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旧蓄电池放电挑选与利用方法探讨

2014-6-30 22:44| 发布者: dzly| 查看: 458| 评论: 0

摘要: 基站电池组的劣化严重缩短了停电后的放电时间,很多情况是由于电池组里存在几只落后电池导致供电时长的 缩短,而其它电池性能依然良好,如果将整组电池报废处理将造成极大的浪费。本文介绍旧电池的核对性放电挑选和重新 利用的方法。

  一、引言
  我们所维护的村村通、移动基站很多建设在野外,很多基站的电池组里存在落后电池,这样导致停电后电池放电时间远低于原设计值,更甚者电池组的放电时长不能满足发电人员赶到基站。经过日常的测试分析,我们发现只要48v 的电池组里存在3 块及以上的严重落后电池,那么整组电池将很快到达一次下电的门限,为保证网络指标,一般会对电池组进行更新,但是一些早期劣化的电池组里还有大部分单体电池性能依然良好,整组报废处理将造成资源浪费。
  本文介绍旧电池的核对性放电挑选和重新利用的方法,在无资源更换时,提高基站停电后电池的供电时长。
  二、蓄电池充放电原理
  2.1 放电电流与容量的关系
  基站所使用的阀控电池的容量是按照10 小时率所标注的,如果放电的电流大于10 小时率的放电电流,那么将不能放至100%额定容量,常用放电率的容量、放电电流和终止电压关系如表1 所述[1]。
  基站一般使用的是300Ah 至500Ah 的电池,其在5小时率的放电电流与容量对应的关系如表2 所述。
  2.2 恒压限流充电[2]
  蓄电池放电后,应及时充电,现在广泛采用的是恒压限流充电,整流器以稳压限流方式运行。
  其恒压值一般为均充电压,YD/T799- 2002 中规定:“蓄电池均衡充电单体电压为2.30~2.35v(25℃)”,不同厂家的蓄电池有很小的差别,一般定位单体2.35v(25℃),- 48v 电源系统的电池组均充电压应为56.4v,并按照单体电池温度补偿系数(- 3~- 3.6)mv/℃来进行修正。
  其限流值通常限制在0.2C10 以下,由于蓄电池失去的电量应该得到及时补充,因此充电电流也不能太小,一般充电限流值取0.1C10。在电池组放电容量较深时,均充时间不能太短一般设置为12~18 小时。
  2.3 浮充充电[2]
  当均充充电电流减小到预先设定的转换电流时,转换电流一般设置为0.01C10,充电电源就会自动改为浮充充电状态,假如未达到转换电流,当均充时间达到时,也会转换为浮充充电状态。
  YD/T799- 2002 中规定“蓄电池浮充电单体电压为2.20~2.27v(25℃)”。需要注意,这是指不同厂家生产的阀控铅酸蓄电池允许进网的浮充电压范围,而不是一个蓄电池成品的浮充电压允许的变化范围。对于一种产品,阀控式蓄电池的浮充电压在25℃条件下是一个确定值。温度变化时,浮充电压应进行温度补偿,单体电池按补偿系数为(- 3~- 3.6)mv/℃来进行修正。
  不同厂家的产品,规定的浮充电压有所不同,每只为2.23~2.25v(25℃)较为多见,因此在- 48v 电源系统的电池组浮充电压应为53.5~54.0v(25℃)。
  2.4 蓄电池的寿命[2]
  YD/T799- 2002《通信用阀控式密封铅酸蓄电池》中规定:在环境温度不超过30℃的情况下,2v 系列的蓄电池折合浮充寿命不低于8 年。
  当蓄电池的实际容量低于额定容量的80%时,视为蓄电池寿命终止。


  三、放电挑选及利用
  3.1 初步挑选
  3.1.1 年限挑选
  蓄电池是有寿命的,虽然设计的寿命长达15 年,但是实际使用无法达到理想的使用环境,一般寿命不会超过8年。因此挑选旧电池时,应该选用不超过8 年的电池,超过8 年的电池一般没必要进行挑选,除非急需几块同型号的电池来解燃眉之急。
  3.1.2 外观挑选
  观察电池外观,对漏酸、外壳鼓胀和爬酸的电池直接做报废处理,没用再利用的价值。
  3.1.3 电压挑选
  旧电池拆除以前一般在浮充状态,应该在满容量状态,随着存放时间的延长,电压会有一定下降,测量单体电压,如果电压低于2.0v 或者明显低于其它同期电池,这样的电池也无必要进行挑选,除非数量不够时可以挑选几只一同测试。
  3.2 补充蒸馏水
  旧电池经过多年的运行,大都伴随的有失水现象,经过外观和电压挑选出来的电池可适量补充性质地加注蒸馏水,加注过程中,每加入50ml,关注蒸馏水吸收情况,以白色海绵体吸收变慢为止,防止加多。已使用4~5 年的电池加注蒸馏水的经验值( 最大值):300AH 加240ml,400AH 加注320ml,500AH 加注400ml。
  3.3 充电
  容量放电前应进行均充,使电池电量充足。当均充转浮充后,浮充电流应在0.01C10,并且连续稳定2~3 小时不变,这表明电池已经充足。
  3.3.1 串联均充
  一般将24 只电池用连接条连接后,对电池进行均充,为保证均充效果,单体电压应保持在2.35~2.40v(2v单体),对应一组电压在56.4~57.6v,充电电流限流不超过0.2C10,这种方法在单体电池容量相差不大时使用。
  3.3.2 并联均充
  将单体开路电压不小于2.06v 的电池,用单体充电器充电,根据单体充电器的容量,将多只并联起来充电,单体充电器电压调至2.40v,限流值根据实际情况调节。单体电压小于2.0~2.06v 的电池,如果需要使用,先用单体充电器充电后,再并联均充。这种方法适合电池容量差异较大时使用,特别是从不同基站退役下来的同型号电池,为保证电池充足的一致性,第一次放电测试应使用这种方法。
  3.4 初步放电测试
  电池充足电后,将其串联在一起,一般为24 块串联为一组,放电负载最好选择专门的放电测试仪表,可以精确的设置放电电流,没有条件的可以采用负载电阻丝放电,放电电流只能按照接近设置了,同样也能测试出电池性能。
  3.4.1 放电电流与时间
  放电电流的选择以5 小时率比较合适,放电的深度也没必要达到100%核对测试,放电电流为0.17C10,这样放电电流不算太大,放电3 小时时间也不会很长,60%容量测试就可以基本掌握电池性能。
  3.4.2 放电测试与终止
  由于是旧电池,本来可以做报废处理的,不怕电池过放导致损失,因此只采取3 个小时为终止条件,不考虑单体电压和整组电压。用蓄电池放电综合测试仪可方便的记录下整个放电过程,利用分析软件可以方便的分析出电池性能。当用负载电阻丝放电时,应每隔15 分钟记录一次单体电压值和放电电流值,在放电后期,由于落后电池会导致电流减小,总体的放电的时间要根据放电电流的变化适当延长。
  在采用蓄电池综合测试仪测试过程中,应考虑长连接条的压降,在500Ah 电池测试时会达到0.025v,应将该电压加到对应的电池电压中。
  3.5 电池初步测试挑选
  3.5.1 放电经验值
  根据多达1000 多只电池的实际测试经验,总结判断标准如表3 所述。
  3.5.2 按照5 小时率3 小时放电挑选
  根据终止时的电压对电池进行归类,并粘贴临时标签,记录放电终止电压,便于挑选电池。将5 小时率3 小时放电终止电压低于1.80v 的电池报废;将终止电压高于1.970v 归类为“优良”;将终止电压在1.930- 1.969v 的归类为“良好”;将终止电压在1.80- 1.929v 的归类为“一般”。在时间紧迫时可以将初步挑选的结果作为最终结果。
  3.6 充电
  放电测试结束后,应及时对电池进行均充,将测试完毕的电池不改变组别进行均充,必须保证将电池充满。
  3.7 充放电循环
  为达到准确的测试结果,并激活一部分电池,可以将这种5 小时率3 小时放电和均充的过程多做几次循环,实践证明,这种充放电循环方式可有效激活一些性能变差的电池。
  3.8 最终测试挑选
  在时间允许的情况下,经过2 至3 次循环放电后,按照5 小时率放电4 小时做最终测试,这时测试的容量相当于额定容量的80%。
  根据最后一次放电测试数据,将每块电池的启用年限、活化时间、电池活化时组号和编号、5 小时率4 小时终止电压值、活化方式主要数据打印成标签,将标签粘贴在电池上。充满电后,将5 小时率4 小时终止电压高于1.80v 交付使用,将终止电压高于1.940v 归类为“优良”;将终止电压在1.900- 1.939v 的归类为“良好”;将终止电压在1.800- 1.899v 的归类为“一般”。
  3.9 组合利用
  3.9.1 重新组合
  将同型号的电池充足电后,按照最后一次测试的结果,按照分出的类别进行组合成一组24 块,如果同分类电池无法凑够24 只,可挑选终止电压最接近的电池进行组合。
  测试容量低于额定容量80%的电池,如果在放电3 小时后不低于1.80v 仍然可以做应急之需,不要盲目废弃。
  3.9.2 备件保存
  对于无法组合成整组的电池,每两月至少进行一次补充充电,当做备件来管理,一旦发现同型号的在用落后电池,在整组电池均充后将落后电池用备件替换下来。
  四、结束语
  按照文中所述方法,笔者在两年多近60 余组的旧电池测试挑选中,发现没超过8 年的电池大部分还是可以继续使用的,在通过科学的细致的充放电循环和核对性放电测试后,可以准确的挑选出性能合格的电池。电池的组合再利用能够有效提高电池使用年限,避免不必要的资源浪费。
  
  

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