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NPP铅酸蓄电池的四个充电工作状态

2021-4-30 10:58:19      点击:

铅酸蓄电池的四个充电工作状态

铅酸蓄电池的四个充电工作状态

①铅酸NPP蓄电池的涓充电

    在铅酸蓄电池的涓充电期间(T0~T1),铅酸蓄电池的充电电流取的比较小,一般取C/100(ITC),涓电流充电一直持续到铅酸蓄电池的充电到达了它的预先设定的阈值电压(UCHGENB)。采用涓充电的目的是为了避免对有损坏的铅酸蓄电池的连续大电流充电而产生的不利影响,需注意的是,根据充电器电路加电后电池电压的情况,可以跳过涓充电的充电状态。在一些应用场合下,对铅酸蓄电池的充电可以不采用涓充电工作状态,对UC3909可以通过将引脚CHGENB接至引脚VLOGLC的方法来去掉铅酸蓄电池的涓充电工作状态。

②铅酸蓄电池的大电流充电工作状态

    如图4所示的(T1~T2)时间段,如果铅酸蓄电池的电压高于一个给定的阈值电压,这时充电器电路可以为蓄电池以一个恒定的大电流充电,直至充电至铅酸NPP蓄电池的电压达到它的最大过充电电压的95%以上。

蓄电池放电(容量)试验是一项繁重的工作,但又是非常必要的,因此广大蓄电池维护人员一直致力于探索一种轻松而又安全的蓄电池放电(容量)试验方法。内阻计、电导仪等充其量只能作为蓄电池某种参数的在线测量仪,在一定条件及某种程度上可以定性地、大致地判断电池的性能,但是容易受各种因数*。要准确地、定量地知道电池的性能,最好还是将电池进行放电。

   很早以前就有人提出在线放电(容量)试验的概念--人为关闭市电,让电池组对实际系统放电,在放电过程中用人工测量记录电池的端电压,当某一单体达到或接近截止电压时,恢复市电,以此了解电池的容量及发现落后单体。这种方法不用将电池脱离系统,而且放电过程中电能全部加以利用,节能而且没有散热问题,但考虑到安全方面存在问题,很少有人在实际中加以运用,因为如果将电池电能放光后,刚好市电中断,通信系统将因无后备电源而瘫痪,即使只放电30%~40%,一旦在放电过程中市电中断,也将明显地人为减短电池供电时间,更何况在不了解电池容量的情况下,放电30%~40%也不是很容易控制的。如果将上面所述的在线放电(容量)试验方法加以改进,将在线放电时间缩短至10分钟以内,那么就不用过多顾及一旦市电中断电池供电时间缩短这方面的问题,但前提是在这么短的时间内必须能得到各单体电池的剩余容量,否则就谈不上在线容量试验。

   综观目前国内NPP蓄电池维护仪表市场,只有台湾INNET公司推出的蓄电池容量监测设备BCSU-60N系列能够满足这种要求。蓄电池容量监测设备BCSU-60N系列,能够在线监测、记录并存储整组及各单体电池浮充及充放电期间的电压、电流、温度等参数;所有参数均能以方格图、曲线图及数据表格显示;当电池电压差超过一定值时,将会发出需均衡充电的信号,当蓄电池电压及温度异常时,将发出告警;其最大专利及特点是:只要监测电池组在线放电5分钟即能知道每个电池的剩余容量,并找出最小落后单体;此外,测试完成后还会自动生成测试报告,大大减轻蓄电池维护的工作量。

2000年10月中国电信总局电源维护支援中心派人对该仪表在全国选定六省(河北、山东、江苏、安徽、湖北、广西)进行了试验考察,效果反映非常好,目前有许多省市通信系统都在使用该设备,例如电信系统有上海、福建、江西、河北、内蒙、武汉等省市;移动系统有福建、江西、四川、陕西、深圳等省市;联通系统有福建、江西、河北、内蒙、宁波等省市。

   蓄电池容量监测设备BCSU-60N系列不仅达到蓄电池容量试验的目的,而且大大减轻蓄电池维护的工作量,为传统的NPP蓄电池维护方法带来一次革命性的转变。

铅酸蓄电池的四个充电工作状态

1.传统的电池监控方式  

  长期以来,NPP蓄电池的维护单位都是以人工维护,最常见的是以下几种方式:1.1.核对性放电这种方法是最准确知道蓄电池容量的方法。具体的操作是将浮充状态的电池组脱离负载,然后以电池标称容量的0.1C的速度放电(即100Ah的电池以10A的放电速度放电),并记录电池到达规定的终止电压的时间以确定电池的实际容量。这种方法最大的优点是准确,但缺点也显而易见:这种方法需人工操作,有一定的危险性;需要脱离负载操作,所以放电过程中如果发生停电,系统就没有后备电源的保障;这种方法其实测试的电池组里面最差电池单体的容量,其他电池单体的容量仍然没有掌握的;另外对电池容量本身也有一定的损害,所以不能频繁的对电池进行核对性放电,一般的用电单位进行这种测试的频率是一年1-2次,而电池劣化的过程经常是在几周内发生的,这样在两次测试间隔时期电池的状态仍然是未知的,事故隐患仍然存在。  

  1.2.在线或者人工监测电池电压  

  这是长期以来监测电池状态最常用的方法。但从下图可以看出,在浮充状态下,容量不同的电池的浮充电压几乎是一致的,通过放电测试可以看到容量异常的电池很快就会下降到截止电压,从而说明通过这种方法来判断电池的容量是无效的。  

  1.3.人工测量电池内阻  

  这种方法通常与方法2共同使用来判别电池好坏。即维护人员利用内阻仪手工测试电池单体的内阻。到目前为止,虽然大量的文献指出NPP蓄电池的内阻和容量状态并没有一个明确的数学对应关系,但业界里公认内阻的变化是和容量的变化相关的。在图2里面黄色趋势线显示蓄电池的内阻在10月到11月期间因为各种原因急剧上升,因此可以判断出蓄电池的状态已经严重劣化,经过对电池的放电证实的确是电池已经失效。  

  但这种方法的缺点也显而易见:不能实时在线监测电池的状态;花费的时间长,人力成本高;有些电池组由于空间的限制,并不便于人工操作;每次测试由于人员和仪器的不同数据会有较大的差异。这种测试方法也不再适应现在的电池监控系统的需求,取而代之的是在线式的内阻监控方式。下面我们就这种监控方式作详细的介绍。  

  2.在线电池内阻监控方式  

  从系统架构来看这种监控方式分为集中式和分布式。  

  2.1集中式在线电池内阻监控系统  

  集中式监控系统是指将一组甚至多组NPP蓄电池连接到同一台设备上进行测试,图3是集中式监控系统的一个例子。  

  集中式监控系统测试电池内阻大都采用交流注入法,即在设备内部产生一个一定频率和幅度的交流(基本是正弦)信号注入到蓄电池两端,然后通过探测并检出蓄电池两端同频率的电压波动即可确定电池的内阻。交流注入法也是大部分手持内阻仪检测内阻的方法。交流注入法不需要从电池中取电,从而不会对电池本身的容量和寿命有影响。但交流注入法对电池注入的电流一般不能太大(1A以下)以避免对动力环境系统产生*,这么小的电流引起的电池电压的波动是非常难以精确测试的,很容易受到动力环境系统中的噪声的*,特别是在UPS系统里电池两端存在大量的谐波*,如何滤除这些*是非常有挑战性的一项工作。就目前的集中式设备测试内阻的结果来看精度大都不太理想,距离分布式的采集模块还是有差距的。集中式设备由于要采集多个电池单体的参数,这样就需要从设备引出大量的连接线,而且由于电池摆放的位置不同,这些连接线的长度和走线都不一致,从而使得集中式监控系统的施工和维护都较为麻烦。  

  虽然集中式的监控方式有种种弊端,但由于其成本较低,所以在一些对内阻精度要求不高的场合还是有相当的市场。生产集中式设备的厂家包括艾默生,杭州高特以及一些较小的厂商。  

  2.2分布式在线电池内阻监控系统  

  相对集中式监控方式,分布式系统的电池参数采集模块和蓄电池一一对应,采集模块通过导轨或者双面胶固定于电池表面,由于每一个电池单体配置一个传感器,因此连接线短,这样使得现场施工布线非常简单。  

  在分布式监控系统中,电池参数采集模块将采集到的数据通过串行总线上报给现场主机,再由现场主机上报给中心服务器,用户通过客户端访问服务器即可查看NPP蓄电池运行的状态参数。