FirstPower一电蓄电池维护全面解决方案

FirstPower一电蓄电池维护全面解决方案

FirstPower一电蓄电池是重要的电源保障系统，为不间断运行设备提供了可靠的支持。在市电断电的情况下，蓄电池可为设备供应电，使系统能正常运转。目前，电力、通信、铁路等行业大量使用的是免维护阀控式密封铅酸蓄电池

4,1 充电方法

对电池来讲很重要，不正确的充电方法会对电池过充或欠充，影响电池的性能和寿命。常用的充电方法有以下两种:

A、恒压限流充电

B、恒流充电

4.2 恒压限流充电

对阀控铅酸电池，该充电方法是最好的充电方法。控制的充电电压与环境温度和电池的使用方式有关。

备用电池充电：2.23 ~2.30/单格，在25℃时，
循环用电池充电：2.40~2.50/单格，在25℃时。

注：最大开始充电电流一般定为不大于0.3CA。

(图 5、6)为电池充电曲线图，由图可以看出，在25℃下当电池的充电电压为2.30V/单格时，电池充满电时，充电电流下降为0.5~4mA/AH，保持不变。当电池充电为2.40V/单格时，电池充满电时，充电电流下降为3~10MA/AH，保持不变。

4.3 恒电流充电

使用该方法对电池充电时，注意电池充满电时必须立即切断充电电源，否则会造成电池过充电，而损害电池性能和寿命，采用恒电流充电时，充电电流一般不大于0.1CA，当充电电量达到上一次电池放电量的1.07~1.15倍时，即对电池充足电。

温度对电池充电电压的影响：由于化学反应随温度的升高而加速，随温度的降低而变慢。

为了防止对电池过充或欠充，当电池环境温度不在15℃~35℃范围时，则需对电池充电电压进行调整。 调整方法为：以25℃为基准，电压调整系数为：
±3MV/℃ 单格（备用电池）
±4MV/℃ 单格（循环用电池）

例如：某UPS采用8只12V65AH做备用电池

夏天时电池机房温度为40℃。则充电电压由8×6×2.30=110.40应降为：

冬天时电池机房温度降为10℃， 则充电电压应由110.40V提高为： 

（图 7）为电池充电电压和温度关系曲线图。

4.4 充电时间

对备用的电池来讲，当电池供电后，对电池重新充满电所需要的时间，一般不少于24h。对循环用电池来讲，如果知道上一次的放电量及初始充电电流，可以按如下公式计算出环境温度为25℃时需要的充电时间。

A、当放电电流大于0.25CA时： 

B、当放电电流小于0.25CA时： 

注： Tch= 电池充满电所需的充电时间（小时）
      Cdis = 电池上一次放电的电量（安时）
        I = 最大初始充电电流（安培）

3.1 放电终止电压

为了保证电池的安全和最大的使用寿命，电池放电时要设定适当的终止电压。电池的放电终止电压与电池的放电电流大小有关，放电电流大，电池终止电压可以低一些，反之放电电流小，电池终止电压要高一些。（表2）为在不同的电率下推荐放电终止电压。

表2

放电电流	放电终止电压(VPC)
小于 0.1CA	1.75
0.11-0.17CA	1.70
0.18-0.25CA	1.67
0.26-1CA	1.60
大于1.1CA	1.30

3.2 放电容量

电池的放电容量主要与放电电流和环境温度有关
电池容量与放电电流的关系：(图1、2、3) 为FP、LFP、CFP型号电池，在不同放电率条件下所放出的容量，从图可以看出，放电倍率越大，电池所能放出的容量越小。

3.3 电池容量与环境温度的关系

在放电电流不变时，环境温度高，电池放电容量多，反之，环境温度低，电池放电容量少，（图 4）为电池容量和温度关系曲线图。

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　　一、FirstPower一电蓄电池的应用情况

　　蓄电池是重要的电源保障系统，为不间断运行设备提供了可靠的支持。在市电断电的情况下，蓄电池可为设备供应电，使系统能正常运转。目前，电力、通信、铁路等行业大量使用的是免维护阀控式密封铅酸蓄电池VRLA（Valve-RegulatedLead-Acid）。

　　二、蓄电池常见故障、维护要求和维护现状

　　免维护阀控式密封铅酸蓄电池的免维护只是指不需要加水，并不指不需维护。蓄电池在使用过程中，由于长期处于浮充状态下，将出现活性物质脱落、电解液干涸、极板变形、栅极腐蚀及硫化等现象，导致蓄电池容量降低甚至失效。在我们检测中也常常发现实际容量只有标称容量的60%左右。这些现象是蓄电池中最常见的故障。

　　FirstPower一电蓄电池维护的基本要求：新电池投入使用时，要做工程验收，做容量试验，确定蓄电池的容量是否与额定容量一致；

　　1、电池投入使用后，要求保持适宜的工作环境温度；

　　2、要求定期测量各电池端电压，当各电池压差过大时，要进行均充；

　　3、要求定期对电池进行试探性容量试验或深度放电，以便检查电池组的性能优劣以及保持电池的活性。

　　一般来说，正常使用的蓄电池寿命应在8年以上，实际上很多蓄电池在投入后不久就开始出现故障，除部分电池在制造工艺上存在先天缺陷外，另一个主要原因是后天缺乏必要的、科学的维护造成的。值得注意和思考的是，许多部门维护蓄电池的主要问题是缺乏必要的测试维护手段。技术人员无法掌握自己系统UPS后备电池的健康状况，给UPS系统正常工作留下隐患。有关数据表明，国内90%以上的蓄电池缺乏必要的维护，95%以上的UPS电池没有安装监控设备。在实际使用过程中只有很少用户定期检查蓄电池并对蓄电池作定期容量测试，很多情况下是在市电停电后才发现蓄电池放电容量达不到设计要求，甚至有的电池组在容量低于额定容量的50%的情况下还在继续工作！其风险性可想而知。中国网通、中国电信和中国联通等大型通信公司都在重要枢纽建立了相应的蓄电池监控系统，使得蓄电池在受控状态下运行。但受控状态的蓄电池只占其中一部分，并且受控电池只能知道浮充电压，不知道容量。由于条件所限，对于电池的性能优劣及各节电池的剩余容量等重要数据还是无从知晓。

　　三、FirstPower一电蓄电池的维护方法

　　1、测量浮充电压法

　　浮充电压设置的高低对电池的寿命具有相当重要的影响。理论上要求浮充电压产生的电流量需达到补偿自放电及电池单放电量和维持氧循环的需要。不合理的浮充电压会出现以下两方面的问题：一是浮充电压过高会引起电池正极腐蚀和失水，使电池容量下降；二是浮充电压过低，会使电池充电不足，引起电池落后，严重时会出现电极硫酸盐化。浮充电压值需要根据厂家说明书的要求而设定。测量浮充电压并及时作出调整是蓄电池日常维护的一项简单而重要的工作，但是测量浮充电压并不容易找出落后单体电池。在正常的情况下，浮充电压比较平均，但是进行放电试验就可以很容易找出落后电池。以2V电池为例，在没有放电之前，各电压值基本一致，但大电流放电后，就可以发现落后电池的浮充电压快速下降。从曲线(图一)中可以看出，7号电池为落后电池，需要进行维护。对于浮充电压来说，如果浮充电压比标称浮充电压低超过11.5%，该电池就需要进行更换或进行容量实验。

　　2、容量测量法

　　容量测量法是静态放电，对电池进行容量试验能较好地掌握电池的性能。此外，如果电池组长期处于浮充状态，极易造成电极硫化，性能下降，使电池内阻增大、电池容量下降，因此静态放电也可用于电池组的日常维护、活化，有利于电池容量的恢复保持，延长电池的使用寿命。容量测试法可以采用蓄电池检测仪或自动负载箱进行恒流放电。当测试到某一单体电池电压提前下降低于标称电压的88.5%时或总电压低于88.5%时就停止放电。计算电池的放电容量为：放电电流×放电时长，如果放电容量低于额定容量的80%，则需要进行查找落后电池，如果有多个单体电池低于要求则需整组更换。如果某一节电池电压讯速下降到原电压的88.5%，这节电池性能有问题，需要进行活化实验，若容量低于80%，则更换该单体电池。如图二所示为24节单体电池8小时放电曲线。图中7号电池充电不足，曲线异常，需要均充。

　　3、在线检测法

　　在线检测法需要使用电池检测仪，其检测原理为：采用短时间大电流放电，通过检测仪采集到的单体电池的电压、放电电流等数据，利用电池内阻和放电率等特性分析出每节电池的优劣。如果某单体电池内阻比基线数据高20%~50%作单体容量测试；若高出50%，则无需再测试，更换该单体电池。近几年国内公司推出的蓄电池检测仪，性能与国外的产品差不多，价格有较大的优势。

　　四、FirstPower一电蓄电池维护全面解决方案

　　如何对阀控式铅酸蓄电池建立起一套行之有效的维护检测管理方法，一直是广大维护人员所关心的问题。蓄电池全面维护是一项繁重的工作，拥有一种先进的工具，以减轻工作强度，是广大维护人员一直以来的期盼。

　　十几年来，石家庄凯翔电气有限公司一直在从事蓄电池检测仪，交、直流电源检测的研究工作，推出蓄电池维护全面解决方案。在电力有关部门及河北省通信公司各分公司的大面积使用取得了良好的效果，在这里介绍给大家。

　　在蓄电池维护全面解决方案中，有以下四个系列产品：智能蓄电池检测仪、电池组参数在线监测仪、高压直流负载箱和便携式自动负载箱。

　　智能蓄电池检测仪是对48V、220V、400V蓄电池组及各种直流电源设备维护及容量检测、新电池工程验收和定期深度放电的仪器。将单体电池、电池组的检测和放电合二为一，具有设计新颖、体积小、功能强、可靠性高等特点。在放电的同时自动保存检测数据，通过配套软件可以绘出各种图形和曲线，结合专家诊断结果判断出落后电池和电池容量。检测仪功耗元件采用新材料组件，功率密度高，无红热现象，过热自动保护，安全、寿命长。

　　蓄电池的寿命取决于电池的充放电次数，随着充放电次数的增加，电池的内阻增大，放电能力减小，当达到一定程度时，这种变化加快。因此长期跟踪、测试，定期对电池进行“身体检查”并长期进行寿命管理，提前预报不良电池，避免由于电池寿命已到，造成系统瘫痪是极其重要的。选用电池组参数在线监测仪对单体/整组电池的电压、电流、温度进行在线巡回检测，通过电压、电流的变化，得到各单体的动态内阻特性，再结合放电率计算出每个单体特性值，与PC机分析软件提供的该品牌良好的电池特性值相比较，分析出每个单体的优劣状态。并可以与电源集中监控系统接口，将检测的数据上传，实现远程监控。

　　也可以采用高压直流负载箱或便携式自动负载箱实现恒流放电，完成容量测试。

　　高压直流负载箱和电池组参数在线监测仪配合使用或者使用智能交流负载箱即可实现对UPS不间断电源的测试。

　　五、FirstPower一电蓄电池使用时需注意问题

　　由于蓄电池内部含有化学物质，并且存储了大量的能量。由于蓄电池是串连使用总电压，最高可达数百伏。如果稍有不慎，可能造成严重后果。在使用时，除了保证人员安全外，还需要注意保护好蓄电池本身的健康，为我们提供一个安全保障。仔细阅读蓄电池使用手册，尽量做到以下几点：

　　蓄电池有腐蚀、破裂、变形、发热或其他异常现象，停止使用，以免发生危险。

　　避免小孩接近任何静置或充电中的蓄电池。

　　因蓄电池充放电时会产生可燃气体氢气，存放地方需要通风，防火。

　　以下为蓄电池使用温度范围，超出此范围可能会缩短蓄电池寿命或毁损，尽量满足以下温度要求∶

　　充电∶0～40℃放电∶-20～50℃

　　保存∶-20～40℃

　　将蓄电池置于高温(50℃以上)之场所，如阳光直射、引擎室或锅炉室内，会缩短蓄电池寿命。置于温度过低之环境中亦会降低电池性能，建议最佳温度在20～25℃，在这个温度间，对电池最有好处。

　　放电电流不可超出限定值，以免漏液、发热、爆炸等现象发生。

　　将长期不使用仪器内之蓄电池移开，以免蓄电池过放电而损害蓄电池的寿命及性能。

　　不要直接将端子焊接，以免漏液。

　　不能将电池倒立使用。

　　不允许撞击蓄电池或使用在易于发生震动之场所。

　　不能用干布、机溶剂、清洁剂、油漆及石油类制品擦拭蓄电池以免电槽破裂。

　　使用后之废电池请回收，并确认无短路状况发生，蓄电池内部剩余能量亦可能造成火灾。

　　六、日常检查维护