(金华动力)基站蓄电池的维护与管理--赵奕.doc

基站蓄电池的维护与管理 赵奕（中国联通金华分公司 321017）【摘要】本文介绍了蓄电池及其维护管理工作的重要性和日常维护工作的重点，并根据本公司的一些实际情况，提出本人关于基站蓄电池管理工作的一些思路。【关键词】铅酸蓄电池 维护 管理阀控式密封铅酸蓄电池（Vole Regulated lead Acid Battery, VRLA蓄电池）目前已非常广泛的应用于通信领域。作为移动通信基站的直流后备电源，为实现基站的不间断供电，起到了关键作用。基站蓄电池数量多、地理位置分布范围广，加上维护人员的数量有限和技术水平的差异，对蓄电池的维护管理工作造成了一定影响。随着电信运营体制的深刻发展，电信市场竞争日益激烈，运维体制也随之出现了变革，在新形式下，有效开展基站蓄电池的维护和管理工作，对于企业的未来有着重要意义。1 蓄电池在通信行业的应用及其维护管理工作的重要性1.1实现直流不间断供电，保障通信网络的安全运行蓄电池组被并联于开关电源系统的直流配电屏上，平时由整流模块供电给负载，当模块因停电等原因不能工作时，蓄电池会在瞬间自动地将化学能转化为电能供给负载，从而实现直流不间断供电的目的。模块恢复正常后，蓄电池被充电，将电能转为化学能储存起来，以待下一次放电。通信电源是通信网络运行的基础，没有电源，网络必然无法运行。“安全、稳定、可靠的工作”是通信电源专业永恒的主题。安全是重中之重，最基本的理解就是不间断供电。目前，我公司基站大多采用-48v的直流供电体制，蓄电池是直流系统的最后一道防线，因此，保障直流不间断供电，做好电池维护管理工作必是全局工作的重心。2004年的电荒时期，我公司移动发电机发电时长只占了基站停电总时长的约15%左右，而蓄电池供电总时长占了80%，大幅度保障了网络的畅通。1.2提高通信质量高频开关电源中含有许多非线性电路，输出电压中含有脉动成份，即所谓的杂音电压。当杂音电压值超过一定范围，将影响整体通信质量。衡重杂音电压超过2mv，将直接反映在用户通话语音的质量上；峰峰值杂音过高，会引起通信设备逻辑电路误动作。蓄电池与电容器一样具有充放电功能，对交流成份起到旁路作用，具有较好的虑波性，使送到负载的脉动成份进一步减少，降低杂音电压，提高了通信质量。1.3蓄电池管理的好坏与企业效益直接挂钩通信电源维护的首要任务是保障供电系统及环境可靠，稳定地运行和优质供电，保证设备使用寿命，降低综合运行成本。蓄电池在通信企业的固定资产中占有一定的比重，只有通过良好的维护和有效的管理，才能使蓄电池运行在最佳状态，保证其使用寿命，延长使用年限，从而达到降低成本增加企业效益的目的。现代企业追求的是经济效益最大化，如果出现重大事故，造成的不仅仅是经济损失，对企业的声誉、对用户、社会乃至国家都会带来严重的影响。据统计，供电系统的故障有50%以上是因蓄电池故障或维护管理不当造成的，下面是本人了解到的近十年来一些因蓄电池引起的电源故障。1995年XX局，因电池长期浮充电压过低，充电不足，放电时很快就低于终止电压，通信中断。1997年XX局，3000AH的VRLA蓄电池，设计放电时间为3小时，因漏液干涸，仅能放电几十分钟。1998年有几条微波电路因浮充电压低，蓄电池未充满，所以放电时很快达到终止电压，通信中断。1999年XX移动通信交换局因长期浮充电压高，电解液干涸，市电中断，电池失效而通信中断。2000年XX局，因电池连接条未拧紧，接触电阻大，在放电瞬间，极柱封口剂熔化。2001年XX局因电池长期浮充电压高，电解液干涸，放电时蓄电池失效而通信中断，同年7月，XX局因电池过充电，在放电瞬间发生爆炸。 2 蓄电池的维护与使用蓄电池维护工作主要以“安全运行，确保寿命”的思想为指导的，在实际工作中必须抓住影响电池性能的几个关键性因素。2.1VRLA蓄电池的例行性维护保持设备外壳清洁，经常观察电池壳体有无渗漏、变形，连接部位有无腐蚀，极柱、安全阀周围是否有酸雾溢出等情况。测量蓄电池的浮充电压及单体电压的均匀性。定期检查开关电源的参数设置，保持电池运行环境的整洁、清爽及良好的通风性和适宜的环境温度。2.2蓄电池的容量检测容量是评价电池性能的关键指标。通信电源维护规程上已明确指出蓄电池每年都要进行一次容量测试，当实际容量小于额定的容量的80时，必须更换。只有通过放电测试才能确切知道电池的实际容量，并可根据实际容量和负载电流的大小，估算出后备支撑时间，有利于油机调度等工作的开展。放电测试方法很多，按测试方式分为在线式和离线式，按方法可分为核对性试验法和全容量试验法两种。每种方法都有各自的优缺点。测试方案的选择主要以安全为主。现一般采用在线式核对性放电试验。与电池容量相关的几个参数有：放电电流、放电时间、放电小时率、环境温度、放电终止电压，在放电过程中应准确记录相关数据，并做好放电测试的分析工作。由于受篇幅所限，具体方法不做介绍。2.3注意蓄电池的运行环境温度蓄电池的运行环境温度对实际放电容量、使用寿命、充放电效率和自放电速率都有影响。当温度在25时能保证电池放出规定的额定容量。 1045范围内，VRLA蓄电池容量会随着温度的升高而增加。10时只能放出额定容量的90；温度高达35，电池可放出105的额定容量。在各种维护方法正确的条件下，运行温度保持在25，使用寿命可达8年，每升高10，浮充使用寿命缩短50%。在平时的运行管理中，应尽量保持环境温度在25左右。2.4对蓄电池的充放电管理2.4.1浮充充电的管理蓄电池组并行于直流供电系统中，长期处于浮充状态。浮充充电功能主要是满足补充电池自放电引起的能量损失和氧循环。浮充电既要保证电池经常处于满充状态，又不能过充电，否则会使电池正极析氧量增加，不仅影响正负极板活性物质使用寿命，还会增加电池安全阀开启次数，造成水分散失。浮充电压的确定有两个要求：一是自放电损失的能量被充足，另一方面要求在这个浮充电压下电池极板腐蚀最小。浮充电压设置过高会使电池过充电，过低则充电不足。一般设定在2.232.25V/只（具体应根据厂家推荐值设置，厂家不同，具体的要求也不同）。在安装使用初期，宜选择可选范围的下限值，但对于供电条件较差的基站，一般停电较频繁，如不能保证浮充时间，会引起寿命缩短，宜按2.25V/只（即上限值）设置。电池浮充电压应根据环境温度的变化及时调整。温度较高时充电电流增大，易引起过充；温度较低时充电电流减小，产生极板硫化，无法还原。这要求温度每升高（或降低）1，浮充电压应降低（或升高）34mV/只。为了能控制VRLA蓄电池的浮充电流值，要求充电设备具有自动温度补偿功能。2.4.2均充充电的管理均充主要用于电池放电后的快速充电，可使深放电后的电池及时补充电，利于维护和使用，提高了充电效率和速度。需要对蓄电池进行均充的情况有以下四种：电池系统安装完毕；电池搁置3个月和全浮充运行3个月，电池深放电放出20%以上额定容量；一旦电池组中有2只或2只以上电池电压低于2.18V时。均充电压限值在2.35V/只，均充电流一般控制在0.10.15C10A，最大不超过0.2C10A。当电池充电满后，应能自动转为浮充状态，其转换判据为：电池端电压在3小时内稳定并不再上升；充入电量为放出电量的1.2倍。要注意的是对电池充电必须及时，若得不到保证，会导致电池累积性亏电，造成极板难以逆转的硫化，使容量下降。2.4.3电池放电管理放电电流一般控制在10小时率左右最佳，大电流和小电流放电对蓄电池的使用寿命都有影响。小电流深度放电要控制好放电时间，避免过放电，否则容易使负极板上的PbSO4晶核在很小的速度下形成，硫酸化。放电终止电压是确定电池容量的一个重要标准。10小时率放电终止电压为1.8V，小电流放电时，终止电压值可设置高些，大电流放电可略低。蓄电池循环使用寿命随放电深度的增加而减少，以双登公司的GFM系列产品为例，放电深度达20%时，循环寿命为3000次，50%时为2000次，80时仅为1000次。3 基站蓄电池管理工作的一些思路综合以上所述，蓄电池是需要精心维护的。本人根据近几年的工作经验并结合公司目前的一些状况，谈谈自己关于蓄电池管理上的一些大体的思路。3.1树立正确的维护观念，加强维护人员培训，提高技术水平自VRLA蓄电池问世以来，与原富液式开口或防酸隔爆式电池相比大大减轻了维护人员的工作量，其优越性已被人们所理解，并称为“免维护蓄电池”，这使维护人员产生了错误的理解，认为阀控式电池在使用中不需要维护管理或“少维护强管理”，其实不然，所谓的“免维护”专指不需要像早期蓄电池那样定期补充水分、酸和调整酸比重，而VRLA蓄电池的其它各方面维护仍是必需的。对蓄电池的维护应以技术为基础的，对基层维护人员定期进行通信供电系统、开关电源、蓄电池特性等知识的培训，使他们尽快提高对蓄电池维护和开关电源管理的技能以及执行各项制度的良好习惯，不断提高维护水平。3.2建立完善的维护管理体系蓄电池的维护管理是一项技术含量很高的工作，其生产制造、选型配置、运输安装、验收、维护使用直至淘汰等生命周期中的每个环节都有严格的技术要求，各环节之间也相互影响。在通信电源维护规程和蓄电池相关技术体系标准中，都做了相应的规范。动力部门应将这些规程、标准有机的融合到一起，形成具有指导性质的维护管理制度，结合本地的实际情况，如人员配置、设备运行环境等，讨论出可具体操作的实施细则，将工作落实到实处。同时，及时更新蓄电池的相关信息，动态掌握电池运行情况，做好记录并备案，以便日后开展研究。3.3利用集中监控系统开展维护管理工作集中监控系统的应用，极大方便动力管理工作，可让维护人员随时了解蓄电池运行情况和实现动态管理。平时，可将部分维护工作转移到监控系统上完成。如单体电池电压测量及其平衡性判断，容量的核对性放电试验，对开关电源相关参数的设置等。如果实现数据的智能化分析，可更大程度的降低维护人员工作强度，提高效率，也便于集中管理。当然，像清洁设备、检查外观、连接条的松紧及压降的测量等这样任务是无法通过集中监控系统来完成的，需要人员到现场进行实体操做。3.4对蓄电池的专项治理所谓专项治理是指在设备使用过程中，对出现的共性问题进行专门的分析解决。在蓄电池运行中，总会不可避免地出现这样那样的问题，而有些问题经过分析可找到共性特征，通过研究提出治理方案将问题解决或尽量减少问题发生率。如VRLA蓄电池组容量早期损失，寿命缩短的问题，这在电荒时期特别容易出现。蓄电池后备时间以10小时率为宜，而在电荒时期是远远不够的，只有通过适当增加电池容量和购买大量的移动发电设备的方法解决。但过了电荒期后，单独使用上述两种方法又会留下后遗症：电池高容量配置会出现冗余，且对电池本身来说影响其使用寿命；发电机的大量停用和封存，又造成了资源上的浪费。如何合理配置电池容量和移动发电机的数量也是专项治理的研究对象。现在，有部分通信公司已经注意到了这些问题，并已研究形成了一套严密的控制体系。3.5以预防性维护为主，实现良性循环动力部门对蓄电池实行综合治理，可从总体上提升其运行水平，在提高设备总体运行的安全性、稳定性和可靠性后，逐步把工作重心转移到预防性维护上。通过日常例行性检查与专项治理的结合，及早发现蓄电池存在的问题，及时处理，将故障的发生遏制在萌芽状态，减少在处理故障上所耗费的人员精力和公司财力，从而进入良性循环的状态。3.6加强开关电源和配套设备的管理3.6.1空调蓄电池对运行环境温度的要求很严格，在重要的和有条件的局站都要安装空调。近年来，基站空调被盗情况较为严重，由于种种原因不能及时装回，特别是夏季，蓄电池组长期运行在高温环境下易引发热失控，造成损坏，反而会给公司造成更大的损失。3.6.2集中监控系统集中监控系统最基本的功能是检测蓄电池的一些基本运行参数，如：电池单体电压等。还可对开关电源的参数进行设置。要将部分维护任务转移到集中监控系统上完成，必须建立在该系统能够准确的检测运行数据的基础之上，为此，必须定期检查监控数据的准确度，提高系统运行的稳定性。为了便于管理，合理设置告警参数，并向智能化方向迈进。3.6.3开关电源开关电源是蓄电池的充电器，其性能好坏直接关系到电池的寿命。在技术上对开关的电源的要求主要有：稳压精度，具备自动均充功能、温补功能、限流功能和智能化管理功能。3.6.4维护仪器当前，每个运维部门都面临通信电源设备多面广、人手少、任务重的困难，采用传统式的维护手段已不能满足现在的发展要求，针对VRLA电池特性，须按规程中动力室必备仪器仪表的要求配全配好，工作人员才能得心应手，做