1、中国石油天然气股份有限公司管道郑州输油气分公司河南郑州450008;
2、中国石油天然气股份有限公司管道西安输油气分公司陕西西安710018
摘要:UPS(UninterruptiblePowerSupply),即不间断电源,是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接,通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。电气设备春检项目期间,对蓄电池进行放电检测试验和活化修复试验,并对实验数据进行比对分析,对蓄电池性能进行探讨,以及日常维护要求进行总结。
关键词:UPS;蓄电池;性能;维护
一、蓄电池测试数据分析
电气设备春检项目期间,作业人员对分公司5个输油站的15组蓄电池组,共284块蓄电池进行放电检测试验,发现12块电池性能下降严重。其中110Ah规格电池8块、151Ah规格电池2块,70Ah规格电池2块。问题电池数量站总电池数量的4.2%。以下内容是本次项目的数据分析。
图1三门峡站UPS02第一次放电容量柱状图
图1是三门峡站UPS第二组电池组2#电池放电曲线,横坐标为放电时间轴,纵坐标为电池电压曲线(单位V)。图中红色线条为理想的电池放电曲线,绿色线条为实际的电池放电曲线,从图1中可以看出2#电池在放电进行到约2分钟时,电池电压迅速下降,当进行到5分42秒时,已达到电池工作电压的下限,为了保护2#电池与电池组,放电测试设备自动启动保护程序,放电自动终止。整个电池组的容量取决于性能最差的那只电池,即该电池的容量为整个电池组的容量。实际容量为额定容量的0.8%。
二、蓄电池内部结构
蓄电池极板上的活性物质是:二氧化铅和铅。活性物质和稀硫酸电解液通过电化学反应产生电流,在这个电化学反应过程中,经常伴随着一种学名叫“硫酸盐化”负反应,也就是铅和硫酸生成一种硫酸铅,这种硫酸铅是一种绝缘体,它的形成必将对电池的充放电产生极不好的影响,因为在负极板上形成的硫酸盐越多,电池的内阻越大,电池的可充放电性能越差,负极板上吸收不了正极产生的气体,久而久之电池失效。当电池内阻增大到一定程度,电池组的组端电压就会大幅降低,就不足以维持负载的用电需求,即发生停电,若此时又发生市电中断,就会发生全站停电、与调控中心通信中断的生产事故。针对蓄电池极板上附着的这种硫酸盐,曾借助电池活化设备,分别对三门峡站、郑州站共三块电池进行活化修复,通过比较活化后的数据比较,活化效果并不明显。
图2三门峡站UPS02
图3郑州站UPS01
三、蓄电池活化修复过程
春检发现问题电池后,曾借助蓄电池活化修复仪对三门峡1块、郑州站2块进行活化修复,根据得到的数据,发现修复效果并不明显,此电池劣化的状况已经不可逆转。
图4三门峡报废电池充电电流曲线
从图4中可以看出在对电池进行均充进行到约60秒时,充电电流迅速下降,表明电池充电性能已经严重下降,当进行到5分4秒时,蓄电池活化修复仪自动转到电池浮充状态。此时测量蓄电池电压,电压尚可达到额定电压,但是实际容量已大幅下降。
图5郑州站UPS问题电池修复后的放电曲线
从图5可以看出经过活化修复的电池放电时间仍只能进行不到8小时,系统就自动停止。经过以上图表可以得出结论:问题蓄电池应及早进行更换以保障安全生产。
四、UPS进线接线错误和电池单元数量与系统配置的优化。
电气春检过程中,发现洛阳站与郑州站UPS主电源进线与辅助电源进行同相之间存在116V电压,按照理论推断,同一个电源引出的主电源与辅助电源同相之间压差不会有116v,存在压差就说明主电源与辅助电源之间存在相位差,由此断定UPS存在接线错误。在认真检查和测量,最终发现辅助电源进线多接了一个隔离变压器,从而造成同相之间出现116v的电压差,属于施工阶段造成的错误接线。
三门峡一块电池实际容量只相当于实际容量的0.8%,严重影响UPS系统的可靠工作,为了应急处理此项故障,在厂家技术保密的情况下,自行认真钻研实验,最终将UPS系统电池单元数量的配置进行了修改,使报废电池在摘除系统后能继续工作,保障供电。
五、结束语
根据此项目得到以下结论:1、蓄电池实际寿命不能完全认为是蓄电池的设计寿命。2、单体电池之间差异较大。3、免维护蓄电池不等同不维护。4、通过有效的检测手段可以提早发现问题电池,通过对问题电池的修复或跟换可以有效保障UPS系统的可靠性。5、UPS蓄电池组需要定期维护。