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研究课题十:影响蓄电池的服役寿命的几个因素!

作者: 保定钰鑫电气 编辑: 钰鑫电气 来源: 保定钰鑫电气科技有限公司 发布日期: 2019.07.12
信息摘要:
对于蓄电池运维,我们着重从影响蓄电池健康状态,即导致蓄电池老化的关键因素着手,考虑电源直流系统的运维工作重点应该放在哪里。

近几年来,随着经济的持续快速发展,电力、通讯、计算机等基础产业发展十分迅速,这些行业正处于一个高成长时期,对蓄电池的需求日益增长。请听钰鑫电气小编详细讲解影响蓄电池的服役寿命的几个因素?

运维,简单理解为运行维护,是对一个系统、产品等从服役到退役的过程管理。不同的系统运维管理办法不同,运维效果也不同。运维的本质目的可以分为三大部分:

1、对已发生故障进行及时处理

2、对隐患故障进行预测判断和处理

3、对系统进行优化,使系统更加安全稳定可靠

蓄电池在线监测系统

其中对于已发生故障的处理非常为紧迫,对于隐患故障的预测判断和处理虽然紧迫程度较低,但重要程度很高,并且有效的预测判断可减少故障发生概率,而对于系统的优化,难度非常高,效果非常慢,也是难以评估的。

直流系统故障大多数由蓄电池故障引起,因此直流系统运维核心在于蓄电池组的运维。而蓄电池投运过程中,大部分的时间处于浮充状态,并没有进行带载运行,蓄电池真正的价值在于能够在市电断电时,无缝供电,防止重要设备断电。而同时,大多数直流站处于偏远地区,无法实现故障迅速处理。此外,蓄电池内部结构复杂,制作工艺流程成熟,蓄电池组的安全性能优化空间并不大。因此蓄电池的运维主要目的在于隐患故障的预测判断和提前处理,所以蓄电池健康状态的准确评估与判断非常重要。

铅酸蓄电池理论寿命一般在10年-15年,但在实际应用中,往往达不到,我们经过长期的监测、跟踪、分析、研究认为,影响蓄电池健康状态的关键因素主要分为四大类:质量环境、现场环境、电气环境、运维环境,几乎多有的电池都达不到设计寿命值,健康状况差的电池甚至只能维持数月的寿命。

对于蓄电池运维,我们着重从影响蓄电池健康状态,即导致蓄电池老化的关键因素着手,考虑电源直流系统的运维工作重点应该放在哪里。

1、质量环境因素

蓄电池尤其是小容量蓄电池,其工作电流小,危险性不大,且原理简单易生产,准入门槛低,市面上很多小厂家、小作坊加工生产售卖,更有甚者将劣质产品伪装成大品牌电池进行售卖。小厂家、小作坊生产设施简陋,工艺流程简单,生产技术落后,没有能力对电池生产质量进行控制,多数厂家为节约成本而偷工减料,生产出的小容量蓄电池质量问题多:原材料质量不合格,化成工艺不合格,活性物质配方不合格等,蓄电池一致性差。

另一方面,蓄电池数目庞大,采购环节往往注重价格,给劣质电池大量流入配网提供了机会,致使各直流电源系统遭受威胁。

蓄电池在线监测接入方案

2、自然环境因素

一般来说,铅酸蓄电池理想的运行环境为20℃到25℃,温度过高会加速电池干涸,影响电池服役期限;温度过低,活性物质活性降低,直接导致电池的容量缩水。另外,蓄电池应当处于干燥环境中,防止极柱生锈,负极板硫酸盐化等。

一些电池运行场合处于户外环境,夏天温度达到50℃到60℃,冬天温度则在零度以下;春秋天湿度大,无法保证蓄电池处于稳定、良好的环境中。蓄电池常常出现膨胀、端子生锈、溢酸腐蚀等现象,并且无法及时发现和更换,配电系统存在大量隐患。

3、电气环境因素

充电机的恒流充电电流、恒压充电电压、浮充电流、浮充电压,恒流转恒压的电压转换点,电流纹波系数等,均对蓄电池的运行有一定的影响,参数不合适将直接影响电池的实际寿命。例如过充和浮充电流过载引起电池失水,造成干涸失效。

电池所用的充电机多为电池生产厂家通过工厂直接采购,注重采购价格,而不注重充电机电压电流控制精度等技术指标,致使大量低品质充电机工作在配网系统中。而蓄电池长期处于恶劣的电气环境中,导致健康程度、寿命受到影响。

辅佐材料:

Q / GDW 576《站用交直流一体化电源系统技术规范》规定了一体化电源系统中充电装置技术要求,采用高频开关电源,充电装置主要技术参数应达到表1-1中的规定。充电装置的效率应达到表1-2中的规定。

表1-1

高频开关电源型

高频开关电源型

稳压精度 ≤±0.5%
稳流精度 ≤±1%
纹波系数 ≤0.5%

1-2

装置类型 额定输出功率 效率
高频开关电源模块 单模块功率≤±1.5kW ≥85%
单模块功率>1.5kW ≥90%

市场上售卖的蓄电池充电机质量参差不齐,大量次品在市场流通,尤其是价格低廉的充电机,其工作参数、电压电流控制能力、保护措施等均达不到要求,有些甚至虚假宣传产品的技术参数。

另一方面,数量多,充电机采购数量大,采购环节管理简单,使用者对采购的充电机往往只是简单试用一下,具备充电功能即可,并不去验证各项参数指标是否合格,大量现役充电机存在严重的质量问题。

上述情况导致现役蓄电池长期处于恶劣的电气环境,对蓄电池本身有很大的影响。

4、维护环境差因素

当前蓄电池采用串联成组方式运行,产生以下问题:

(1)短板效应:由于采用串联结构,某一只电池的损坏,将造成全电池组的失效。

(2)传染效应:某只电池的劣化,会“传染”给组内其他电池,加速整组电池劣化。

(3)鉴别和维护:准确识别蓄电池组中的失效电池并将其剔除出电池组。

(4)现状和期望:蓄电池的现状一方面说明其质量有待提高;另一方面,正确使用电池,加强日常维护和监测管理非常必要。

蓄电池维护需
资源矛盾
实际响应

巡视工作主要包括人工测量端电压、测量组电压、测量电池温度、检查电池连接及受腐蚀情况、对腐蚀情况作出判断及相应操作;

维护频率:需每工作日进行


多数地区有数百个配电变电站,如果进行巡视维护工作,则需每站配备至少一名人员,而大多数地区,维护人员紧张,根本无法满足需求
1、如果对蓄电池按照正常的运行维护,则需要大量的人力物力;

2、实际上各个地区的人员尤其是设备维护人员都相对紧缺,单是人员力量就不足以完成蓄电池的日常维护工作;

3、蓄电池长期处于无维护状态严重影响直流供电系统可靠性


检修工作包括准备工具材料、申请并通过通信调度批准、观察电池电压确定其状态、确定电池导线及电池之间联接是否牢固、电池温度是否正常、检查外观及漏液现象、测电池组及单体电池电压、停电检查两组电池带电负载能力及电池保险是否完好、对出现问题汇报并处理、清理现场并按要求填写记录。
按照要求,每个变电站每年四次检修,至少两人同时工作,并且对人员的经验、技术要求都比较高
维护频率:检修周期约每季度一次

按照核容规程进行容量核对性放电;

维护频率:每年一次

核容放电工作耗时长(每个站至少20小时,约为三个工作日),工作量大,需要进行数据记录等,并对问题电池进行更换。

保定钰鑫电气科技有限公司专注蓄电池监测类产品的质量和研发,通过与华北电力大学、河北大学等科研院所的合作,专注产品的质量、拓宽产品应用范围,研发出适合不同领域、不同环境的蓄电池在线监测系统,从而满足用户的个性化定制需求。如果贵公司想定制蓄电池监测接入方案,欢迎点击客服或电话咨询。

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