五、蓄电池组.ppt

,中国移动浙江公司综合维护员动力专业培训教材,五、蓄电池组,汇 报 提 纲,第一部分：蓄电池原理概述,第二部分：蓄电池的周期性维护检测,第三部分：蓄电池的常见故障分析,第四部分：蓄电池容量设计及电池安装,电池概念,电池是一种电的存储装置，可以有各种形状、大小、电压和容量的电池,电能 化学能,当两种金属（通常是性质有差异的金属）浸没于电解液之中，它们可以导电，并在两极之间产生一定电动势,铅酸蓄电池,负极板铅（,Pb,）,与正极板二氧化铅（,PbO,2,）,浸入一定浓度的硫酸（,H,2,SO,4,）,溶液（电解液）构成。每个单体具有,2V,电动势，,蓄电池通过串联获得所需电压；通过并联获得所需容量。,铅酸蓄电池的类型和基本应用,两类典型的铅酸蓄电池,1,、开口排气式（富液式）,2,、,密封或阀控式铅酸蓄电池,（,VRLA-,V,alve,R,egulated,L,ead-,A,cid,）,（,1,）,超细玻璃纤维隔板,(AGM),（,2,）胶体电池（,GEL,）,两种阀控式密封电池比较,AGM,电池（,超细玻璃纤维隔板,）,高比能（按体积或重量）,可快速充电,可适应低温运行环境,中等深度放电,高温影响,GEL,电池（,胶体电池,）,适合深循环放电,可适应高温运行环境,适于小电流放电模式,早期无氧复合反应,氧气通道的随机性,铅酸蓄电池内部结构,电池槽、盖,超强阻燃,ABS,塑料,端极柱,内嵌镀锡紫铜芯，使其电阻最小化，极柱采用三层特殊密封技术，完全阻止蓄电池漏液可能,汇流排,防腐蚀抗氧化、耐大电流冲击,正负极群,板栅采用特殊的铅钙锡铝四元合金，抗伸延、耐腐蚀、析氢过电位高,微细玻璃纤维隔板,粗细纤维合理配比，吸液力强、弹性持久,安全阀,配备导气三通阀，采用防酸雾集气排气专利结构,VRLA,蓄电池工作原理,放电,PbO,2,2H,2,SO,4,Pb,PbSO,4,2H,2,O,PbSO,4,充电,（二氧化铅）（硫酸）（海绵状铅）（硫酸铅）（水）（硫酸铅）,正极活物质 电解液 负极活物质 正极活物质 电解液 负极活物质,电解液中的,H,2,SO,4,不仅是导电的电解质也是参与反应的反应物,正极的,PbO,2,与负极的,Pb,在放电反应后均生成,PbSO,4,氧气复合反应（,2,）,当吸收正极板产生的氧气而消耗的海绵状铅的量,与,负极板充电生成海绵状铅的量,二者达到平衡状态时，,便实现了电池的密封,汇 报 提 纲,第一部分：蓄电池原理概述,第二部分：蓄电池的周期性维护要求,第三部分：蓄电池的常见故障分析,第四部分：蓄电池容量设计及电池安装,一、电池周期性检测项目,月度维护内容,蓄电池的维护,-,清扫,电池周期性检测项目,季度、年度维护内容,3,、电池电压的测试操作要求,电池电压测试：,端电压的测量应该从单体电池极柱的根部用四位半数字电压表来测量。有些品牌的蓄电池在平时浮充使用时电压表表笔无法接触极柱根部来测量其端电压，只能在极柱的螺钉上测量，这将会带来测量误差。在测量时需要考虑电池的充电电流，如果浮充电流很小，则测量误差可以忽略。,电池连接条压降测试,：,极柱压降的测量需要使用直流钳形表、四位半数字万用表，极柱压降必须在相邻两只电池极柱的根部测量。,4,、电池容量的测试,电池,3,小时率放电曲线图,在线式核对性容量测试曲线比对表：,I,：,蓄电池组放电电流，单位为安培（,A,）；,h,：,测量时间间隔，单位为小时,。,t,：,放电时的环境温度；,K,：,温度系数；,10h,率放电时,K,=0.006/,3h,率放电时,K,=0.008/,1h,率放电时,K,=0.01/,：,蓄电池有效放电容量，见附表；,实测容量：,额定容量：,4,、电池容量的测试,当电池室环境温度升高，电池壳体内活性物质反应加剧，,浮充电流越大，但电池温度高会加速合金腐蚀速度，长期处于这一环境中的,电池,板栅可因之而穿孔损坏，易使活性物质附着减弱而脱落，最后阻碍电极反应，降低了电池容量；其次使电池水份散失，加大了电液浓度。同样，电池温度偏低也会影响电池的容量。,电池室温度一般要求控制在,25,，浮充电压为,2.25V,，,浮充电流在,45mA/100Ah,左右。为了能控制这一电流值，在不同温度时开关电源应能自动调整浮充电压，即要求开关电源具有输出电压的自动温度补偿功能。环境温度每升高,1,，单体电池浮充电压降低,3mV,；,反之，环境温度每降低,1,，单体电池浮充电压要升高,3mV,。,需要指出的是蓄电池浮充电压温度补偿范围一般限制在,3,38,之间。超出这一范围时，浮充电压不再继续升高或降低。,5,、环境温度对电池使用的影响,6,、蓄电池的报废及更换标准,根据维护规程规定：当某组电池容量小于额定容量的,80,时，该组电池可以申请报废处理。实际上，进口电池的使用寿命一般可以达到,8,10,年，国产电池在正常使用情况下可达,4,8,年，,UPS,电池可达,3,5,年。为了充分发挥整组电池的经济效益，电池的报废一般按照以下原则,进行,：,（,1,）机房电池：当机房单体电池容量小于,80,的数量超过,25,时，整组电池申请报废。否则，用相同品牌、相同型号的,电池更换容量不足的电池。,（,2,）基站电池：当基站电池容量小于,60,的单体数量超过,1,3,时，整组电池申请报废。否则，用相同品牌、相同型号的,电池更换容量不足的电池。,F,F,F,F,F,F,并联使用：推荐为,3,组以内；,多层安装：层间温度差控制在,3,以内；,散热条件：电池间距保持,5mm,10mm,之间；,换气通风条件：保证室内氢气浓度小于,0.8%,；,关于电池混用：新旧不同、厂家不同的产品不允许混合使用；,浮充使用条件：限流,0.25C,10,，电压为,2.23V/,单格；,F,最佳环境温度：,20,25,。,7,、蓄电池使用条件,项 目,GNB,南都,华达,浮充,2.25/27/54V,2.23/26.8/53.5V,2.25/27/54V,均充,2.35/28.2/56.4V,2.35/28.2/56.4V,2.35/28.2/56.4V,限流,0.060.08C10,0.1C10,0.1250.20C10,过压停机,58/29V,58/29V,58/29V,高压告警,57/28.5V,57/28.5V,57/28.5V,低压告警,44/22V,44/22V,44/22V,周期均充时间,12H,10H,12H,均充周期,1,年,90,天,1,年,输入高压告警,420V,420V,420V,输入低压告警,340V,340V,340V,充电完成电流值,10%,5%,10%,放电均充容量,20%,20%,5%,持续均充时间,3H,3H,3H,电压温度补偿,5mV/,3mV/,3mV/,温度补偿上限,+0.5V,+0.5V,+0.5V,温度补偿下限,-0.5V,-0.5V,-0.5V,浮充转均充,50mA/AH,50mA/AH,50mA/AH,初充电时间,24H,24H,24H,附表,1,、蓄电池的相关技术参数,放电率（,h,）,电池有效放电容量,（,%,）,放电电流（,A,）,终止电压（,V,）,防酸隔爆,阀控密封,1,51.4,55.0,5.140,I,10,1.75,2,61.1,61.0,3.055,I,10,1.80,3,75.0,75.0,2.500,I,10,1.80,4,80.0,79.0,2.000,I,10,1.80,5,83.3,83.3,1.660,I,10,1.80,6,87.6,87.6,1.460,I,10,1.80,7,91.7,91.7,1.310,I,10,1.80,8,94.4,94.4,1.180,I,10,1.80,（,1.84,）,9,97.4,97.4,1.080,I,10,1.80,（,1.84,）,10,100,100,1.000,I,10,1.80,（,1.85,）,20,110,110,0.550,I,10,1.80,（,1.86,）,注：,（）中的电压为第六次循环后至电池保证寿命中期进行容量测试时应达到的终止电压。,附表,2,、电池的有效放电容量,附表,3,、蓄电池充电特性,附表,4,、蓄电池的放电特性（,a,）,放电时间,1.7,1.6,1.9,1.8,2.1,2.0,1,h,30,min,10,6,10,20,h,5,2,0.2C,10,0.3C,10,0.1C,10,1,min,2,3,2.0C,10,1.0C,10,0.6C,10,0.5C,10,8,端,子,电,压,）,V/,单,格,（,放电容量与放电电流关系,附表,5,、充电电压温度补偿曲线,阶梯补偿（,Stepwise Compensation,）,2.10,2.30,2.20,0,20,10,60,40,30,50,（V）,5,35,45,2.23,2.19,2.31,2.15,线性补偿（,Linear Compensation,）,充电电压,温度,0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,20,25,30,35,40,45,50,55,60,温度,寿命百分比,%,附表,6,、高温环境对蓄电池寿命的影响,汇 报 提 纲,第一部分：蓄电池原理概述,第二部分：蓄电池的周期性维护要求,第三部分：蓄电池的常见故障分析,第四部分：蓄电池容量设计及电池安装,负极不可逆硫酸盐化,失水,热失控,反极,早期容量损失（,PCL,）,板栅腐蚀与伸长,隔板质量下降,一）,蓄电池的失效原因分析,负极不可逆硫酸盐化,在正常条件下，铅蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶，在充电时能较容易地还原为铅，如果电池的使用和维护不当，例如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。,负极汇流排硫酸盐化,经常使蓄电池过量放电,长期充电不足,(,例浮充电压设置过低,),放电后,不及时充电长期搁置,在高温下长期放电,缺少应有的定期过充电,电解液浓度过高,负极硫酸盐化原因,失水,从阀控铅酸蓄电池中排出氢气，氧气，水蒸气，酸雾，都是电池失水的方式和干涸的原因。,失水的原因有：气体再化合的效率低；从电池壳体中渗出水；板栅腐蚀消耗水；自放电损失水；安全阀失效或频繁开启,。,热失控,若,VRLA,电池工作环境温度过高，而充电电压选择又很大,则充电电流增大,进一步使电池内部产生大量的氧复合现象,结果电池会升温,.,若周而复始地出现这种现象,可能使电池端电压突然降低,又会导致电流骤增,从而使电池温度急剧上升,这种现象称为热失控。,热失控使电池迅速失水,隔膜内电解液很快干涸,最终使电池失效。,热失控区域,70,40,60,30,2.2,2.3,2.4,2.5,环境温度,充电电压（,V/,单体）,50,反极,蓄电池多个串联使用,如果有某个电池容量降低,甚至完全丧失容量,那么在放电过程中,它就很快放完了自己的容量,.,这时这个失去容量的蓄电池不但不放电,还因为它的端电压比其他电池的端电压低而被反充电,以至使它的极板的正负极性逆转。,主要原因多是由于过量放电后充电不足,或者极板间有短路故障存在等引起。,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。当合金板栅发生腐蚀时，产生应力，致使极板变形，伸长，从而使极板边缘间或极板与汇流排顶部短路。,阀控铅酸蓄电池的寿命，取决于正极板寿命，其设计寿命是按正极板栅合金的腐蚀速率进行计算的。正极板栅被腐蚀得越多，电池的剩余容量就越少，电池寿命就越短。,隔板质量下降,目前世界通信界选用的阀控式铅酸电池普遍为,AGM,（吸附式玻璃纤维棉）型电池。,由于,VRLA,电池为紧密装配，电池中的,AGM,使用一定时期之后，产生弹性疲劳，使电池极群失去压缩或压缩减小，结果在,AGM,隔板与极板间产生裂纹，电池内阻增大，电池性能下降。,蓄电池的安装主要流程,到货点验,检查电池型号、规格、数量、包装、附件（检查电池连接条的配置与设计的安装方式是否相符）,安装准备,安装工具准备,开箱检查电池外观,电池架柜安装,电池间连接,防护措施,测量单个电池开路电压及电池组总电压,电池组与电源连接,固定到地面,避免短路 保持电池,10mm,左右间距,端子、连接片加绝缘保护盖 接线部位涂防锈剂,电池加盖防尘罩,以防电池接反或制造过程的反极,加载上电对电池进行充电,蓄电池的安装注意事项,蓄电池使用环境,感谢大家！,