蓄电池组范文
蓄电池组范文（精选8篇）
蓄电池组 第1篇
此监测系统为了提高监测的可靠性分别由监测单元和上位机组成。工作时, 每节蓄电池配置一个监测单元, 每个监测单元内置单片机, 具有电压、温度测量功能。监测单元以蓄电池作为其电源输入, 通过电压转换电路将电池电压匹配为单片机工作电压, 同时单片机通过A/D转换测量电池电压。上位机通过RS-485总线与监测单元实现通讯, 获得监测单元的测量数据。其中每个监测单元都包括:电源电路、电压采样电路、温度检测电路、通讯电路、单片机、A/D转换电路及数据处理等。其结构框图如图1所示。
1.控制核心
系统采用了宏晶科技公司的高性能的8位单片机STC12C5410AD。系统所用的单片机管脚如图2所示。
2.温度采集电路
温度采集电路采用集成温度测量数字温度传感器18B20。18B20提供环境温度对应的数字信息, 直接表示温度;独特的单线接口方式, 支持多点组网功能, 多个18B20可以并联在唯一的三线上, 实现多点测温;可测量温度范围最大为-55～125℃, 并具有良好的温度精度 (0.5℃) ;低功耗设计, 典型工作电流为250μA;宽工作电压范围为3～5V。原理图如图3所示。
3.电压采集电路
监测系统采用的电压采样电路原理图如图4所示。电池电压由两个电阻分压。为了增大电路输入电阻, 分压后的信号经运放射随器缓冲后接入单片机的模拟输入通道。运放选用高输入阻抗的TL081。
4.通讯接口电路
选用3V的485总线驱动器MAX3485作电平转换。电路如图5所示。
5.监测单元电源电路
单节蓄电池电压通常为6V或12V, STC12C5410AD单片机工作电压要求为5V, 因此需要电压转换, 以使单片机能正常工作。
选用LM7805作为电压转换芯片给单片机提供35V电源。电路如图6所示, 电池电压为输入, 输出电压VCC为5V, 与单片机VDD脚相连, 同时也是监测单元其他器件的供电电源。
磷酸铁锂电池组技术规范 第2篇
一、技术规范情况：
一、概述
1、本技术要求为江西**通信集团上饶分公司后备电源招标文件技术规范书。
2、本技术规范书的编制依据是根据中国信息产业部“通信局(站)电源系统的总技术要求”等有关规定编制。
3、参与选型及报价的设备必须符合本技术规范书的要求，如相关要求低于本技术规范书的要求应论述其理由。
4、投标方必须对所有供货质量和服务质量负责，即：保证所有供货符合技术要求、服务质量要求、交货验收要求、价格规定要求。
5、投标方必须对本技术规范书的每一款做出明确答复，并给出详细的技术数据和指标。
6、投标方应详尽叙述所推荐产品的其它技术性能。生产商应具有完善的检测手段及相应的检测设备。
7、投标方以中文书面形式提供设备的全套技术文件及文件清单。提供的技术文件数量为2套纸质文件和1套电子文档。技术文件内容要与提供的设备一致，因投标设备软硬件修改而导致文件的任何修改，厂商应提供修改或补充的印刷文件。所有的文件均应有简洁明了的名称和编号，各种文字说明应通俗易懂，所有图纸和图形符号等均应规范化。投标方应提供设备说明书、企业内部检测标准、通讯协议、安装、维护和操作手册等。提供产品检验报告、产品合格证。
8、设备说明书包括设备工作原理、技术性能、功能、指标、结构（容量、尺寸和重量）、接线及控制原理图、设备可靠性指标等。安装、维护和操作手册包括安装手册、维护操作手册、备品备件清单等。
9、投标方负责提供设备及所有附件的供应、运输，在开通、调试及
验收直至交付使用的过程中提供免费技术指导、人员培训以及设备安装及相应保修。
10、本招标文件解释权属于江西**上饶分公司。
二、范围
1、本次招标的设备为以铁锂电池作为后备电池的后备电源系统，包括如下设备：
①磷酸铁锂电池组（磷酸铁锂电池组容量为50AH；具备电池管理系统BMS功能）。铁锂电池采取壁挂方式安装。②交直流一体化UPS电源。
③壁挂式机柜、防雷模块、空开。
2、本技术规范适用于为实现各类小功率通信终端设备的远程供电的通信用静止型电源。其主要负载包括微蜂窝、WLAN设备、光纤通信网络设备、室内分布系统以及室外边际站、射频拉远等。
三、系统主要技术指标 主要技术性能指标：
工作温度：-20℃～+60℃（注：工作温度范围内，电池外观应无变形、无爆裂等现象） 贮存温度范围：-25℃～+60℃ 相对湿度：≤ 85% 大气压力：70KPa～106Kpa 工作电压：-48V～-56V 音频噪音：<55dB（设备正面1米处）
四、设备性能如下：
电池组（磷酸铁锂电池组）：
1、蓄电池容量为50AH，每组-48V电池组内必须有15或16节单体电池组成，具备电池管理系统BMS功能。
电池自维护：具备电池自动均衡功能；产品应具备监控功能，具有RS232或RS485接口，可接入买方的动力环境监控系统。投标方应免费提供相关监控协议。
充放电自动管理：监控单元自动测量电池的充放电电流并对电池
进行浮充和均充管理；
2、电池组在环境温度-20℃～60℃条件下使用： ——充电环境温度：0℃～55℃； ——放电环境温度：-20℃～60℃。
3、电池组性能一致性
电池组内各电池应为同一厂家生产、结构相同、化学成分相同的产品，且符合下列要求：
a)电池组内各完全充电电池之间的静态开路电压最大值与最小值的差值应不大于0.05V；
b)电池组进入浮充状态24h后各电池之间的端电压差应不大于0.20V；
c)电池组放电时，各电池之间的端电压差应不大于0.25V； d)电池组内各电池之间容量最大值、最小值与平均值的差值应不超过平均值的±1％。
4、充电限制
电池的均充充电电压限制范围为（3.55～3.60）V，电池的浮充充电电压限制范围为（3.35～3.40）V。
5、磷酸铁锂电池的循环寿命应不小于2000次。
6、电池组在网浮充使用寿命，不应低于10年。
7、保修期为5年。
8、性能要求：不爆炸，不起火。过充电安全特性
蓄电池充电后，在（25±5）℃条件下搁置 1h。在（25±5）℃条件下以 5000mA 单体电池电流充电至 5V。
性能要求：不爆炸，不起火。高温安全特性
将蓄电池置于（130±2）℃恒温箱里，并保温 30min。
性能要求：不爆炸，不起火 跌落安全特性
蓄电池充电后，在（25±5）℃条件下搁置 1h 后，在（25±5）℃
条件下，自 4 米高处跌落至木板上。性能要求：不爆炸，不起火。外部短路：
电池短路时蓄电池应不爆炸、不燃烧。
外部影响
蓄电池在针刺、挤压、撞压、坠落等情况下，电池应不爆炸、不 燃烧。
9、电池外观要求
1、电池表面应清洁、无锈蚀、无划痕、无变形及机械损伤，无漏液现象，接口触点无锈蚀；
2、电池表面应有必须的产品标识，并标明生产日期，产品标识，印刷清晰，且标识清楚，不易脱落；
3、蓄电池的正、负极端子及极性应有明显标记，表面光泽，无飞边毛刺、凹凸不平等缺陷，表面抛光钝化处理，便于连接，端子尺寸应符合制造商产品图样；
4、蓄电池的通信接口、电源接口等应有明确的中文标识并符合制造商产品图样；
5、蓄电池的外形尺寸应符合制造商产品图样或文件规定；
6、应采用先进的连接紧固方式，确保蓄电池组内部单体电池之间连接的可靠性。
7、如并联电池组，蓄电池间的连接电缆应采用铜质电缆，电缆线径应满足安全载流量的要求。
10、保护功能
10.1过充电保护
电池组具有过充保护功能，检测到过充状态时，电池组保护系统 应切断充电电路，电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸，电压电 流撤销后，电池组能正常工作。
10.2过放电保护
电池组任何一节电芯电压小于过放保护电压（2.5V，可根据厂家
给定值调整）后，电池组保护系统能切断放电回路。市电恢复后，电池组应自动恢复充电状态，并正常工作。
10.3短路保护
电池组满电状态下，电池组的正负极短路时电池组应能切断电路，电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸，短路撤销后电池组能正常
工作。
10.4反接保护
蓄电池的正、负极端子及极性应有明显标记，需采用插接式机构，防反接设计特性；电池组满电状态下，正负极反接时电池组保护系统能切断电路，电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸，反向电压撤销后，电池组
能正常工作。
10.5过载保护
电池组按规定充满电后，当放电电流达到过载保护电流值时，电
池组保护系统应能切断电路，电池组应不漏液、冒烟、起火或爆
炸，过载撤销后，电池组能正常工作。
10.6温度保护
温度达到保护点范围（要求高于60度，投标方应提供具体的数据）
时，电池组应切断电路(电池组内部BMS元器件高温保护除外)，温度达到恢复点范围时，电池组应自动恢复工作；整个过程电池
组应不漏液、冒烟、起火或爆炸。
环境可靠性
产品应具有良好的温度适应性，当温度、湿度发生较大变化时，产品的性能应不受影响。产品应提供详细的说明。
11、电池材质
电池正极材料为磷酸亚铁锂。
12、检测报告
产品供货商所提供相关产品，应提供经国家权威检测机构出具的检测报告
13、知识产权
投标人应提供所拥有的与投标产品相关的核心材料技术及生产工艺的技术专利证明材料。
14、环境保护认证
投标人提供的磷酸铁锂电池组生产应符合国家相关环保要求，并能提供国家环保机构出具的环评证书。
15、安全认证
投标人提供的磷酸铁锂电池组应安全可靠，可出具CE、AOV、SGS等权威机构颁发的安全认证。
交直流一体化UPS电源
1、交流输入
输入电压范围：220V±20%；
输入侧防雷：输入侧应提供可靠的雷击浪涌保护装置（差模共模全保护模式），差模20KA，共模最大40KA防护能力的过电压防护装置。
2、交流输出
输出电压：220V±20%，输出频率：50Hz±4%。
供电模式：市电优先工作模式，市电、逆变切换时间≤6ms
3、直流输出
输出电压：-40V～-57.6V 输出电流：0～15A
4、采用交直流一体化电源，预留直流输出口（直流负载400W以上），需要能同时提供-48V（-40V～-57.6V）直流及220V（85％～110％）交流输出，交流输出功率不小于600W。在一个整体的柜体内实现整流模块、配电及防雷、逆变器、蓄电池（50AH铁锂铁池）的集成。
5、环境要求 a)5.1正常工作条件
i.设备应在下述条件下连续工作
ii.iii.i.ii.iii.环境温度：-10℃～+55℃。相对湿度：≤95％。温度：-20℃～+60℃；
振动：振幅为0.35mm，频率10-55Hz（正弦扫描），3个冲击：峰值加速度150m/s2，持续时间11ms，3个方向各b)5.2贮存运输环境及震动与冲击要求
方向各连续5个循环。连续冲击3次。
6、保护功能 a)输出短路保护
输出负载短路时，UPS应立即自动关闭输出，同时发出光告警。b)输出过载保护
输出负载超过UPS额定负载时，应发出光告警；超出过载能力时，UPS应自动关断输出。c)电池电量低保护
当UPS在电池逆变工作时，电池电压降至保护点时发出光告警，发出告警后停止供电。d)过温保护
UPS机内运行温度过高时，发出过温故障告警信息及光告警，UPS应自动关断输出。
e)输出过、欠压保护
UPS输出电压超过过、欠压设定值时，发出光告警，UPS应自动关断输出。
f)自动保护功能
系统应具有输入过欠压、输出过欠压、过流、短路、过温自动保护功能，以上保护除输出过压外均应具有自动恢复功能。g)风扇故障告警
风扇故障停止工作时，应发出光告警。
7、电池供电输出效率：≥85%，市电供电输出效率：≥98%
8、交直流一体化UPS电源保修期为2年。
机柜：
a)安装/维护方便，提供安装配件，满足壁挂安装要求； b)机柜必须满足防水、防尘、防锈、防盗和散热功能； c)机柜面板上必须印制有电危险标识；
五、标志、包装、运输和贮存
1、标志：设备表面适当位置应装有产品铭牌；
2、包装：设备的包装应符合GB3873－83 的规定。
3、运输：设备包装后能适用汽车、火车等方式运输，并能保证不受损坏。
蓄电池组回路电缆截面的选择 第3篇
在电力工程中, 蓄电池回路直流电缆若截面选的太大安装和维护时施工困难, 浪费投资, 所以合理选择电缆截面显得至关重要。
1 蓄电池组回路电缆截面的选择原则
蓄电池组与直流柜之间连接电缆截面选择应按电缆长期允许载流量和回路允许电压降两个条件选择。按长期允许载流量的计算电流, 应取蓄电池1h放电率电流;允许电压降应根据蓄电池组出口端最低计算电压值选取, 不宜小于直流系统标称电压的1%, 其计算电流应取蓄电池1h放电率电流或事故放电初期 (1min) 冲击放电电流二者中的大者。其计算公式如下:
按电缆长期允许载流量:Ipc≥Ica1
按回路允许电压降:
式中:
Ipc电缆允许载流量, A;
Ica计算电流, A;
Ica1回路长期工作计算电流, A
Ica2回路短时工作计算电流, A
Scac电缆计算截面, mm2
ρ电阻系数, 铜导体ρ=0.0184Ω.mm2/m, 铝导体ρ=0.031Ω.mm2/m;
L电缆长度, m
ΔUp回路允许电压降, V;
由此可见, 选择蓄电池组回路电缆截面的关键是计算事故放电初期 (1min) 冲击放电电流和蓄电池1h放电率电流。
2 实际应用
某2300MW火电厂, 每台机组装设3组蓄电池, 其中2组110V蓄电池对控制负荷供电。现已知每台机组直流负荷如下, 如该电厂220V蓄电池组选用1600Ah, 蓄电池出口与直流配电柜连接的电缆长度为25米, 求该电缆的截面应为下列哪项数值 (表1) 。
若计算220V蓄电池组事故放电初期 (1min) 冲击放电电流需要计算出220V蓄电池组事故放电初期 (1min) 动力负荷。分析所有的负荷类型, 进行220V动力负荷统计:1200.6+31+ (8+20) 0.8+2220.9+200.6=149k W, 所以事故放电初期 (1min) 冲击放电电流。为149/220=677.28A。
经比较, 事故放电初期 (1min) 冲击放电电流比蓄电池1h放电率电流小, 故:
按回路允许电压降法电缆计算截面为:
3 结束语
本文根据蓄电池组回路电缆截面的选择要求, 结合实际工程详细论述了蓄电池组回路电缆截面选择的过程及步骤, 对实际工程设计具有一定的指导意义。
摘要：本文依据相关规程规范, 结合实际工程详细论述了按回路允许电压降法选择蓄电池组回路电缆截面的过程及步骤。
蓄电池组 第4篇
如果蓄电池组容量严重缺乏将会导致: (1) 在正常状态下无法提供较大的断路器合闸电流而依靠充电机来提供。由于充电机输出容量小, 根本满足不了断路器合闸要求, 断路器无法合闸。这样, 蓄电池及充电机基本上瞬间同时遭受大电流冲击, 而造成直流母断路器无法合闸。这样蓄电池及充电机基本上瞬间同时遭受大电流冲击而造成直流母线电压瞬时降低或失压, 很可能造成继电保护、自动装置及开关的不正确动作。 (2) 站用电中断的故障状态, 充电机被迫停用, 变电站所有直流负荷由蓄电池组来承担, 容量严重缺乏的蓄电池组根本无法长时间承担变电站所有直流负荷, 会在短时间内将其剩余容量放尽, 造成全站直流母线失压, 导致继电保护、自动装置拒动, 断路器无法跳闸切除故障, 将会造成烧坏重要电气设备、扩大故障范围的灾难性后果。在山西省由于直流系统的原因, 已经造成过严重的事故。我们要认真总结事故教训, 提高直流系统的管理水平, 防止类似故障的发生。
作为后备电源, 蓄电池是确保变电站设备正常运行的最后一道防线, 因此有着特殊的作用和意义。变电站中的蓄电池组是长期处于浮充的相对静止状态, 由于电池组中各电池内在性能的差异及使用环境的影响, 经过一段时间后, 部分电池会因过充、欠充及活性物质脱落、珊板腐蚀等, 造成电池容量下降或失效, 从而严重影响了电池的使用, 危及直流系统的安全运行。所以蓄电池处于动态的活性状态是蓄电池维护的重中之重。另外, 当蓄电池长期处于浮充状态, 正极板的二氧化铅和负极板的海棉状铅的活性降低, 蓄电池的容量降低, 因此需要对蓄电池进行定期充放电。铅酸蓄电池作为一种能量转换装置, 在实际使用中影响容量的因素很多, 导致其容量存在不确定性。为了保证供电系统的不间断, 所以定期对蓄电池的容量进行核对, 以准确得知蓄电池的真实容量显得极为重要。我们知道变电站蓄电池组是单体电池串联而成, 其中最小容量电池决定了电池组的容量。当蓄电池组单体蓄电池出现分散性时, 势必会影响到蓄电池组的运行可靠性。也就是说落后电池的容量决定电池组的容量, 所以电池组中出现落后电池, 降低整组电池容量, 如不及时处理将导致其它电池迅速劣化, 整组蓄电池使用寿命终止。但是更换电池难以实现容量恢复, 因为一组铅酸蓄电池串联使用, 需要同一型号、同一规格、同一个容量、同一个品牌、同一批号, 所以出现落后电池后通过更换新电池难以实现容量恢复。因此, 如何能在日常直流维护中短时间内发现, 容量严重缺乏, 不能满足运行要求, 避免上述故障的单体电池的工作是非常重要的。落后电池产生的原因很多:由于电池使用不当, 长期充电不足, 或半放电状态、过量放电或放电后不及时充电, 内部短路、电解液密度过高、温度过高、液面低使极板外露等问题, 导致电池内化学反应不正常发生, 在极板上形成了粗大的硫酸铅结晶, 这种结晶导电性差, 体积大, 还会堵塞极板的微孔, 妨碍电解液的渗透作用, 增大了电池内阻, 在充电时难以恢复, 成为不可逆硫酸铅, 使极板中参加电化学反应的活性能够物质减少。因此容量大大降低, 电池落后。整组蓄电池在使用中单体电池是否存在问题?容量是否满足要求?这对于蓄电池日常维护及变电站稳定、可靠运行至关重要。
首先应严格把好新防酸蓄电池的初充电和新阀控蓄电池补充电这一关, 因为这项工作是否正确对蓄电池的容量和寿命影响极大, 不符合要求时有权拒绝验收, 不能把具有事故隐患的设备投入系统运行。
充电后的蓄电池, 由于电解液的电解质及极板中有杂质存在, 会在极板上产生自放电。为使电池能在饱满的容量下处于备用状态, 电池与充电机并联接于母线上, 充电机除负担经常性的直流负荷外, 还供给蓄电池适当的充电流, 以补充电池的自放电, 这种运行方式叫浮充电。对运行维护来说, 能否管理好浮充电是决定蓄电池寿命的关键问题。蓄电池投入运行后必须严格控制浮充电方式和运行参数, 单体电池浮充电压的上、下限, 必须按照制造厂《使用说明书》的要求来控制, 因为浮充电压若超过上述电压上限会使蓄电池温度升高耗水增加;低于上述下限会使蓄电池内的硫酸盐化。
以浮充电方式运行的蓄电池是串联的, 浮充电流对于每一个电池都是一样的, 但每个电池放电不完全相同, 所选的浮充电流只能对大多数电池是合适的, 对于部分电池可能会偏大或偏小, 但偏小的就会引起极板硫化, 内阻增加, 容量降低, 而影响整组电池的出力, 为使电池能在健康的水平下工作, 运行一段时间后, 应对电池进行一次均衡充电, 以便将落后的电池拉起来。运行中蓄电池组由于充电装置故障或交流电源终断等原因, 带负荷运行, 放出容量超出额定容量的20%及以上时, 充电装置恢复运行后, 应立即按照制造厂规定的正常充放电方法进行补充充电, 充入容量按放出容量的110%~120%掌握。充电过程中注意监测每只蓄电池的端电压, 防止单体电池电压超限。下列情况蓄电池组需进行均衡充电: (1) 防酸蓄电池组在长期充电运行中, 个别蓄电池出现硫化, 电结液密度下降, 电压偏低; (2) 蓄电池以放电到极限电压后, 还继续放电; (3) 蓄电池放电后, 停放了24小时以上未及时进行充电; (4) 蓄电池抽出极板检查、清除沉淀物后; (5) 蓄电池以大电流放电超过额定容量的50%时; (6) 浮充机退出运行而蓄电池承担直流负荷时; (7) 定期容量放电试验结束后; (8) 对阀控蓄电池出现下列情况时:蓄电池在浮充运行中出现端电池异常, 如2V蓄电池组端电压和平均值相差大于50mV, 12V蓄电池端电压和平均值相差大于300mV, 如果12V电池组出现两只以上, 2V电池组出现三只以上, 应进行一次均衡充电。对于蓄电池组中个别异常电池, 不宜采用对整组蓄电池进行均衡充电的方法解决, 以防止多数正常电池被过度充电。均衡充电要严格控制充电电流, 单体充电电压, 充电时间和电解液温度不得超限。对于阀控型电池尤为重要。
按浮充电运行的蓄电池组, 按规定的时间必须对电池进行核对性放电, 以核对其容量, 并使极板有效物质得到均匀活化。一方面检查电池容量和健康水平;另一方面能够活化极板上的有效物质, 保证蓄电池的正常运行。核对性放电, 采用10h的放电率进行放电, 可放出蓄电池额定容量的50%~60%, 终止电压维1.8v。但为了保证满足负荷的突然增加, 单电压降至1.9v时应停止放电, 并立即进行正常充电或者均衡充电。
以上蓄电池组浮充电、均衡充电及蓄电池核对性放电工作都是为了使蓄电池组有一个良好的健康状况, 处于备用状态。但是蓄电池的实际容量是多少?它能否满足各种运行方式的要求?这就需要对蓄电池做放电容量试验。放电容量实验是为了检验和确定蓄电池容量, 现常规检查的手段是在将整组蓄电池脱离电源系统后, 以10小时或多小时率恒流放电, 然后以最先达到放电终止电压某一单体蓄电池的放电时间与电流, 来推算其容量。容量实验温度应在25±20C下进行, 否则应进行温度校正, 放电容量实验只有在有备用电池时, 或采取了可靠措施后方可进行。一年可进行一次试验。当蓄电池实际放电容量降低到额定容量的80%时, 即应报废。铅酸蓄电池作为一种能量转换装置, 在实际使用中影响容量的因素很多, 导致其容量存在不确定性。上面说过变电站蓄电池组是单体电池串联而成, 其中最小容量电池决定了电池组的容量。当蓄电池组单体蓄电池出现分散性时, 势必会影响到蓄电池组的运行可靠性。也就是说落后电池的容量决定电池组的容量, 所以电池组中出现落后电池, 降低整组电池容量, 如不及时处理将导致其它电池迅速劣化, 整组蓄电池使用寿命终止。所以单靠每年或更长时间对整组蓄电池做一次容量实验是不够的, 可是又不能对整组电池频繁地进行容量实验, 将电池组脱离系统, 对只有一组电池的变电站容易造成因市电中断而使系统断电。考虑电池的寿命按照规定又不容许频繁地去做此项工作, 且频繁地去做此项工作又容易诱发其它故障的发生, 所以在日常蓄电池维护中要利用快速单体蓄电池容量测试仪对各单体电池的容量进行测试, 及时发现落后电池进行分析、处理, 提高整组蓄电池的寿命和容量, 避免由此酿成重大事故。
随着电力系统设备自动化程度的不断提高和国外设备的引进, 对直流电源的质量、可靠性的要求越来越高, 蓄电池组是重要的直流电源设备, 如果运行维护不当, 会造成故障和事故, 将给电力系统带来灾难性的后果。
摘要：文章叙述了蓄电池运行中的维护管理及注意事项, 从而确保继电保护、自动装置的直流控制电源的正常运行。
关键词：蓄电池,维护,运行
参考文献
[1].山西省电力公司直流系统技术管理条例
从隐患看蓄电池组运维技术 第5篇
为确保直流电源运行可靠,某局于2012年对110kV及以上电压等级变电站直流系统及蓄电池组进行了深度隐患排查,并按规定对各站蓄电组进行了核对性充放电工作。在此过程中,发现一例阀控密封式铅酸蓄电池组电池连接片松动引起蓄电池组放电中断的隐患。本文将针对此阀控密封式铅酸蓄电池组存在的隐患,讨论其运维技术。
1 事故简介
某日,对某变电站容量为300Ah的阀控密封式铅酸蓄电池组进行核对性充放电工作。按规定在放电仪上设定好放电条件后开始放电,蓄电池放电至第3min时,因#28、#29、#45电池电压瞬间急骤下降至允许值以下而终止放电。事后,检查发现这3只电池的连接紧固螺杆松动致使连接片松动,造成接触不良。紧固螺杆后,放电工作继续进行。此隐患如果不能被及时发现并解决,那么正常运行的蓄电池组直供全站直流负荷时,放电电流大而电池连接片接触不良可能造成直流电源中断或连接片烧毁。
2 原因分析
(1)蓄电池连接紧固螺杆松动致使连接片松动的直接原因是,施工过程中没有严格按照施工规范及工艺要求施工,没有逐个紧固蓄电池连接片。
(2)蓄电池组投运前验收没有严格按照验收规范及标准逐个对蓄电池连接情况进行全面检查验收,这是问题没有被及时发现的主因。
(3)蓄电池组电压监测装置引至蓄电池组的连接线接于蓄电池的两极柱紧固螺杆上,正常时,电压监测装置显示的是单体蓄电池两极间电压,因此电压检测装置不能很好地监测电池连接情况。
(4)蓄电池组运行6a才发现其潜在的隐患,说明蓄电池组运维工作不到位。
3 蓄电池组运维
(1)按规定,在实际运行中,变电站蓄电池组应每周抽测1次,每月普测1次,以检测其运行状况。抽测时,应以相对固定的蓄电池组历次抽测数据及实际环境温度进行综合分析比较,并对实测数据变化异常的蓄电池组加强监测,以便及时发现问题。但是,在实际运维工作中,往往存在不按时监测或每次抽测时未选择相对固定的蓄电池组的情况,因此随意抽测的数据不能有效用于分析蓄电池电压变化情况。有些运维人员认为蓄电池组自带的电压监测装置可监视蓄电池运行情况,因此不重视实测工作。而实际上,电压监测装置的告警值是取蓄电池的最低允许电压值,电压监测装置告警时蓄电池已明显有了问题。
(2)蓄电池组每个蓄电池连接片上方都盖有防尘及绝缘罩。在防尘罩的两端即蓄电池极柱紧固螺杆上方留有一小孔,用于表笔测量电压用。普测时,若表笔恰好置于蓄电池极柱紧固螺杆上,则显示的是两极柱间电压值,即单体蓄电池电压。然而单体蓄电池电压正常,却不能说明蓄电池连接情况。
(3)按规定,新安装或大修后的阀控密封式铅酸蓄电池组投运前应做1次全核对性充放电试验,以后每隔2～3a做1次核对性充放电试验,投运6a后每年做1次核对性充放电试验,以检查蓄电池组容量,发现劣化电池。但在实际运维工作中往往存在充放电工作不按时、不认真、不彻底情况。
4 采取的措施
(1)蓄电池组安装过程中,施工人员应严格按规范及工艺标准施工,监管人员应做好施工过程控制,及时监控施工人员的作业态度及方法,将隐患消除于萌芽状态。
(2)新蓄电池组投运前,验收时,运维人员要严格按照蓄电池施工及验收规范逐个检查蓄电池连接、螺栓紧固、施工工艺,并用电压监测装置检测各电压及电流值等,以确保蓄电池组能可靠投运。
(3)将在蓄电池两极柱紧固螺杆上引线至电压监测装置改为在蓄电池连接片过桥上直接引线至电压监测装置,这样既能监测单体蓄电池电压,又能实时监控蓄电池连接状况。
(4)蓄电池组电压每周抽测1次、每月普测1次。抽测时,应按月轮流对相应固定的蓄电池组进行单体电压、温度、内阻、端电压、浮充电流测量和记录;普测时,对全组蓄电池进行全面检查和测量。对于数据变化异常的蓄电池,应结合历次数据、蓄电池温度、环境温度进行综合分析判断。正常时,蓄电池浮充电压值应保持在2.23VN,室温应控制在5～35℃。阀控密封式铅酸蓄电池的温度补偿系数受环境温度影响,基准温度为25℃时环境温度,每下降1℃,单体2V蓄电池浮充电压提高3～5mV。每月对蓄电池组进行1次清扫维护,并检查连接有无松动、生盐及脱落现象。
(5)蓄电池组电压过低时,应增大充电机浮充电流;过高时,应降低充电机浮充电流。
(6)蓄电池组充放电是检查核对电池容量,发现劣化电池的有效途径。蓄电池运维规程规定,核对性充放电时,应按I10放电率电流放电。若全站只有1组蓄电池,则不应退运,也不能做全核对性放电,只能用I10电流恒流放出额定容量的50%,在此过程中,蓄电池组端电压不得低于2VN,单体电池电压不得低于2V;放电后,应立即用I10电流进行恒流限压充电恒压充电浮充电。若有备用蓄电池组作临时代用,则可对全站唯一蓄电池组作全核对性放电。若全站有2组蓄电池组,则可先对其中1组做全核对性充放电,用I10电流恒流放出额定容量的80%～100%;当蓄电池组端电压降到1.8VN或单体电池电压降到1.8V时停止放电,隔1～2h后,再用I10电流进行恒流限压充电恒压充电浮充电。对于新投蓄电池组,应做全核对性充放电,若第一次全核对性放电便放出了额定容量,则不再放电,充满容量后便可投运。对于运行多年的蓄电池组,第一次充放电时放电容量未达到额定容量便终止放电,不应认为该蓄电池组已劣化,因为运行多年的蓄电池组因损耗等原因其实际容量已达不到额定值,此时应进行3次充放电,若3次充放电后放电容量仍达不到额定容量的80%以上,才能确认该组蓄电池已劣化,需更换。
5 结束语
蓄电池组运维工作直接影响着直流电源运行的可靠性。当站用电源故障而蓄电池组又因潜在隐患不能提供直流电源时,变电站将会因失去控制、监视、保护、通信能力而失控并陷于瘫痪。蓄电池组连接片松动引起直流电源中断不是个案,某座新变电站投运验收时发现整组蓄电池40%的电池连接片松动。因此,需认真执行蓄电池组运维工作,以确保直流电源的安全、可靠运行。
参考文献
[1]天津市电力公司.变电运行现场操作技术[M].北京:中国电力出版社,2004
[2]DL/T 724-2000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程[S]
蓄电池组 第6篇
电动汽车(Electric Vehicle,EV)具有低噪声,几乎零排放以及综合利用能源等突出的优点,是当今解决能源、环保等问题的重要途径[1]。尽管电动汽车发展迅速,但是它的动力源动力蓄电池组,始终是其发展的瓶颈。蓄电池能量管理技术正是为解决这一问题而提出的。其中,预测EV剩余行使里程,提高电池的工作效率,保证电池处于最佳的工作状态,有效地延长使用寿命,对EV具有重要的意义。本文针对EV配置的铅酸蓄电池组,绕开影响蓄电池剩余容量繁杂的内部因素,提出了一种基于蓄电池外特性构建的BP神经网络模型,实现了对蓄电池剩余容量的实时、准确预测。
1 蓄电池监测系统的功能和原理
1.1 蓄电池监测系统的功能
本系统监测的对象是某电动汽车所装配的特定型号的铅酸蓄电池组。监测包括两个内容:铅酸蓄电池的剩余容量以及蓄电池在经过完全充电后在使用过程中(放电)的剩余容量,也就是日常使用中的EV剩余行驶里程。蓄电池组的故障检测包括铅酸蓄电池组工作性能,依赖于各串联单体蓄电池的状态,单体蓄电池因为质量等因素造成早期失效。容量下降或故障会影响整体蓄电池组的工作性能。
1.2 蓄电池监测系统的原理
处于实际工作状态下的蓄电池,内部反应十分复杂,影响蓄电池容量的因素也很多,比如放电速率、放电形式、终止电压、温度、电极结构、制造工艺等,这些参数之间的关系往往是高度非线性的。由于这些电池参数与剩余容量之间的关系复杂,而又非线性,传统的蓄电池监测方法都有一定的局限性,无法实现在线的实时监测。
然而,对于一组已知型号的蓄电池组,在一定的工况条件下,其端电压(U)、放电电流(I)、温度(T)、放电时间(H)存在一定的对应关系,即:
在已知放电电流、端电压和蓄电池温度的情况下,可推算出放电时间,进而得到蓄电池的剩余容量。例如,图1是6DA150型铅酸电池在室温(25±5)℃环境下40 A恒流放电特性[2]。
从图1中可知,蓄电池从11.8 V(设此时容量为100%)开始放电,9 V(设此时容量为0%)终止放电,共用时210 min。当端电压降低到10 V时,放电时间为205 min。经计算,电池剩余容量为5.1%。
在实际检测中,通过采集该特定型号铅酸蓄电池组在各种工况下的数据样本,用Matlab中的神经网络工具箱对该铅酸蓄电池组进行建模、训练。由微处理器实时完成数据采集,基于神经网络的迭代计算、通信及显示。该方法绕开蓄电池繁杂的内部因素,实时在线地得到相应的蓄电池剩余容量和预测EV剩余行使里程。
蓄电池组的故障检测原理是依据蓄电池组工况一致性的原则,即对于同一组型号和使用工作时间相同蓄电池而言,在大电流放电条件下,各单体蓄电池外特性应基本一致(端电压下降的幅度应该基本一致)。如果出现较大差异的单体蓄电池,则可以认为该路电压所对应的单体蓄电池出现故障。
2 蓄电池监测系统的硬件设计
为完成以上监测内容,设计了嵌入式由微控制单元MCU组成的测控系统,分别构成电压、电流、温度采集电路,并通过CAN总线把监测的数据送至上位机,并在仪表盘显示。
2.1 系统总体设计方案
本设计是基于蓄电池外部特性的蓄电池组在线监测系统,可实现蓄电池组工况一致性的监测和剩余容量的预测功能。系统总体设计如图2所示。
2.2 电路功能简介
2.2.1 微控制器C8051F500[3]
C8051F500 是Cygnal公司开发的集成混合信号在片系统单片机中功能最齐全的一款。C8051F500的片内资源包括40个通用数字I/O端口、64 KB FLASH存储器、4 352 B RAM、32通道12位最大速度200 KSPS的A/D转换器、2个12位D/A转换器、2个模拟量比较器、6个通用定时器和片内可编程计数器阵列(PCA)。另外,还具有CAN 2.0,LIN 2.0,SPI,UART,I2C串行数据接口、片内电源监视、片内温度监视、片内看门狗定时器和片内时钟源等。C8051F50X单片机是Cygnal公司最新推出的一款汽车用MCU芯片。选用该芯片主要考虑其高精度快速转换的(12位、最大速度200 KSPS)A/D转换器和可编程计数器阵列(PCA)模块的捕捉功能及CAN 2.0通讯接口。
2.2.2 电压监测模块电路设计
电动车辆动力电池组由单体蓄电池串联而成。由于蓄电池组中的电池个数一般为几十个,电压达几百伏,在对蓄电池组中的单体电池电压进行监测时,通常采用循环检测的方式,这就必须解决各串联电池在采样电路之间的共地所造成高共模输入电压问题和对各路电池采样电路之间的隔离问题。本系统设计了一种基于电压/频率转换器的蓄电池电压巡检电路,取得了很好的效果。
蓄电池电压巡检的原理框图如图3所示,LM331是一种简单且廉价的精密电压频率转换器,最大线性度为0.01%,可在5 V单电源下工作,具有低功耗、宽动态范围等特点,满量程频率范围[4]为1 Hz～100 kHz。6N136作为高速光电耦合器件进行隔离,该器件数据波特率可达500 Kb/s以上[5]。相比之下,常见的光电耦合器件4N25,TIL117只能做到几千的波特率。采用74HC151(8选1数据选择器)作为切换器件,由单片机控制选通地址,实现8路输入信号的分时切换,将电压/频率转换数据送入C8051F500单片机,完成信号采集和数据处理。
在应用中,V/F转换器件LM331的前向通道调整输入电压范围为4.5～9 V,其输出频率范围为2～7.2 kHz,对应周期为500～138.9 μs。该频率信号通过高速6N136光电隔离耦合,由74HC151分时切换送入C8051F500可编程计数器阵列(PCA)模块的捕捉功能接口CEXn。C8051F500采用22.118 4 MHz的石英晶体振荡器,PCA0的时基信号设置为系统时钟,这样PCA0的16位计数器/定时器约每3 ms溢出一次,故在PCA0计数器/定时器每次溢出之间,CEX0～CEX5引脚必然会至少输入两个周期的方波信号。以CEX0为例,当第一个上升沿触发中断时(假设设置为上升沿触发),读比较器值PCA0CPL0和PCA0CPH0,并记入临时寄存器;当第二个上升沿触发中断时,再读比较器值PCA0CPL0和PCA0CPH0,并减去临时寄存器的值,其差值即为信号的周期。在两次采集CEX0输入信号的周期后,关闭对应的捕捉功能,并转入其处理程序,以得到相应的电压。各路的处理程序同CEX0的一样,在PCA0计数器/定时器溢出中断时,再次打开各路CEXn的捕捉功能,并输出控制信号,以切换数据选择器74HC151,当8次切换后,完成一次电压巡检。
电压巡检中,实际输入电压范围为9～18 V,在18 V时,对应的精度为0.005 9 V,误差小于0.04%。这一精度相当于12位A/D转换器的采集精度,足以满足其他测试系统的精度要求。同时各采集电路通过光电隔离,解决了高电压的共地问题,也提高了系统的可靠性。该仪器一次巡检48路输入信号不超过25 ms,特别适合于对蓄电池进行快速充放电时的电压监测,也可广泛应用于其他的检测环境。
2.2.3 电流监测模块电路设计
当前电动汽车蓄电池组的电流监测主要存在两方面问题:电动汽车蓄电池组放电电流至少80 dB的动态范围才能实现准确测量,但是对大多IC而言,动态范围为40～50 dB,而且分辨率会随温度的变化进一步降低;电动汽车动力蓄电池组的串接电压一般高达200～400 V,因此电流检测电路与蓄电池组共地需要特别考虑。
针对以上问题,本系统采用Linear Technology公司最新推出的一款高端电流检测放大器LTC6102(HV),它具有高的共模抑制比,最大失调电压仅为10 μV,温漂低于50 nV/℃,最大输入电压高达2 V,动态范围为106 dB,最小分辨率[6]为10 μV。这就允许一个系统测量1 mA～200 A的电流,而不必改变增益或超出额定界限。
在很多应用中,电流测量采用低压端检测,即在负载与系统地之间加上一个小的检测电阻,它会隐含两个问题,一是检测电阻影响负载上的返回电压;二是屏蔽、负载和地之间的耦合,可能改变检测电阻的有效性。这对于电动汽车方面的应用是不理想的。LTC6102应用电路见图4。该电路采用高压端电流检测,芯片内部集成了一个差分运放和完成高端电流检测所需的所有功能单元。作为运放,-INS和+IN电位相等。如果在V+和-INS之间连接一个外部电阻RIN,那么RIN和Rsense两端的电压相等,即:
并且产生大小为Vsense/VIN的电流流过RIN。但是由于运放输入的高阻特性,此电流不会流入运放,而是流入-INF管脚,再经过内部MOSFET从OUT管脚流出。在OUT管脚与V-之间接入一个电阻,可以将输出的电流转换为电压,即:
该电路允许系统负载以地为基准,测量负载高压侧相对地的电压,而不会引入检测电阻噪声及电流浪涌的影响,全面提高可靠性及精确度。更重要的是,在检测电阻失效断接的情况下,造成的是负载和电源开路,而不是地,因此确保了系统安全。
2.2.4 温度监测模块电路设计
在蓄电池充放电时会伴有温度的变化,因此对蓄电池温度的监测也是衡量蓄电池性能好坏和容量的重要依据之一。本系统对温度的测量,采用DALLAS公司的DS18B20温度传感器。它具有低功耗、微型化、转换快、抗干扰能力强的特点,可把温度信号直接转换成串行数字信号,供微机处理,无需增加A/D变换芯片[7]。DS18B20是一款广泛使用的温度传感器,该温度传感器串行连接,数据在单线上传送,使布线简单,同时采集速度和精度也满足要求。
3 基于BP网络的Matlab实现
3.1 问题的描述
BP神经网络具有对非线性复杂系统预测的良好特性,可以有效地描述其本身具有的不确定、多输入等复杂的非线性特性[8]。大量的试验表明,在给定的蓄电池剩余容量状态下,蓄电池的端电压和温度随着放电倍率的不同而变化,即可以利用端电压、温度和放电电流来估算蓄电池的剩余容量和判断蓄电池组工况的一致性。本文用一个前馈式网络来构造控制器,通过BP神经网络的自学习性来自动建立人工神经网络推理规则。
3.2 样本的选取和处理
3.2.1 样本的选择与组织
由于电动汽车上常用的放电电流[9]为10～20 A,加上实验条件的限制,本系统样本中放电电流的范围为10～30 A,端电压范围为14.2～9.6 V,温度变化范围为20～44 ℃。所选择的蓄电池放电电流、温度和端电压组成303个输入向量,对应实际测定的30个电池剩余容量的数值,构成了BP神经网络模型的30个输入输出样本对。其中,24个输入输出样本对用来训练网络,剩余的6个样本对用来测试网络的准确性。
3.2.2 输入、输出数据的处理
由于网络的各个输入数据常常具有不同的物理意义和量纲,为了使网络一开始训练就给各输入分量同等重要的地位,要对所有输入的分量进行尺度变换。由于Sigmoid变换函数的输出在0～1或-1～+1之间,将输入输出数据变换为[-1,1]区间的值常用以下变换公式[10]:
式中:xi为输入或输出数据;xj为变换后的输入、输出数据;xmid为数据变化范围的中间值;xmin为数据变化范围的最小值;xmax为数据变化范围的最大值。
按上述方法变换后,处于中间值的原始数据转化为0,而最小值和最大值分别转换为-1和1。
3.3 BP网络的设计
BP网络的输入和输出层神经元数目是由输入和输出向量的维数确定的。这里选取了蓄电池端电压、温度和电流3个因素,所以输入层的神经元个数为3。由于输出只有蓄电池的剩余容量,所以输出层的神经元个数为1。实践表明,隐含层数目的增加可以提高BP网络的非线性映射能力,但是隐含层数目超过一定值,网络的性能反而会下降。因此,这里采用3层基于LM算法的BP神经网络对蓄电池的剩余容量进行预测。隐含层的神经元个数直接影响网络的非线性预测性能,但由于网络隐含层的选取目前尚无理论上的指导,经过多次试验后,发现在隐含层中采用16个神经元就可以比较准确地描述蓄电池放电电流、温度和电压与电池剩余容量的关系。
本系统对BP神经网络训练和仿真的所有操作均在图形用户界面GUI中进行。隐含层神经元的激活函数采用S型正切函数Tansig;输出层采用Purelin线性函数;选用Trainlm函数对网络进行训练,最大训练步数epochs为100,goal为110-6,show为1,其他参数均选用缺省值。
3.4 网络的训练和测试
3.4.1 网络的训练
网络的训练及测试过程均在Matlab环境下进行。将归一化处理后的244个样本数据输入网络,采用LM算法训练网络,经过26次训练后,网络的目标误差达到要求,训练结果如图5所示。
3.4.2 网络的测试与评价
所谓测试,实际上是利用仿真函数来获得网络的输出,然后验证输出与实际测量值之间的误差是否满足要求。将归一化后的63个测试数据输入训练好的网络,将输出结果经过反归一化处理后得到蓄电池的剩余容量,如表1所示。
由表1可见,通过与实际的容量相比较,可得到网络的平均绝对误差为0.048。考虑到样本容量的比较小的原因,这是较好的结果。
按照上面训练好的BP神经网络模型可以得到网络的权值矩阵和偏值矩阵,把它们放到上位机程序中,这样利用该程序可预测下位机测试的不同电流、温度和电压下电池的剩余容量。通过试验,验证了该模型具有较高的准确度。
摘要：剩余容量的预测和蓄电池组故障检测是电动汽车能量管理技术的两个突出问题。采用电压/频率转换电路实现对蓄电池隔离采样的电压巡检,运用高压端电流检测电路保证了检测的精度及可靠性。针对电动汽车配置的铅酸蓄电池组,绕开影响蓄电池剩余容量繁杂的内部因素,提出一种基于蓄电池外特性构建的BP神经网络模型,实现对蓄电池剩余容量的实时、准确预测。
关键词：电动汽车,电压巡检,高压端电流检测,蓄电池剩余容量,BP神经网络
参考文献
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[9]李海晨,田光宇.电动车用MH/NI电池的充放电特性[J].电池,2002,32(5):282-284.
火力发电厂蓄电池组的运行与维护 第7篇
关键词：阀控铅酸蓄电池,火力发电厂,使用寿命,维护
1 概述
阀控铅酸蓄电池在直流系统中是不可或缺的设备, 其具有重量轻、占地面积小、结构紧凑、无酸雾污染、自放电低、不用补充或更换电解液、蓄电池室防爆防酸要求低、大电流放电能力强等优点, 当前这种电源在发电厂中已大量使用。但是由于其曾被称为“免维护“蓄电池的误导, 使得维护人员放松了对阀控铅酸蓄电池的日常维护和管理, 造成蓄电池的早期容量降低和损坏现象严重, 因蓄电池容量不足或者失效造成的变电站的事故已屡见不鲜。因此, 为保证电厂中事故电源的蓄电池保持良好的运行状态, 保证变电站直流母线保持合格的电压和蓄电池的放电容量, 研究如何正确使用和维护阀控铅酸蓄电池, 提高其使用寿命, 是十分必要和必须的。
2 阀控铅酸蓄电池运行维护中存在的问题
2.1 放电过度
阀控铅酸蓄电池过度放电主要发生在交流电源停电后, 由于阀控铅酸蓄电池长时间处于负载供电状态, 当阀控铅酸蓄电池被过度放电到低于1.80伏, 甚至为0时, 将阀控铅酸蓄电池内部产生过量硫酸铅, 其多附着在蓄电池的阴极表面, 从而使电池阴极产生“硫酸盐化”。由于硫酸铅是绝缘体, 其形成将会对阀控铅酸蓄电池的充、放电性能产生不利影响。因为在阴极上形成的硫酸铅过量, 阀控铅酸蓄电池的内阻将越大, 导致电池的充、放电性能变差, 最终严重缩短阀控铅酸蓄电池的使用寿命和安全性。
2.2 充电电压设置随意
有些发电厂蓄电池运行维护人员对阀控铅酸蓄电池的充电原理不清楚, 混淆阀控铅酸蓄电池组的日常运行浮充电电压设置与防酸蓄电池组的电压的设置, 将浮充电电压控制在 (2.15*n) V*N左右 (n指单体阀控铅酸蓄电池的格数, 如阀控铅酸蓄电池单体额定电压2V、n=1;阀控铅酸蓄电池单体额定电压12V、n=6;N指阀控铅酸蓄电池组的个数) , 由于阀控铅酸蓄电池单体端电压偏低, 会使得阀控铅酸蓄电池组将长期处于欠充电和容量不足状态。
2.3 不重视容量试验和核对性放电
当前火力发电厂中普遍使用阀控铅酸蓄电池组, 但大部分阀控铅酸蓄电池组的寿命或运行特性达不到合同要求, 特别是在实际的运行过程中, 维护人员对于新安装的阀控铅酸蓄电池的初充电和容量试验, 运行中的阀控铅酸蓄电池的核对性放电等验收和维护工作缺乏重视;如未依照制造厂家说明书的初充电工作程序对新安装的阀控铅酸蓄电池进行初充电;未进行阀控铅酸蓄电池的容量试验或容量试验不合格时仍然投入正式使用;对运行中的阀控铅酸蓄电池进行核对性放电时, 蓄电池单体端电压低于放电终止电压等等。
2.4 不重视日常通风
一般情况下, 阀控铅酸蓄电池按照正常的充电程序和浮充电运行时不存在气体生成, 但在严重的过充电时, 可能会产生H2和O2。在电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程 (DL/T724-2000) 中规定:300Ah以上容量较大的阀控铅酸蓄电池应安装在专用蓄电池室内, 阀控铅酸蓄电池室应配备相应通风设施;对于300Ah以上的阀控铅酸蓄电池可安装在柜内 (也可安装在专用蓄电池室内) , 但蓄电池柜同样应保持良好的通风条件。
3 加强阀控铅酸蓄电池的运行和维护
3.1 加强运行管理
3.1.1 浮充
应严格控制浮充电压, 在周围温度为250C时, 电池的浮充电压应控制在各个单体电池平均电压在2.23到2.27V范围内。若周围温度大于250C时, 则浮充电压应相应升高。降低或升高的幅度是:每变化10C每个单体电池增减0.003V。且在浮充运行时均衡充电。但如果发现电池组中单体电池之间电压不均衡时, 那么应对电池组进行均衡充电。
3.1.2 适度补充充电
为了弥补运行中因浮充电流调整不当, 不够补偿漏电爬电以及电池自放电所引起的阀控铅酸蓄电池容量亏损, 应设定每隔1到3个月对阀控铅酸蓄电池自动进行一次恒流充电, 然后再恒压充电, 最后再浮充电的补充充电, 以确保蓄电池组任何时候都具有额定容量, 从而保证其运行安全可靠。
3.2 加强维护管理
3.2.1 优选充电设备和注意安装质量
在阀控铅酸蓄电池选型和采购过程中, 应熟悉厂家生产个工艺、制造流程、质量控制体系, 以及掌握稳压精度、稳流精度、纹波系数等主要技术参数, 需要时可要求厂家进行首次容量试验, 以筛选差异较小的蓄电池。同时在运输、储存工程中应防止碰撞, 在安装过程中注意汇接条鱼电池极桩之间的吻合, 以及要使蓄电池与直流屏之间各组蓄电池正极与正极、负极与负极的长短一致, 以在大电流放电时保持电池组之间的运行平衡。
3.2.2 电池系统浮充电压值应定期修正
周围温度对电池系统浮充电压值影响较大, 故必须按照电池系统使用中周围温度变化来及时修正系统的充电电压值。一般情况下, 每年应进行2到4次的调整。具体调整标准是:周围温度每增高1℃时, 降低浮充电压0.003 V/单体;周围温度每降低1℃时, 升高浮充电压0.003 V/单体。阀控铅酸蓄电池在高温环境下运行 (大于30℃) , 电池内阻将变小, 电池充电效率提高, 电池容量会增加。故适当降低浮充充电电压值, 减小浮充电流, 对电池容量不会产生影响。当电池运行周围温度降低时 (特别是低于20℃以下时) 电池内硫酸铅溶解速度和溶解度将降低, 电解液浓差极化增大, 同时由电解液电阻率变化引起电池内阻同样增大, 故在低温条件下, 必须保持较高的充电电压, 方可满足充电的需要。否则将会产生充电不足的现象。
3.2.3 核对性放电试验定期进行
当阀控铅酸蓄电池长期处于浮充工作状态时, 因负极活性物质的设计过量以及氧复合的存在, 一般会使负极板总有一定的活性物质处于充电不足状态, 且长期浮充电流值较小, 难以使极板内部的活性物质得到充分的电化学反应, 从而将引起极板内部活性物质硫酸盐化, 进而降低负极板容量, 影响电池使用寿命。为解决上述问题, 对于长期处于充电工作状态的电池系统, 应对新投运的阀控铅酸蓄电池前6年每隔2到3年进行1次核对性放电试验;投运6年以后的阀控铅酸蓄电池组应每隔12个月进行1次核对性放电试验。
3.2.4 加强技术监视
在日常维护过程中应注重采用技术手段以加强对阀控铅酸蓄电池的监视。如采用阀控铅酸蓄电池在线监测装备, 实时监控阀控铅酸蓄电池的运行状态。若是无人值班变电站, 可以考虑采用信息采集系统, 将信息反馈至监控中心, 如此出现异常情况时可以及时发出警报, 以便处理。
总之, 阀控铅酸蓄电池是火力发电厂的重要控制、信号、动力电源, 对其安全运行中起着重要的作用。在实际中, 应努力消除对阀控铅酸蓄电池运行和维护的各种误区和存在的问题, 加强相关规程和标准的学习, 加强对阀控铅酸蓄电池的日常维护和管理, 是提高阀控铅酸蓄电池安全运行可靠性和延长其寿命的基础和保证。
参考文献
[1]电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程[S]-DL/T724-2000.
蓄电池组 第8篇
经过变换的各节单体电压传输到下位机。下位机将各节单体电压与电压最低一节单体进行比较,将差值大于80m V的单体接通功率电阻进行放电,直到电压差值小于40m V断开,从而达到单体电压一致的目的。
目前锂离子电池均衡方式主要采用单体并联功率电阻的方式,通过控制功率电阻接入时间达到单体电压一致的效果。
由于每节单体连接的电压采样电路的阻抗不同,每节单体的自放电电流会有所差异,长期搁置会导致单体电池由于电压采样电路造成的电压差异。通过在锂离子电池单体两端并联匹配电阻使每节单体的自放电电流达到一致。
一、均衡电路原理
图1为均衡电路自放电原理图:
图1中,R为均衡功率电阻,J1-Jn为均衡开关,I1~In为单体电池自放电电流,R1~Rn为单体电池电压采样电路电阻网络等效电阻,F为单体电池电压采样放大电路,A为软件判读。
设锂离子单体电池电压为Vc,共n节单体,每节单体自放电电流计算如下:
由公式(1)~(n)可知,I1<I2<I3<……<In,即每节单体自放电流均不相同。
二、补偿方法
图2为均衡电路接入匹配电阻后原理图:
若要达到每节单体自放电电流一致,则需并联匹配电阻后每节单体自放电电流为In。匹配电阻Rm1~Rmn-1选取方法如下:
通过上述公式可知,在单体1至单体n-1两端并联匹配电阻Rm1~Rmn-1,可使n节单体自放电电流同为In,达到了单体电池自放电一致的目的,消除了由于额外引入单体电池电压采样电路造成的单体电池自放电不一致的问题。
三、结论
本论文有效解决了锂离子蓄电池组由于额外引入单体电池电压采样电路造成的单体电池自放电不一致的问题。此方法体积小,重量轻,实现简单,可靠性高。并已在工程型号中应用。
摘要：目前锂离子蓄电池组均衡方式主要采用单体并联功率电阻的方式。但由于额外引入了单体电池电压采样电路,造成单体电池自放电不一致。本文介绍了一种锂离子蓄电池组均衡电路的自放电补偿方法。
关键词：均衡,自放电,补偿
参考文献
[1]李国欣.航天器电源系统技术概论[M].中国宇航出版社.
蓄电池组范文
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