蓄電池作為直流電源系統(tǒng)的核心組成部分,起作儲(chǔ)備電能、應(yīng)付電網(wǎng)異常和特殊工作情況、維持系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵作用,是電力系統(tǒng)正常工作的最后一道防線。
蓄電池作為直流電源系統(tǒng)的核心組成部分,起作儲(chǔ)備電能、應(yīng)付電網(wǎng)異常和特殊工作情況、維持系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵作用,是電力系統(tǒng)正常工作的最后一道防線。當(dāng)前,蓄電池在線監(jiān)測(cè)逐漸被人們所重視,在電力、通信等行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛,但是,蓄電池在線監(jiān)測(cè)及狀態(tài)評(píng)估所采用的關(guān)鍵技術(shù)---內(nèi)阻交流放電法并不被人們所了解,還在模糊認(rèn)識(shí)中,由于“免維護(hù)”這一詞的誤導(dǎo),使得用戶放松了蓄電池的日常維護(hù)和管理,造成了蓄電池的早期容量降低和損壞,由于蓄電池容量不足或者失效造成的變電所和發(fā)電廠的事故已屢見不鮮。因此,正確使用和維護(hù)蓄電池,提高其使用壽命,具有十分重要的意義.
影響蓄電池內(nèi)阻的因素主要有:影響蓄電池內(nèi)阻的因素主要有:
蓄電池使用的時(shí)間:隨著使用時(shí)間的增加,使電解液失水、極板與連接條的腐蝕、極板的硫酸化、極板變形及活性物質(zhì)的脫落等因素,造成蓄電池容量減小,蓄電池內(nèi)阻變大。
蓄電池的電荷量:由于注入蓄電池的電解液深度、電極表面反應(yīng)物質(zhì)的厚度、電極表面的孔隙率等不同,而使蓄電池的內(nèi)阻相差較大,從而電荷量也相差較大。
溫度:環(huán)境溫度的變化,例如上升,這時(shí)反應(yīng)物質(zhì)的擴(kuò)散加快、電荷傳遞、電極動(dòng)力學(xué)過程和物質(zhì)轉(zhuǎn)移更容易進(jìn)行,因而蓄電池內(nèi)阻減小。反之,就會(huì)增加。
蓄電池的型號(hào):不同生產(chǎn)廠、不同種類、不同型號(hào)的蓄電池,由于電極、電解液、隔膜的材料配方不同,電池的結(jié)構(gòu)不同、裝配工藝不同而使蓄電池內(nèi)阻產(chǎn)生差異。
測(cè)量信號(hào)頻率:目前許多蓄電池內(nèi)阻測(cè)量,實(shí)際上測(cè)的是蓄電池的阻抗,內(nèi)中包括了容抗,而容抗大小和測(cè)量信號(hào)頻率有關(guān),使蓄電池內(nèi)阻測(cè)量結(jié)果不具有客觀性。要具有客觀性,應(yīng)根據(jù)測(cè)量信號(hào)電流和電壓的相位關(guān)系,用解析的方法去除蓄電池電容對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,使測(cè)量率結(jié)果與信號(hào)測(cè)量頻率無關(guān),即在任何測(cè)量信號(hào)頻率下,內(nèi)阻測(cè)量結(jié)果具有唯一性。
測(cè)量時(shí)間和測(cè)量電流大?。涸诓捎幂^大測(cè)量電流的情況下,在施加測(cè)量信號(hào)和關(guān)閉測(cè)量信號(hào)的瞬間,由于極化的建立和穩(wěn)定是個(gè)變化過程,不同的測(cè)量電流,不同的測(cè)量時(shí)間,極化是不同的,使蓄電池內(nèi)阻測(cè)量結(jié)果不具有客觀性。要具有客觀性,應(yīng)盡量用較小的信號(hào)電流進(jìn)行內(nèi)阻測(cè)量,根據(jù)實(shí)驗(yàn),測(cè)量電流小于或等于0.05C10,(其中C10為10小時(shí)放電率下蓄電池的容量。)
過度充電的影響
長(zhǎng)期過充電狀態(tài)下,正極因析氧反應(yīng),水被消耗,h+增加,從而導(dǎo)致正極附近酸度增加,板柵腐蝕加速,使板柵變薄加速電池的腐蝕,使電池容量降低;同時(shí)因水損耗加劇,將使蓄電池有干涸的危險(xiǎn),從而影響蓄電池壽命。
過度放電的影響
蓄電池過度放電主要發(fā)生在交流電源停電后,蓄電池長(zhǎng)時(shí)間為負(fù)載供電。當(dāng)蓄電池被過度放電到其電壓過低甚至為零時(shí),會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部有大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面,在電池的陰極造成“硫酸鹽化”。硫酸鉛是一種絕緣體,它的形成必將對(duì)蓄電池的充、放電性能產(chǎn)生很大的負(fù)面影響,因此在陰極上形成的硫酸鹽越多,蓄電池的內(nèi)阻越大,電池的充、放電性能就越差,蓄電池的使用壽命就越短。
快速充電是指以大電流方法的充電方式??焖俪潆姴划a(chǎn)生大量的氣泡又不發(fā)熱,從而可縮短充電時(shí)間。目前,常用的快速充電主要有脈沖充電和大電流遞減快充兩種。
1.脈沖快速充電的特點(diǎn)是,采用1~2倍的C20 A大電流充電,使蓄電池在短時(shí)間內(nèi)充至額定容量的50% ~60%。當(dāng)蓄電池單格電壓充至2.4V時(shí)即停止充電,由控制電路自動(dòng)轉(zhuǎn)為脈沖充電;即先停充25~40ms(前停充),接著再放電或反充電,使蓄電池反向通過一個(gè)較大的脈沖電流(脈沖深度為充電電流的1.5~3倍,脈沖寬度為150~l000um),然后再停止充電25ms(后停充),如此循環(huán)直至充足。
2.大電流遞減充電主要是利用了蓄電池在低荷電狀態(tài)時(shí)具有高充電接受的特點(diǎn),開始以大電流沖電(一般采用1~2倍 C20A),然后以一定的電流差值(50A)遞減,最后降至一定的電流值,直至蓄電池充足。上述方法具有充電時(shí)間短(一般新蓄電池初充電不超過5h,補(bǔ)充充電只需0.5~1.0 h)、空氣污染小、省電節(jié)能以及不需專人看管等優(yōu)點(diǎn)。一般適用于要求在極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)蓄電池實(shí)施快速充電的場(chǎng)合,也普遍適用于城市公共汽車在停歇、休息時(shí)
間內(nèi)對(duì)蓄電池補(bǔ)充充電。
快速充電的能量轉(zhuǎn)換效率低??焖倜}沖充電蓄電池析出的氣體總量雖然減少,但因出氣率高,易造成極板活性物質(zhì)脫落。因此在正常情況下不宜用此法對(duì)新啟用的蓄電池進(jìn)行初充電。
4.4 均衡充電
均衡充電是以小電流(1/20C20A)進(jìn)行1—3h的充電過程。主要用來消除一組浮充電運(yùn)行(即將直流電源和蓄電池并聯(lián)連接的工作方式)蓄電池在同樣運(yùn)行條件下,由于某種原因造成的全組電池不均衡而形成的差別,以達(dá)到全組電池的均衡。此方法一般不能頻繁使用,但當(dāng)蓄電池出現(xiàn)下列情況之一時(shí)。必須進(jìn)行均衡充電:
1.蓄電池組長(zhǎng)時(shí)間在電流放電,或長(zhǎng)時(shí)間擔(dān)負(fù)直流電荷后
未及時(shí)充電時(shí)。
2.蓄電池個(gè)別單格電壓、電解液密度偏低,全組電池產(chǎn)生
差別時(shí)。
3.沒有按規(guī)定周期實(shí)施充、放電時(shí)。
4.5 恒壓限流充電
恒壓限流充電主要是用來補(bǔ)救恒壓充電時(shí)充電電流過大的缺點(diǎn)(方法同恒壓充電),通過充電電源和被充蓄電池之間串聯(lián)一電阻(限流電阻)來自動(dòng)調(diào)節(jié)充電電流。當(dāng)充電電流過大時(shí),其限流電阻上的壓降也大,從而減小了充電電壓;當(dāng)充電電壓過小時(shí),限流電阻上的壓降也很小,充電設(shè)備輸出的電壓損失也小,這樣就自動(dòng)調(diào)節(jié)了充電電流,使之不超過某個(gè)限度。該方法目前廣泛用于免維護(hù)電池的初充電和普通蓄電池的補(bǔ)充充電。
4.6 智能充電
智能充電是目前較先進(jìn)的充電方法,原理是在整個(gè)充電過程中動(dòng)態(tài)跟蹤蓄電池可接受的充電電流。應(yīng)用du/dt技術(shù),即充電電源根據(jù)蓄電池的狀態(tài)自動(dòng)確定充電工藝參數(shù),使充電電流自始至終保持在蓄電池可接受的充電電流曲線附近,保持蓄電池幾乎在無氣體析出的狀態(tài)下充電,從而保護(hù)蓄電池。該方法適用于對(duì)各種狀態(tài)、類型的蓄電池充電,安全、可靠、省時(shí)和節(jié)能。