通信蓄電池的運(yùn)行與維護(hù)

蓄電池是組合通信電源系統(tǒng)的重要組成部分，所占的投資比例不小，加強(qiáng)對蓄電池的管理，改善其使用狀況，從而有效地延長蓄電池的使用壽命，具有重要的意義。目前電力系統(tǒng)通信電源配套的蓄電池大多是先進(jìn)的閥控式密封鉛酸蓄電池，根據(jù)變電站的通信設(shè)備需求，其每節(jié)單體電壓一般有2V、6V和12V三種，一般在樞紐大站，常采用壽命長、可靠性高的2V電池，在小型變電站，根據(jù)安裝要求，可采用其他兩種電池，使用時將多節(jié)單體串連，組成48V的蓄電池組。在對電源系統(tǒng)可靠性要求較高的場合，一般采用兩組蓄電池并聯(lián)運(yùn)行、浮充供電的方式。 　　蓄電池的使用壽命 　　蓄電池的壽命可分為循環(huán)壽命、浮充壽命和存放壽命。蓄電池的容量減小到規(guī)定值以前，蓄電池的充放電循環(huán)次數(shù)稱為循環(huán)壽命。在正常工作條件下，蓄電池浮充供電的時間，稱為浮充壽命。通常免維護(hù)電池的浮充壽命可達(dá)到10年以上。 　　循環(huán)壽命與電池每次放電的深度有密切關(guān)系。放電深度為30%時，充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)1200次；放電深度為100%時，循環(huán)壽命僅有200次。因此使用中應(yīng)當(dāng)盡量避免電池深度放電。 　　根據(jù)加速壽命試驗(yàn)的結(jié)果，免維護(hù)閥控電池在室溫下，浮充壽命可達(dá)10年以上。應(yīng)當(dāng)說明，浮充電壓過高或過低，會使蓄電池過充電或欠充電，因而將影響電池的壽命。 　　由于自放電作用，存放過程中，免維護(hù)電池的剩余容量將逐淅減少，通常，電池剩余容量下降到50%的時間，稱為存放壽命。在不同的溫度下，電池的剩余容量與存放時間有一個對應(yīng)的關(guān)系。當(dāng)環(huán)境溫為250C時，存放壽命可達(dá)18個月。當(dāng)環(huán)境溫度為400C時，存放壽命只有5個多月，因此免維護(hù)電池的存放溫度不能太高。 　　蓄電池的使用壽命與環(huán)境溫度關(guān)系很大。通常來說，若以25℃為基準(zhǔn)，平時不能超過+15度～+30度。溫度升高，電池組放電容量會增加，但壽命降低，如果在高溫下長期使用，工作環(huán)境溫度每上升10℃，蓄電池的使用生命減半。若溫度太低，會使蓄電池容量下降，溫度每下降1度，其容量下降1%。所以，當(dāng)電源處于浮充工作狀態(tài)時，需要通過降低浮充電壓來進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償系數(shù)為環(huán)境溫度每上升1℃，每節(jié)電池單體(2 V的單體)的浮充電壓降低3-5 mV。 但是溫度補(bǔ)償功能只能在一定的范圍內(nèi)起作用，蓄電池最好是工作在20-25℃的環(huán)境下。如果蓄電池電壓在放出其額定容量80%(對照相應(yīng)放電率的容量如C10、C3等參數(shù))之前已低于1、8V/單格(1小時率放電為1、75V/單格)，則應(yīng)考慮加以更換。 　　蓄電池浮充運(yùn)行狀態(tài) 　　決定電池壽命的要素有三個:第一是產(chǎn)品質(zhì)量；第二是維護(hù)的情況；第三是決定電池是否處于良好的浮充運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)交流電正常供應(yīng)時，負(fù)載電流由交流電經(jīng)整流后直接供電于負(fù)載，蓄電池處于微電流(補(bǔ)充其自放電所耗電能)充電狀態(tài)；當(dāng)交流電停供時才由蓄電池單獨(dú)供電于負(fù)載，故蓄電池經(jīng)常處于充足狀態(tài)，大大減少了充放電循環(huán)周期，可延長了電池壽命。 　　1、關(guān)于浮充電壓的選擇 　　蓄電池浮充電壓的選擇是對電池維護(hù)得好壞的關(guān)鍵。如果選擇得太高，會使浮充電流太大，不僅增加能耗，對于密封電池來說，還會因劇烈分解出氫氧氣體而使電池爆炸。如果選擇太低，則會使電池經(jīng)常充電不足而導(dǎo)致電池加速報廢。 　　2、低電壓恒壓充電(均衡充電)技術(shù) 　　所謂低壓恒壓充電，即過去傳統(tǒng)的恒壓充電法，但其不同點(diǎn)是，低電壓恒壓充電一般采用每只蓄電池平均端電壓為2、25～2、35V的恒定電壓充電。當(dāng)蓄電池放出很大容量(A·h)而電勢較低時，充電之初為防止充電電流過大，充電整流器應(yīng)具有限流特性，故仍處于恒流充電狀態(tài)。當(dāng)充入一定容量(A·h)后，蓄電池電勢升高，充電電流才逐漸減小。這種充電方式由于有以下優(yōu)點(diǎn)而被推廣使用。 　　充電末期的充電電流很小，故氫氣和氧氣和產(chǎn)生量極小。它能改善勞動條件、降低機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)，是全密閉電池適用的充電方式；充電末期的電壓低，對程控電源等允許用電壓變化范圍較寬的用電設(shè)備供電時，可在不脫離負(fù)載的情況下進(jìn)行正常充電，以簡化操作，提高可靠性；整流器的輸出電壓最大值較小，可減小整流器中變壓器的設(shè)計重量。 　　3、蓄電池浮充電壓與溫度的關(guān)系 　　應(yīng)注意的是，在浮充運(yùn)行中，閥控電池的浮充電壓與溫度有密切的關(guān)系，浮充電壓應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度的高低作適當(dāng)修正。在淺度放電的情況下，閥控電池在2、27V/C(25℃)下運(yùn)行一段時間是能夠補(bǔ)充足其能量的；在深度放電的情況下，閥控電池充電電壓可設(shè)定為2、35～2、40V/C(25℃)，限流點(diǎn)設(shè)定為0、1Q，經(jīng)過一定時間(放電后的電池充足電所需的時間依賴于放出的電量，放電電流等因素)的補(bǔ)充容量后，再轉(zhuǎn)入正常的浮充運(yùn)行。 為了彌補(bǔ)運(yùn)行中因浮充充電流調(diào)整不當(dāng)造成的欠壓，補(bǔ)償閥控蓄電池放電和爬電漏電所造成蓄電池容量的虧損，應(yīng)2-3個月對電池進(jìn)行一次補(bǔ)充充電。 　　蓄電池的維護(hù) 　　1、低電壓保護(hù)與二次下電措施 　　為此，要求電源系統(tǒng)的功能要全面，如具備定時均充、二次下電、溫度補(bǔ)償、無級限流等功能，同時必須建立完善的電源維護(hù)體系。 　　除了定時均充外，蓄電池的日常管理的內(nèi)容也是非常多的，包括低電壓保護(hù)、二次下電、溫度補(bǔ)償、無級限流等等，這些措施可以保證蓄電池處于良好的使用狀態(tài)，延長其使用壽命。 　　蓄電池在輸出能量時，其兩端電壓不斷下降，當(dāng)下降到一定值(一般稱為終止電壓)的時候，就必須斷掉其能量輸出回路，否則可能導(dǎo)致蓄電池過放電，使其壽命縮短甚至報廢。這種在終止電壓時，使蓄電池斷掉負(fù)載防止過放電的動作和措施，叫做低電壓保護(hù)。 　　二次下電比低電壓保護(hù)更進(jìn)一步。當(dāng)電池兩端電壓降到一定值時(一般比終止電壓高)，就斷掉一部分次要負(fù)載，只給剩下的主要負(fù)載供電。之后當(dāng)電壓下降到終止電壓時，則將主要負(fù)載也斷掉，實(shí)現(xiàn)對蓄電池的保護(hù)。這種兩級斷開負(fù)載的動作和措施即為二次下電。二次下電的好處是在保證蓄電池不過放電的同時，可以給重要設(shè)備提供更長的供電時間，盡量減少通信中斷的損失。如果需要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的二次下電功能，開局時，須將直流輸出負(fù)載分成主要和次要負(fù)載，接到相應(yīng)的分路上。先進(jìn)的電源設(shè)備的二次下電功能非常靈活，可以隨意調(diào)節(jié)一、二次下電的電壓，并且可以設(shè)置成不做二次下電和低電壓保護(hù)，滿足優(yōu)先保障通信的需求。 　　2、蓄電池組的充放電維護(hù) 　　常用的正常充電法有:恒流充電法、恒壓充電法和分級定流充電法等。 　　采用恒流充電法時，充電電流始終保持不變。在充電過程中，蓄電池的端電壓逐漸升高，為了保持充電電流穩(wěn)定不變，外電源的電壓必須逐漸升高。采用這種方法充電時間較短，但是由于充電末期，大部分充電電流都用來電解水，所以蓄電池中將產(chǎn)生大量的氣泡。這樣不僅浪費(fèi)了電能，而且還會使極板上的活性物質(zhì)脫落，因此這種方法較少采用。 　　采用恒壓充電法時，外電源的電壓保持恒定。在整個充電過程中，由于電源電壓保持不變，所以剛充電時，充電電流相當(dāng)大，隨著蓄電池端電壓不斷升高，充電電流逐漸減小。因此，采用這種充電方法時，可以避免蓄電池過量充電，但是由于充電初期，充電電流過大，所以也有可能損壞極板。 　　目前比較常用的正常充電法是分級定流充電法。采用這種充電法時，充電過程一般分為兩個階段:第一個階段用10小時率電流充電，通常需要6-7小時，單只蓄電池的端電壓可上升到2、4V。第二階段用20小時率電流充電，直到端電壓(2、6-2、8V)連續(xù)兩小時穩(wěn)定不變?yōu)橹梗@一階段約需要14-17小時，