蓄电池的充放电时应注意的问题
充电
充电分为初充电、正常充电、浮充电、均衡充电等几种。
1) 新蓄电池的首次充电称为初充电,目的在于使电池在装配过程中被氧化的极板活性物质还原,增加活性物质含量,提高蓄电池的放电性能。蓄电池安装好后都要进行初充电。从理论上来说,浮充充电不能替代初充电。
2) 在用蓄电池在正常工作中,工作放电后进行充电称为正常充电。当电源系统输入交流电源中断时,蓄电池组立即承担起主要负荷。交流电源恢复送电时,充电装置将自动或手动进入恒流充电-恒压充电-浮充电,并恢复到正常运行状态。
3) 一般情况下,电池组与整流电源并联连接到负载上,当交流电源正常时,整流器将交流电整流为直流电后,一面给蓄电池充电,一面为负载供电。当交流电源中断时,蓄电池的直流电立即给负载供电,以保证供电的连续性。这种蓄电池充电称为浮充电。
4) 蓄电池在使用的过程中,往往会产生容量、电压等不均衡现象。导致蓄电池组输出电压过低,输出电量过小。为此,对电池组进行过充电,使蓄电池组中的每个蓄电池都处于充足电状态,这一充电过程称为均衡充电。一般均充电流选在电池Ah数的1/10,而时间一般为10小时左右。
无论使用哪种充电方法,都应该按照厂家产品说明,控制充电电压和电流,以防欠充和过充造成蓄电池性能下降和寿命缩短。
特别是浮充,浮充电压的选取很关键。国内一般选择2.23V~2.27V的浮充电压。不同厂家对浮充电压的具体规定不完全一样,所以实际中应根据具体厂家的电池要求及具体的环境温度选取浮充电压。一般情况下浮充电压定为2.23V/单体(25℃)比较合适。
如果不按此浮充范围工作,而是采用2.35V/单体(25℃),则连续充电4个月就会出现热失控;或者采用2.30V/单体(25℃),连续充电6 ~ 8个月就会出现热失控;要是采用2.28V/单体(25℃),则连续12 ~ 18个月就会出现严重的容量下降,进而导致热失控。热失控的直接后果是蓄电池的外壳鼓包、漏气,电池容量下降,最后失效。另外,应注意不同环境温度浮充电压的选择,下图是某厂家电池浮充电压同,温度的关系曲线。
图3 浮充电压和温度的关系曲线
阀控式密封铅酸蓄电池在使用中应注意观察电池的温度情况,随时注意观察浮充电压,若充电设备没有补偿温度的功能,就应按温度每上升1℃,每单体电池浮充电压下降3mV进行修正。
均衡充电电压较高,不宜频繁使用。在石化停电不频繁的电源系统,可以采用每年4次,如果停电比较频繁的电源系统则再增加1~2次或电池组遇有下列情况之一时进行:有两只以上的电池在浮充状态下,电压低于2.18V(12V系统为13.08V);电池组搁置不用时间超过3个月。
放电
核对性放电:即将蓄电池按照10h放电率进行放电,放电时要求及时监测每个单体电压和总电压,防止过放电,蓄电池端电压不要低于终止电压(最低1.8V/2V单体或10.8V/12V单体)。放电完后,静置2小时后,再用同样大小的电流对蓄电池进行恒流充电,使电池电压上升到2.35V/只或14.1V/只,保持该电压对电池进行8小时的均衡充电后将恒压充电电压改为2.25V/只或13.5V/只,进行浮充充电。上述方法,可以放出蓄电池容量的80%。但一般情况下,放出蓄电池容量的30~50%左右就可以了。通过核对性放电,可以计算出电池组的容量,活化落后的电池,恢复电池的容量。一般要求一年至少一次。
放电时需要注意的是:放电电流不宜过大,更要避免短路放电。一般放电电流选在电池Ah数的1/10;放电时,蓄电池端电压不要低于终止电压,以防蓄电池过度放电导致蓄电池性能下降和寿命缩短;放电后,应该及时充电。不允许蓄电池在放电状态下长时间搁置。
容量严重下降的电池,在浮充电状态下,其浮充电压的区别不足以用来判断电池是否因容量降低而失效,因此日常维护中需加强对电池的充放电活化管理。在电池组进行核对性放电过程中,容量严重下降的电池端电压就会很快跌落,这时从电池的端电压的变化上可以很容易的发现他们,以下是我们对直流屏的,一组直流电源蓄电池进行核对性放电的电压数值,其规格为100Ah/12V(18只),放电电流10A。一般情况下,放出蓄电池容量的30~50%左右就可以了,所以只记录四小时。
表1
其中18号电池的放电电压曲线如下:
图4
从放电电压看所有电池电压变化较一致,没有电压突降现象。
容量校核:即判断蓄电池的实际容量,一般要求每三年进行一次。使用六年以后最好每年作一次。当输出容量低于额定容量的80%,则认为该电池失效。
3.2蓄电池的检测
预测蓄电池状态性能的一般方法有:蓄电池的电压变化监测和内阻检测。
监测放电时的电压变化,是检测阀控铅酸电池的故障的一种方法之一,但是要想检测结果准确,就必须与放电试验结合进行。因此,这种试验必须在市电正常时带假负载或在,市电停电时电池带真负载放电过程中,才能检出故障电池,但检出故障电池时,蓄电池组已不能再提供可靠的电源,这样对供电系统造成严重影响,失去了备用电源的作用。
各种电池失效最后都能引起蓄电池内阻的增大。可见根据电池内阻的大小可以检测出电池性能的好坏。不过需要注意的是,电池的内阻值在不同的状态及环境下,其内阻值也有很大的差异。电池内阻的比较尽量在同一状态下比较,且明显的内阻变化才表明蓄电池有大的性能改变,超过30%的变化即可认为明显,但这个变化幅度可能跟不同厂家的电池有关。以下是在运行中通过检测的实例。
浮充状态下1组电池组,通过检测端电压和内阻数据如表2;电池规格为100Ah/12V,18只。
表2
去除No9、No10电池后的内阻平均值为6.08,其中No9电池内阻偏离平均值31.9%,No10电池内阻偏离平均值28.5%。可以认为这两块电池有问题。
对No9、No10单独恒流放电,测试实际容量。放电电流10A,记录放电电压和环境温度。测得No9电池的实际容量67.7%、No10电池的实际容量74.3%,均低于80%应更换。
结束语
阀控式铅酸蓄电池虽然号称是免维护蓄电池,的确阀控式铅酸蓄电池避免了,开口电池冒酸气,补水补酸等麻烦而且可以不用专门蓄电池室,可以和其他配电柜一起放置,这是它的优点。但免维护不等于不维护,不正确的使用可以显著地对蓄电池造成损害,并使蓄电池的使用寿命缩短。
因此,必须加强维护,加强监测并控制蓄电池组的浮充电压、使用温度,监测蓄电池内阻,及时准确地发现劣化电池并采取必要措施,定期核对性放电,活化落后的电池。使整组蓄电池工作在正确的使用状态,保证负载的正常工作。