如何延长通信蓄电池组的使用寿命?

发表时间:2019-06-05 08:10

  通信蓄电池从目前使用情况来看,普遍存在蓄电池容量下降过快,使用寿命短的问题,短短1~2年时间蓄电池的容量只有标称容量的30%~40%,有的只有10%~20%,而大部分基站蓄电池经过1~4年运行,其容量只有其标称容量的50%左右,远远达不到其设计使用寿命,与交换局站同类蓄电池相比,其使用寿命也大大降低。本文对基站电源运行过程中蓄电池的损坏原因进行了分析,提出延长基站蓄电池使用寿命的方法。
  蓄电池寿命的定义
  蓄电池的寿命一般是指浮充状态下的使用年限。对于在非浮充状态下工作的蓄电池,其寿命是从循环放电次数和放电深度两个维度来衡量的,如表1所示。所以不能简单地以能使用多少年来衡量蓄电池的寿命。
  对于蓄电池的循环放电次数来说,必须是在蓄电池放电后充足电能,要充足电能充电时间至少需要24小时(依据YD/T799-2002的规定)。对于充电不足的情况,其循环放电次数很难确定,肯定要低于表1中描述的数据。
  放电深度对电池使用寿命的影响也非常大,电池放电深度越深,其循环使用次数就越少,如表1所示,因此在使用时应避免深度放电。
  蓄电池寿命终止的因素
  对于阀控密封铅酸蓄电池来说,有四种失效模式:正极板腐蚀、失水、热失控、硫酸盐化。其中正极板栅腐蚀由于合金工艺技术的提高,腐蚀速度非常慢,一般是10~15年。
  失水的途径比较多:节流阀设计不合理,频繁开启;电源对蓄电池频繁均充;环境温度过高。其中高温是最主要的因素,高温会加速蓄电池失水速度,导致蓄电池容量下降。以25℃为基准,当蓄电池运行环境上升10℃,寿命减少50%,如图1所示。
  热失控是指蓄电池在充电过程中产生的热量未及时释放出,温度和化学反应之间形成一个正回馈,出现失控。热失控对蓄电池是毁灭性的,造成蓄电池外壳变形,严重者造成蓄电池爆炸。热失控的原因是机房环境温度超过45℃、高温下浮充电压过高(没有温度补偿功能)、充电电流超过设计值(超过2.5C10)。
  硫酸盐化是指在极板上生成白色坚硬的硫酸铅结晶,颗粒比较大,活性低,充电时难以转化为活性物质的硫酸铅,导致电池容量下降或功能衰退。盐酸化的原因是电池在安装使用前曾长时间搁置储存(超过3个月)、持续过放电或经常过量放电或小电流深放电、环境温度过高或过低、经常充电不足和没有定期执行均充。
  影响基站电池运行寿命的因素
  很多基站的位置偏远,交流电供电不稳定或频繁停电,甚至根本就没有交流电;基站没有空调或户外站点,环境温度高;站点偏远且数量多,无法做到精细化维护。以上是基站蓄电池工作环境的基本状况。

UPS蓄电池放电计算公式:

 a.基本公式:
  负载的有功功率×支持时间=电池放出容量×电池电压×UPS逆变效率
  其中:负载的有功功率=负载总功率×负载的功率因数
  UPS逆变效率≈0.9
  电池放出容量=电池标称容量×电池放电效率
  电池放电效率与放电电流或放电时间有关,可参照下表确定:

1

b.计算公式:
  负载的有功功率×支持时间=电池放出容量×电池电压×UPS逆变效率。
  c.计算举例:
  例:负载总功率3000VA,负载功率因数0.7,UPS电池电压96V,要求支持时间1小时,求应选用的电池容量。
  计算:
  3000(VA)×0.7×1(h)=电池放出容量×96×0.9
  电池放出容量=UPS(VA)×0.7×1(h)/电池电压×0.9
  电池标称容量=电池放出容量/放电效率
  得出:电池放出容量=24.3(Ah)
  电池标称容量=24.3/0.6=40.5(Ah)
  结果:可选用38Ah的电池(12V/38Ah电池8块)
  UPS内的电池放电应该是恒功率放电,应该负载的功率在市电正常与否是不变化的。
  电池的放电电流=(负载的表观功率x负载的功率因数)/(逆变器的效率x电池组总电压)。负载的特性的任何变化都会造成放电电流的变化。
  UPS肯定没有恒电流放电一说。只是在确定配置电池时,有些电池厂家的电池参数只给出了恒定电流放电的参数(因为电池的同量的定义是按照恒定电流放电来定义的),这时可能要用到恒定电流放电的参数而已
  负载总功率×负载的功率因数×支持时间=电池标称容量×放电效率×电池电压×UPS逆变效率
  支持时间=(电池标称容量×放电效率×电池电压×UPS逆变效率)/(负载总功率×负载的功率因数)
  电池标称容量=(负载总功率×负载的功率因数×支持时间)/(放电效率×电池电压×UPS逆变效率)
  支持时间=(AH×放电效率×电池电压×0.9)/(KVA×0.7)
  电池标称容量=(KVA×0.7×支持时间)/(放电效率×电池电压×0.9)