流信号,测量出蓄电池两端的电压响应信号,以及两者的相位差,来确定蓄电池的内阻。
 
 
4.2蓄电池内阻测试的必要性
  虽然很多研究人员对采用蓄电池内阻估算蓄电池容量存在着不同的看法,但定期进行蓄电池内阻测试仍然是蓄电池维护的重要工作,欧姆测试技术在蓄电池维护方面得到广泛使用,它能节省维护成本,并提供更多蓄电池的相关信息。欧姆测试法已被IEEE列为“阀控密闭铅酸蓄电池(VRLA)的维护、测试和更换的推荐办法”中的一个部分。现在,IEEE已经更新其标准1188-1996为11882005,其5.2.2条仍然规定每个季度测试一次电池/单体的内部欧姆值。
  (1)有助于对蓄电池组中单体蓄电池的横向比较,目前各种蓄电池内阻测试设备的测试结果可对该组蓄电池进行单体比较,从而有助于发现整组蓄电池中的“落后”电池;十几节甚至几十节串联的电池组,只要一节过早损坏,如不及时发现,则时间一长,就会导致整个电池组报废。
  (2)借助于计算机技术可实现单体蓄电池不同时期的纵向比较,对测试数据发生突变的单体电池进行重点监测,有助于对整组蓄电池的寿命进行客观评价,从而保证整组蓄电池容量,有效保障设备安全运行。
4 蓄电池核对性放电
  在中华人民共和国电力行业标准蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程中(DL/T724-2000)明确规定了对蓄电池要定期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。
  阀控蓄电池核对性放电周期是新安装或大修后的阀控蓄电池组,应进行全核对性放电试验,以后每隔2~3年进行1次核对性试验,运行了6年以后的阀控蓄电池,应每年作1次核对性放电试验。
  目前国内很多蓄电池放电设备能够完成自动蓄电池核对性放电。这些设备能够实现按照设定的电流进行恒流放电,到达设定时间或者终止电压能自动停止,避免蓄电池恶性的深度放电。有的设备在放电过程中还能够自动监测单体电池的电压等参数,并通过后台分析软件可对采集的数据进行综合分析,可生成、显示、打印、预览电压曲线图、电流曲线图、单体曲线图、容量分析图、检测数据等图形和报表。
5 小结
  本文对电力系统直流蓄电池运行及维护进行了探讨,通过加强对蓄电池的日常使用和维护,增强直流系统的安全性和稳定性,达到增强供电的可靠性,这对全网安全稳定运行具有重要意义。
 


合作媒体:中国电力通信网 作者:**恒瑞 保定市**恒瑞测控有限公司