《電子技術(shù)應(yīng)用》
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高頻開關(guān)通信電源對蓄電池的影響(三)
包靜
摘要: 閥控式密封鉛酸蓄電池的充電直接關(guān)系到蓄電池在實際使用中的壽命。本文介紹目前所采用蓄電池充電技術(shù)出現(xiàn)的一些問題,主要是沒有真正實現(xiàn)監(jiān)控和充電方式與蓄電池實際使用狀況和要求的完全統(tǒng)一。電池長期運(yùn)行時的差錯得不到及時糾正,因而影響了蓄電池的實際使用壽命。
Abstract:
Key words :

6 頻繁停電地區(qū)充電方法

  6.1對充電限流值參數(shù)進(jìn)行調(diào)整

  目前開關(guān)電源中對蓄電池充電限流值一般設(shè)定為0.1C10A,建議調(diào)整為0.15~0.2C10A(應(yīng)根據(jù)季節(jié)做相應(yīng)調(diào)整),但最大充電電流不能超過0.25C10A,以縮短蓄電池充電時間,增加蓄電池充電前期充入的電量。

  6.2適當(dāng)延長均衡充電時間

  根據(jù)該基站停電次數(shù)及時間,如果停電次數(shù)多且停電時間長,建議對開關(guān)電源中均衡充電時間判別參數(shù)(充電時間和充電電流 值判別)進(jìn)行調(diào)整,延長均衡充電時間,可比原設(shè)定延長20%~30%;另外建議調(diào)整開關(guān)電源均衡充電時間周期設(shè)置,把原設(shè)置一般3個月時間周期調(diào)整為1個月或更短,對蓄電池進(jìn)行均衡充電。

  6.3提高低電壓保護(hù)設(shè)定值

  對基站組合開關(guān)電源內(nèi)電池欠壓保護(hù)設(shè)置電壓值進(jìn)行重新設(shè)定,提高蓄電池欠壓保護(hù)的設(shè)置電壓,盡量避免蓄電池出現(xiàn)過放電和深度過放電(小電流過放電),具體設(shè)置要求如下,開關(guān)電源一次下電設(shè)置電壓要求不低于46V,二次下電設(shè)置電壓必須要求大于44V, 建議設(shè)置在44.4V。對負(fù)載電流小于1/3 I10A的基站,其放電時間盡可能不大于24h,即行切斷。具體可在開關(guān)電源內(nèi)設(shè)置

  6.4對已經(jīng)硫化電池要除硫化

  開始充電時,如果蓄電池充電電壓偏高,說明蓄電池內(nèi)阻過大。如果蓄電池充電電壓偏低,說明蓄電池虧電。可對蓄電池充電2~3小時后,再對蓄電池充電電壓進(jìn)行檢測,觀察蓄電池充電電壓的變化。如果蓄電池充電電壓由高變低,說明蓄電池內(nèi)阻已經(jīng)減小,還能有繼續(xù)使用的可能性,如果是蓄電池的充電電壓依然居高不下,維持較高的充電電壓,就說明蓄電池硫化嚴(yán)重,對硫化嚴(yán)重的電池要做除硫化維護(hù)。

  7 環(huán)境溫度維護(hù)方法

  7.1電池溫度和電池內(nèi)阻的關(guān)系

  當(dāng)電池溫度升高時,電解液的活動加強(qiáng),故電池內(nèi)阻減少;當(dāng)電池溫度降低時,電解液的活動減弱,故電池內(nèi)阻增大。大量試驗數(shù)據(jù)表明,當(dāng)溫度較低時(25℃以下),電池內(nèi)阻隨溫度變化顯著;當(dāng)溫度較高時(25℃以上),電池內(nèi)阻隨溫度變化緩慢。因此,如需要在標(biāo)準(zhǔn)溫度下的電池內(nèi)阻值,應(yīng)對測得的電池內(nèi)阻進(jìn)行溫度修正。

  工作于浮充方式的閥控鉛酸蓄電池,溫度升高時,由于內(nèi)阻的減小,其浮充電流增大,導(dǎo)電元件的腐蝕加劇,因而壽命減少。另一方面,當(dāng)溫度很低時,上于內(nèi)阻的增大,電池就不能對負(fù)載放出能量。所以,閥控鉛酸蓄電池的溫度監(jiān)測和環(huán)境溫度是十分必要的。還必須對充電電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償,以避免高溫下的過充和低溫下的欠充。.

  7.2蓄電池浮充電壓與溫度的關(guān)系

  蓄電池在投入使用后,首先要進(jìn)行補(bǔ)充充電,即均充電。在25℃時電壓值為2.35±0.02V,充電時間在16~20小時左右。如果不在標(biāo)準(zhǔn)溫度時應(yīng)修正其充電電壓,只有在蓄電池充足電的情況下才能進(jìn)行核對容量試驗 ,即初次容量按95%核對,對于放電容量受溫度影響的程度應(yīng)依據(jù)公式:

  式中:

  t- 放電時的環(huán)境溫度℃;

  K- 溫度系數(shù),10h率容量試驗時K=0.006/℃

  3h率容量試驗時K=0.003/℃

  1h率容量試驗時K=0.01/℃

  Ce- 25℃時電池的標(biāo)稱容量值

  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。

  從上式明顯看出,當(dāng)溫度低于25℃太多時,若閥控電池的浮充仍設(shè)定為2.27V,勢必使閥控電池充電不足。同樣,若溫度高于25℃太多時,若閥控電池的浮充電壓仍設(shè)定為2.27V,勢必使閥控電池過充電。

  在淺度放電的情況下,閥控電池在25℃下以2.27V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℃),限流點設(shè)定為0.1c。過一定時間的補(bǔ)充容量后,再轉(zhuǎn)入正常的浮充運(yùn)行。

  應(yīng)當(dāng)說明的是,由于電池極板活性物質(zhì)從表面到內(nèi)部進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)時需要一定的時間,因此建議兩次充放電時間間隔應(yīng)大于10天。充電時間越長則放電深度相對要深一些。

  定期修正電池系統(tǒng)的浮充電壓值

  

  由于電池系統(tǒng)浮充電壓值受溫度影響較大,因此應(yīng)根據(jù)電池系統(tǒng)使用中環(huán)境溫度變化而及時修正系統(tǒng)的充電電壓值,一般每年可設(shè)定調(diào)整2~4次。

  監(jiān)控中心或OMC一旦接到基站停電告警后,應(yīng)密切注意該基站運(yùn)行情況, 一旦出現(xiàn)無線信號中斷超過6h,應(yīng)及時通知基站 維護(hù)人員攜帶發(fā)電機(jī)組趕赴現(xiàn)場進(jìn)行發(fā)電,確保蓄電池因放電終止后能進(jìn)行及時充電,延長蓄電池使用壽命。

  利用監(jiān)控系統(tǒng)可早期發(fā)現(xiàn)電池故障,對一些不能按要求自動檢測電池的放電情況對電池進(jìn)行均浮充轉(zhuǎn)換的開關(guān)電源,應(yīng)按要求在監(jiān)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)端手動遙控開關(guān)整流電源對電池均充。在市電恢復(fù)正常后開關(guān)整流電源不能對電池進(jìn)行均充,維護(hù)人員要根據(jù)電池放出實際容量的情況, 在遠(yuǎn)端通過動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)及時調(diào)整開關(guān)電源設(shè)備對電池的充電電流及均浮充轉(zhuǎn)換,在監(jiān)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)端手動遙控開關(guān)整流電源對電池均充。所以只有電池工作在荷滿的浮充運(yùn)行狀態(tài)下,蓄電池組容量準(zhǔn)確具備了必要條件,也使蓄電池組實際使用的環(huán)境接近設(shè)計壽命的環(huán)境,使放電時間得以延長。

  8 日常蓄電池維護(hù)的工作

  蓄電池維護(hù)的實際工作有:

  8.1每月停電1~2次,基站放電時間平均為4~5小時。需進(jìn)行手動均充,人工補(bǔ)充蓄電池的容量,浮充電壓必需提高到54v以上。

  8.2蓄電池?fù)p壞的一個主要原因是油機(jī)發(fā)電造成的。每次油機(jī)發(fā)電完成后應(yīng)進(jìn)行手動均充,防止蓄電池充電不足而造成損壞。

  8.3頻繁停電發(fā)電造成了蓄電池嚴(yán)重的充電不足,其結(jié)果是油機(jī)發(fā)電越發(fā)越虧,越虧越發(fā),最后不得不發(fā)地步。因此在發(fā)電過程中在保證傳輸供電的同時,兩組蓄電池一組必須脫離負(fù)載,這是因為依靠油機(jī)對蓄電池充電是完全不可能把電充足的。

  8.4蓄電池廠家提供的浮充電壓值,不能應(yīng)用于基站的蓄電池充電設(shè)定,要根據(jù)實際的情況進(jìn)行設(shè)定,浮充總電壓值應(yīng)提高到54.2v-54.5v。

  8.5每月停電頻繁基站,應(yīng)相應(yīng)提高浮充電壓及限流值.例如把浮充電壓為53.5V調(diào)整到54.2~54.6V,限流值0.1C調(diào)整為0.15~0.18C。

  8.6對開關(guān)電源蓄電池各項維護(hù)參數(shù)的設(shè)定,不能完全按照蓄電池廠家要求進(jìn)行設(shè)定,可根據(jù)蓄電池實際運(yùn)行情況做靈活調(diào)整。

  8.7蓄電池初期出現(xiàn)容量虧損,例如蓄電池200Ah負(fù)載電流20A,放電時間由10小時下降為5小時。處理方法是提高浮充電壓和限流值,用較大電流對硫化的極板活化。

  8.8蓄電池虧損嚴(yán)重.例如蓄電池200Ah負(fù)載電流20A放電時間由10小時下降為2小時,處理方法必需用高頻脈沖充電儀進(jìn)行整組處理。

  9 應(yīng)用實例

  圖10為某移動通信基站蓄電池組浮充電壓運(yùn)行數(shù)據(jù),圖中是整組蓄電池在此運(yùn)行時間段里浮充電壓的組離散度,其中A時刻對整組蓄電池組進(jìn)行了維護(hù),可以直觀地看出,在線維護(hù)后,整組電池浮充電壓的離散性變小,其一致性明顯變好。

圖10 維護(hù)前后蓄電池組電壓的離散度

  在圖11中,看到有兩節(jié)蓄電池的浮充電壓明顯偏高,且在此運(yùn)行階段,波動較大,圖11中是其中一節(jié)20#蓄電池的浮充電壓離散度表現(xiàn),其中B 時刻對該電池進(jìn)行充放電維護(hù),從圖11上看,20#電池的浮充電壓離散性在進(jìn)行維護(hù)后明顯變好,且離散度本身的變化波動也明顯變小。本節(jié)電池的浮充電壓由維護(hù)前的2.303V拉回到2.256V正常浮充狀態(tài)。

圖11 20號電源維護(hù)前后的電壓變化

  10 結(jié)論

  甘肅移動蘭州分公司自2002年開始該項工作的實驗,對基站的電源參數(shù)進(jìn)行了合理化調(diào)整,對蓄電池進(jìn)行前期的在線修復(fù),并取得了良好的結(jié)果 。經(jīng)過一階段的在線參數(shù)調(diào)整和修復(fù),電池由原來放電1小時延長至現(xiàn)在的3~4小時。經(jīng)過上述蓄電池在線或者線下調(diào)整和修復(fù)的實例證明維護(hù)的可行性和有效性。運(yùn)用上述開關(guān)電源充電參數(shù)調(diào)整技術(shù),先后對十個郊縣基站200AH蓄電組進(jìn)行在線修復(fù)與維護(hù)。經(jīng)多次市電停電測試,在負(fù)載電流20~30A左右時,電池組平均放電時間7~9個小時,蓄電池容量恢復(fù)到80%,基本滿足電池放電要求。在2007年對上述10個基站進(jìn)行10小時容量測試,除3個基站蓄電池容量不足20%以外,其余基站容量保持在50%左右,平均放電時長5小時,蓄電池使用壽命平均延長了3~4年。

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