蓄电池充放电维护方案.doc

蓄电池充放电维护一、蓄电池充放电维护的概论二、IEEE1188之相关规定三、中国移动公司电源维护规程四、蓄电池维护方案一、 蓄电池充放电维护的概论1、电源维护的必要性在电力和通信企业中，各种通信设备必须有交流或直流电源供给，方能完成通信工作。蓄电池可以将电能转换为化学能而储存起来，在用电时再将化学能转变为电能，是一种供电方便、安全可靠的直流电源。它具有较稳定的电压和较大的容量；蓄电池可与整流模块并联浮充供电，也可以作为市电中断时的备用电源，它不受市电突然中断影响，因此，一直在通信系统得到了十分广泛的应用。如：浮充供电、事故照明、信号指示、摇控、油机发电机组和汽车等的起动点火等都离不开蓄电池。因此，作为储能装置的各种蓄电池在通信电源系统中是直流供电系统的重要组成部分，蓄电池在电信企业中的重要性越加显明。蓄电池使用得好坏，对于能否保证通信的安全可靠关系极大，而且对于蓄电池的使用寿命有直接影响。维护蓄电池要保证使它经常处于良好可靠的状态，在任何情况下应保证供电不中断。对蓄电池运行和维护的基本要求是：要使蓄电池经常处于充分充满的状态，而又不产生过充电，在单独向主机供电时，应放出额定容量的80%以上。阀控式密封蓄电池因为有突出的特点已被广泛应用，但在制造和运行中也还存在着一些值得注意的问题，应时刻牢记它决不是免维护电池。为此，在1994年2月22日，原邮电部电信总局（1994）108号文下发各省，指出目前装有安全阀的阴极吸收式密封铅酸蓄电池，不是免维护蓄电池（称为阀控式密封蓄电池），不要被免维护所误导。2、充放电维护的必要性对于蓄电池维护，最常用的方法就是放电试验，采取用实际负载进行蓄电池的核对放电维护存在着一些风险性,并且一次放电试验的时间很长,维护人员的劳动强度很大,容易造成疲劳工作降低工作质量. 建议采用先进的智能放电仪表进行每年一次的核对放电试验,由于智能仪表简单易操作,有各方面的安全自动保护功能和高测试精度,所以可大大降低维护人员的劳动强度,提高工作质量.在铅酸蓄电池的使用中，如果蓄电池组长时间处于浮充或闲置等相对静止状态，蓄电池极板上活性物质的活性就会下降，使容量逐渐降低，从而影响蓄电池的寿命，所以保持蓄电池处于动态的活性状态是蓄电池维护的重中之重。 另外，当铅酸蓄电池长期处于浮充或闲置状态，正极板的二氧化铅和负极板的海绵状铅的活性降低，蓄电池的容量降低，因此需要对蓄电池进行定期充放电。3、容量核对的必要性铅酸蓄电池作为一种能量转换装置，在实际使用中影响容量的因素很多，导致其容量存在不确定性。为了保证供电系统的不间断，所以定期地对蓄电池的容量进行核对，以准确得知蓄电池的真实容量显得极为重要。二、IEEE Std1187 1996之相关规定1、什么是IEEE? Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 美国电气和电子工程师协会美国电气和电子工程师协会(IEEE)是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会，是世界上最大的专业技术组织之一（成员人数），拥有来自175个国家的36万会员(到2005年)。1963年1月1日由美国无线电工程师协会(IRE, 创立于1912年)和美国电气工程师协会(AIEE,创建于1884年)合并而成，它有一个区域和技术互为补充的组织结构，以地理位置或者技术中心作为组织单位(例如IEEE 费城分会和IEEE计算机协会)。它管理着推荐规则和执行计划的分散组织(例如IEEE-USA 明确服务于 美国的成员，专业人士和公众）。 总部在美国纽约市。 IEEE在150多个国家中它拥有300多个地方分会。透过多元化的会员，该组织在太空、计算机、电信、生物医学、电力及消费性电子产品等领域中都是主要的权威。专业上它有35个专业学会和两个联合会。IEEE发表多种杂志，学报，书籍和每年组织300多次专业会议。IEEE定义的标准在工业界有极大的影响。IEEE Std1187 1996是专门对阀控式铅酸蓄电池制定的规程！是世界上公认的行业标准！2、测试维护2.1验收测试（蓄电池）：对新装电池进行容量测试，决定其是否符合设计特性或电池制造商的额定参数。2.2蓄电池盒：用于支撑和封装一组单体电池的构造体。2.3蓄电池架：用于支撑一组单体电池的构造体。2.4容量测试（蓄电池）：蓄电池以恒流或恒功率放电到指定电压。2.5连贯性测试（蓄电池）：对单体、单元或电池组进行测试，以判断其传导通路的完整性。2.6内阻测量（蓄电池）：测量蓄电池单体或单元的内部电抗、电道或电阻。2.7模块：多个单体或单元组装为一体。2.8性能测试(蓄电池)：对投入使用的蓄电池进行恒流或恒功率容量测试，以检测其容量的变化。2.9再化合：氧的再化合。参阅IEEE Std 1189 1996。2.10 服务测试（蓄电池）：特殊的蓄电池容量测试，作为实际值，判断是否满足直流系统的需求（蓄电池工作其间）。2.11 端极连接（蓄电池）：单体间的连接、列间连接、电池组端的正负极连接，包含这些连接的极板、带接线片的电缆和连接器。2.12 单元：多个单体装在一个开口瓶。2.13 阀控铅酸（VRLA）单体：单体是密封，只有当单体内部气体压力超过预设的气压时，其真空管才对大气打开。VRLA单体提供了对内部产生的氧气和压缩氢气的在化合的能力，从而限制水的消耗。3、维护规程3.1概要适当的维护能延长电池的寿命，并有助于确定其容量是否满足设计要求。蓄电池的良好维护规程能提供有效的数值来决定电池的更换。如果维护规程并非本标准所提供的，用户必须考虑其实际应用情况和可靠性的需要。蓄电池的维护工作必须由有蓄洪电池知识和有安全保护措施的人完成。3.2.1 月检每月应常规检查和记录如下项目:a） 测量蓄电池组端总的浮充电压b） 充电器的输出电流和电压c） 环境温度、通风条件和监测设备d） 按下列各项检视各个单体/单元的条件：1） 单体/单元完整性：极柱、连接器、电池架或电池柜是否有锈蚀的痕迹2） 整体外貌和电池组、电池架或柜、放电池区及包含可到达地方的清洁状况3） 盖的完整性，并检查单体/单元是否有裂纹或电解液泄漏4） 是否有瓶/盖过度变形3.2.2 季检季检应包括5.2.1的内容，并检查和记录如下项目（记录值和观察值应和初次检查值作比较）：a） 单体或单元内阻值（参阅D.4）b） 电池组中各个单体或单元负极的温度（参阅B.3）c） 用1小时或更少的放电率，采样测试电池间连接电阻（最少采样10%或六个连接器）。如果检测值与初始值相比有上升的趋势，则要测所有的连接电阻，并确定原因，作必要的校正。每季抽样测试不同的连接器（参阅D.1）。3.2.3 半年检半年检应包含5.2.1和5.2.3的内容，并记录每个单体或单元的电压。3.2.4 年检和初检年检和初检应包含5.2.1、5.2.3和5.2.3的内容，并检查和记录如下项目：a） 整组电池所有单体到单体的连接电阻（参阅D.1）b） 迭加在电池组上波纹电流和电压（参阅D.5和咨询制造商）3.2.5 特殊检查如果蓄电池组有过异常条件的经验(如服务放电，过充或超高的环境温度等)，那么应作一次检测以确认电池组未被损坏。检查内容与年检所要求内容一样。3.3校正操作3.3.1 立即校正如下列各项所列条件时，应在下一次通检时进行校正：a） 如果在5.2.2项所读取的电阻读数超过初装值20%或大于制造商指定的最大值时；或如果发现连接松脱，拧紧后再重新测试。如果极柱有锈蚀，应先清理锈斑，再检查连接电阻。如果再次测试的连接电阻仍然不能接受，则应卸下连接器，清洁干净，再装上，再重测连接电阻。参阅D.1。b） 当单体或单元的内阻值大幅度（20%或以上）偏离初装值或整组平均值，应对该单体或整组电池作进一步测试。（参阅D.4指引）c） 如果发现电解液，要查找源头，修复或更换泄漏的电池。当发现单体或连接器有脏物时，用干净湿水的布擦拭。用重碳苏打水（0.1kg对1L或1 lb对1 gal）清除任何渗漏在电池盖或盒上的电解液。不要使用碳氢化合物类的清洁剂(石油类蒸溜物)或强碱清洁剂，这类清洁剂会使电池盒和盖破裂。当清洁电池系统时要格外小心，以防接地错误。（参阅第4章）d） 在电池组端极测浮充电压，如果超出推荐的工作范围，应调整充电器电压。浮充电压需要作温度补偿（参阅附件B）。3.3.2 定期校正下面所列条件，如果让其持续延迟一个时期，将会减少蓄电池寿命。这些条件未必表明容量下降。但校正工作也应在下一次季检前完成，以防在正常间隔监测到这样的电池情况。a） 如果任一个单体/单元的电压低于制造商指定的最低临界值，应该给予校正，该校正包含均衡充电在内，具体参阅D.3。不要高于制造商推荐的包含特定环境温度下的充电率充电。b） 在作单个检查时，当电池单体温度偏差大于3C（5F）时，应找出原因并校正它。如果不能作到有效的校正，应与制造商联系，取得允许的偏差量。c） 这些异常情况的更多详细论述和紧急的校正措施请阅读附件。4、标准测试4.1 验收测试蓄电池容量的验收测试可由用户选择在制造商工厂或初始安装时进行。测试应符合制造商给定的额定值或订货要求的性能值所对应的特定放电率和放电时间。 蓄电池的容量在发货时可能少于额定容量。除非在交货时指定容量是100%，否则初始容量可以是额定容量的90-95%。在几个充放电周期和浮充一段时间后，该容量值可上升到额定容量。4.2 连续性测试连续性测试决定电池系统的物理完整性，但对蓄电池性能（参阅7.6）是不必要的。按制造商推荐条件或当不能进行内阻测试时，本测试按5.2.3中半年维护所描述的进行。4.3 性能测试蓄电池的容量性能测试应每年进行一次，在容量有下降趋势时，应半年进行一次。下降是指蓄电池容量比上次性能测试的值少于10%以上或低于制造商的标称值90%以下。比较而言，性能测试和验收测试的放电时间和放电率是相类似的。三、中国移动公司电源维护规程1、主要仪表工具（第三章第三节第36条）：电源空调维护需配备的主要仪表工具：类别名称仪表电力测试高压、低压试电笔；交流钳形电流表；相序表；万用表；直流电压表；交流电压表；交流钳形电流表；数字式直流钳形电流表；双踪示波器；电力谐波分析仪；电力质量分析仪；兆欧表；杂音计；接地电阻测试仪等电池维护容量监测设备；充放电活化设备；放电测试设备；内阻测试仪表等热力测试室内温度计；红外线测温仪；温、湿度仪；风速仪；高低压气压表（双头表）等维护工具绝缘拉杆；绝缘扳手；绝缘靴；绝缘手套；高压接地线；台虎钳；钳工台；台钻；电烙铁；开线钳；各种绝缘扳手（活动扳手、套筒扳手、呆扳手）；各种锉刀；手提式应急灯；吸尘器；真空泵；查漏仪等2、蓄电池的维护（第三章第四节第37条）1. 每组至少选2只标示电池，作为了解全组工作情况的参考。2. 不同规格、不同厂家的电池禁止在同一直流供电系统中使用（一致性）；不同年限的电池不宜在同一直流供电系统中使用。3. 密封电池在使用前不需进行初充电，但应进行补充充电。补充充电方式应按说明书规定进行。4. 密封电池组遇有下列情况之一时应进行充电(1) 浮充电压有两只以上低于2.18V/只。(2) 搁置不用时间超过三个月。5. 蓄电池的充电量一般不小于放出电量的1.2倍，当充电电流保持连续3个小时不再下降时，视为充电终止。6. 蓄电池经过一段时间的使用后，常因活性物质脱落变质，正极栅格腐蚀或硫化等原因，使容量逐渐减低。为了掌握蓄电池的工作状况，确认市电停电后蓄电池的保证放电时间，必须进行容量测试及放电测试。(1) 每年应以实际负荷做一次核对性放电试验，放出额定容量的3040%。(2) 每三年应做一次容量试验。使用六年后宜每年一次。(3) 蓄电池放电期间，应使用在线测试装置实时记录测试数据，或每小时测量并记录一次端电压、放电电流。 7. 全浮充制供电方式(1) 蓄电池平时均处于浮充状态。(2) 蓄电池的浮充电压（25）(3) 密封电池按说明书规定。(4) 浮充时全组各电池端电压的最大差值不大于0.05V。8. 维护周期表周期交换局及其他局（站）基站及光缆无人站月1.全面清洁。2.测量各电池端电压和环境温度。3.检查连接处有无松动、腐蚀现象。4.检查电池壳体有无渗漏和变形。5.检查极柱、安全阀周围是否有酸雾酸液溢出。1.检查连接处有无松动、腐蚀现象。2.检查电池壳体有无渗漏和变形。3.检查极柱、安全阀周围是否有酸雾酸液逸出。4.测量蓄电池组的端电压季充电（或按厂家说明书执行）1.测量各电池端电压和环境温度。2.充电。（或按厂家说明书执行）半年全面清洁年1.测量馈电母线、电缆及软连接头压降。2.核对性放电试验。3.校正仪表。4.容量试验（三年一次）。1.测量馈电母线、电缆及软连接头压降。2.核对性放电试验（二年一次）。四、蓄电池维护方案1、（蓄电池放电容量测试仪充电机+活化仪+内阻测试仪）如何对阀控式铅酸蓄电池建立起一套有效的维护管理方法，一直是广大维护人员所关心的问题。近来我公司推出一套蓄电池在线监测解决方案，解决了目前UPS蓄电池缺乏必要维护手段及工具等问题，不仅能为您测试电池性能，寻找落后单体，对电池进行核对放电，瞬间测试其内阻值，而且能对电池进行早期预报,有效预防故障的发生，效果良好，并且能够对单体落后电池进行活化处理，达到落后电池的重生效果。这里特将其推荐给广大用户，以帮助建立起一套有效的电池维护方法。这套系统包括如图所示：1、现场在线检测盒；2、无线监测放电仪；3、上位机管理软件（直接检测、直接远程控制、数据分析与存储等功能）；4、管理计算机；其示意图如下： 该系统所实现的功能：1、静态放电（核对性放电）测量电池组容量，放电过程各项参数、曲线全程显示2、动态放电瞬间测量每一单体电池内阻及负载能力，快速判别电池性能3、能在线自动监测单体电池电压、电池组充放电电流、温度，数据采集快速准确，可记录电池充放电时每一瞬间的变化，保证对电池的准确判别4、放电保护：出现单体电池电压低于设定值，放电时间、容量到达预定值，交流失电等情况之一，设备自动停止放电5、多种故障报警功能：电压超限、温度超限、电压均差值超限等，报警阀值自由设定6、自动存储报警信息及动态放电、静态放电数据7、多个可扩展的I/O口，可用于报警输出，供直流屏等其它信息的采集和控制8、系统具有自检功能，当系统出现故障时，除给出故障信号报警提示外，绝不影响直流屏的正常运行，保证系统的可靠性9、模块化构架，组合模式灵活，可满足对任意数量电池监控的要求10、设备安装、调试、维护简便，各采集模块前后采用隔离技术，安全性、可靠性程度高11、通讯方式： 局域网(LAN)（备有RS232通讯接口，以适合不同系统的通讯要求）12、完善的计算机管理分析监控软件，具有强大的数据处理功能，采用先进的数学模型，对电池的多项测量结果进行综合计算分析，准确判别电池性能，并可查询电池的实时运行状态及历史数据，包括各项参数、曲线，并生成报表。13、可任意选择“就地”或“远方”进行核对性充放电。2、ZHT-F3115蓄电池智能放电监测仪 ZHT-F3110蓄电池智能放电仪采用“无线通信技术”采集各单体电池测试数据，并把测试数据实时传入电脑，无需烦琐的接线，集快速容量测试 、在线监测、容量核对测试三大功能于一体的产品，集成化程度高，功能完善，特点鲜明。一、主要功能1、具有先进的无线通信功能，可以实时通过无线方式传输测试数据（如用户需要，可扩展GPRS数据传输功能）。2、蓄电池放电过程可实时在线监测：电池整组电压、单体电池电压、电池组放电电流、电池组放电时间、电池组放电容量等指标。3、容量快速测试：只需510分钟就可预估电池组中各单体电池的容量。 4、按多种放电率进行核对放电试验，准确得知电池的真实容量。 5、可对整组电压为24V、48V，单体电压为2V、6V和12V的电池进行测试。 6、可设置四个放电终止条件：（1）整组电压终止条件；（2）单体电压终止条件；（3）放电时间终止条件；（4）放电容量终止条件。也可根据需要人为终止正在进行的测试过程。7、配备的数据分析管理软件可对电池长期运行状态进行监测，分析、并可生成相应的数据报表；也可以对整个放电过程进行监测，并把监测到的总电压、放电电流和各单体电池电压等数据进行分析、并可生成相应的数据报表。二、主要特点1、采用PTC陶瓷电阻（放电电阻温度超过居里温度时，电阻值增大，放电电流减小，避免放电过程中出现红热现象），性能好，安全性高，即使仪表风扇损坏，仪表也不会发生红热现象。2、采用无线通信技术，在放电过程中通过控制无线采集盒来实时监测各单体电池电压，并把测试的实时数据通过无线方式方便的传入电脑，无需烦琐的接线。3、采用ARM控制、液晶中英文显示；性能指标出色、使用方便及运行可靠等。4、采用USB接口，可将测量数据存入U盘，并由计算机进行管理。5、操作简单方便：全部简体中文菜单，人性化的操作界面，操作简单，流程清晰，每一个界面及操作步骤都有简洁提示，避免误操作。6、可多台主机并联，满足各种大容量电池测试。7、利用后台分析软件可对电压、电流、容量图形进行放大、缩小，多种图形、多种颜色、多种角度观察。三、技术规格1、电源：AC22015%。2、电池组电压：DC48V/24V3、放电电流：0-100A连续可调；4、放电电流精度：1%；电流分辨率：0.1A或0.5%5、放电终止电压：1045V可调；电压测试精度：1%6、采样间隔：5s1min7、工作环境：湿度：5%90%；温度：0+40；散热方式：强制风冷。8、外形结构：便携式数据处理软件：对放电采集的数据资料进行处理，显示打印单体/多体电池电压特性曲线，电压直方图、总电压电流曲线、容量计算、内阻估算等各种曲线和报表，给检测人员提供判断电池组优劣的依据。通过ZHT-F3110蓄电池放电容量测试仪详细了解清楚蓄电池的状况后，如果发现落后电池，可以通过ZHT-2012蓄电池单体活化仪对落后的电池进行活化，延长蓄电池的使用寿命，使用ZHT-2012蓄电池单体活化仪针对落后单体电池在线进行反复活化，以激活电池有效的活物质，达到活化诊治的目的。通过对落后电池进行活化，降低内阻，提升电池容量，并预防其进一步加速落后，殃及其它电池。ZHT-F3115W综合测试仪接线示意图3、充电机ZHT-CD48-80可调式稳压稳流充电机一、概述 传统的充电机大多由工频变压器及(可控硅调相)整流电路组成,虽然线路极为简单,但存在着不容忽视的缺点：自身的笨重给运输及充电造成诸多不便；缺乏完善的保护功能,可靠性差；充电期间必须有人工值守,不断地调整充电电流,很难兼顾使蓄电池既充足电又避免过充电。蓄电池的过放电, 过充电和长期欠充足电都会造成蓄电池的极板提早老化,影响蓄电池的使用寿命,因此,使蓄电池的每一次放电后都能及时可靠地充满电,是避免上述情况发生、延长蓄电池使用寿命的积极举措,在设备用电特性及配套蓄电池不变的情况下，选择不同功能类型的充电机也就成了延长蓄电池使用寿命的关键因素了,这也就是为什么有些采用传统充电机的用户反映电池的使用寿命不如厂方提供的标称寿命长的原因，为此该充电机采用了美国90年代末开关电源技术，及智能充电技术,以延长蓄电池使用寿命和及时为蓄电池充满电为宗旨，针对工频型充电机的缺点而设计，与工频型充电机比较能显著延长蓄电池使用寿命，而且完全做到免人工值守的全自动工作状态，特别适用于无人值守的充电场合。另外该机还可作为汽车或发电机等设备的辅助启动电源。二、主要特点及功能：1、 该电源广泛应用于广播电视发射、通信、电力电子、科研、电镀、水处理、蓄电池充电等设备。2、 采用开关电源电路，体积小、重量轻、效率高。3、 所有的元件采用进口的工业等级器件,电路设计优化合理，生产工艺严格完善，保证机器的可靠性和稳定性。4、 输入电压范围宽。5、 充电稳压值可在0-54V范围内调节设定。6、 充电电流值可在880A范围内调节设定。7、 如需加大输出电流，输出可直接多台并联，无需均流处理。8、 输入过流、过压、欠压保护；输出短路、过流、过压保护；整机过热保护；输出反接保护。9、 强制风冷。三、主要技术指标1、 环境条件 工作温度： (-1050)； 贮存温度：(-4070)； 相对湿度： 90%(402)； 大气压力：(70106)kPa；2、输入电压 AC220V 频率：50Hz10%3、充电稳压值 DC054V4、充电稳流值 880A 5、效率 92%6、功率因数 0.85 7、负载调整率 1%8、电压调整率 0.1%9、纹波电压 1% Vout(p-p)10、整机过热保护阈值 80-8511、保护 输入过压、欠压；整机过热12、绝缘电阻 20M13、输入对机壳耐压 AC1500V14、输入对输出耐压 AC1500V15、输出对机壳耐压 AC500V16、平均无故障时间 50000h17、体积：183136393mm18、重量：9.6 kg四、充电原理简介，参见下图恒流充电阶段恒压减流阶段如图所示的充电过程是：充电早期以所选的充电电流对蓄电池进行恒流充电；当蓄电池电压到达充电机所设定的均充稳压值时，自动转为恒压减流充电。如蓄电池组端电压等于充电机的稳压值，充电电流为零；一般可认定此时蓄电池已充满，完成充电。设计成上述的“恒流恒压”自动转换两阶段智能充电模式，可以使蓄电池组的每节电池都能够较快地充分地充满电，实现无人值守或减轻操作人员工作强度。选择均充稳压值：由于各种蓄电池所需的均充电压有所不同，故充电机应按照蓄电池厂家给出的数据调整充电机的均充电压：调节面板上的“电压调节”旋钮至所需的均充电压值。选择充电电流：一般按照10小时充电率选择充电电流，即：充电电流(A)=蓄电池额定容量(Ah)10(h),例如充500Ah的电池,充电电流(A)=500Ah10h=50A。接上蓄电池并启动充电机，调节面板上的“电流调节”旋钮，将充电电流调至所需值；如需加快充电则可将充电电流适当调大。