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一、概述
蓄電池作為備用電池,往往不允許電源有間斷,因此對電池組的性能要求是比較高的。閥控式鉛酸蓄電池(VRLA)被稱為免維護電池,似乎這種電池既耐用又完全不需要維護,但實際使用情況表明,無論是國內(nèi)還是國外,閥控鉛酸蓄電池在使用中都出現(xiàn)了一系列令用戶失望和不放心的問題。如內(nèi)阻增加,熱失控,電池長期使用可靠性差,甚至與早期使用的富液式固定鉛蓄電池相比循環(huán)及浮充壽命都差一些。
許多用戶從裝上電池后就基本沒有對其進行過維護和管理,由此使用單位不易掌握VRLA電池的耐久性和失效問題。
實踐證明,整組電池的容量是以狀況最差的那一塊電池的容量值為準,而不是以平均值或額定值(初始值)為準,下降到其本身額定容量的90%以下時,電池便進入衰退期,當電池容量下降到原來的80%以下時,電池進入急劇的衰退狀況,衰退期很短,這時電池組已存在極大的事故隱患,而斷電的危險很大程度上就潛伏在電池組。
二、蓄電池的主要應用領域及蓄電池組對后備電源的重要性
蓄電池的主要應用領域:
1、大型數(shù)據(jù)中心;
2、通信基站;
3、銀行機構數(shù)據(jù)機房及網(wǎng)點;
4、高速鐵路牽引供電及調度系統(tǒng);
5、地鐵供電及調度系統(tǒng);
6、高速公路收費站、計費中心、公路局數(shù)據(jù)中心、隧道;
7、長途輸油管線泵站;
8、大型石油煉化企業(yè)DCS控制中心;
蓄電池組對后備電源的重要性:
自MGE(梅蘭日蘭)調查報告顯示:
1、大于50% IDC 的突然掉電都是由蓄電池故障導致的;
2、85% UPS 故障是由蓄電池引起的;
3、90% 的后備電源都是使用閥控鉛酸電池閥控鉛酸電池的平均無故障時間( MTBF) 低于 <2,100 小時 (UPS平均無故障時間至少是250,000 小時);
4、有1/5的蓄電池在使用2.5年后發(fā)生故障;
目前在數(shù)據(jù)機房由于蓄電池故障引發(fā)的火災事故頻發(fā),導致業(yè)主損失嚴重。一般機房電池是由于其中一節(jié)電池裂化后未妥善管理,電池急劇惡化導致爆炸著火。由于電池是串聯(lián)及并聯(lián)在使用,只要一節(jié)著火燃燒整片瞬間會蔓延開來,導致大的火災事故。
三、蓄電池故障案例
1、日本東芝FAB4號廠– NAND閃存記憶生產(chǎn)工廠:
據(jù)網(wǎng)易新聞報道,NAND Flash大廠日本東芝12月8日位于日本四日市的4座晶圓廠出現(xiàn)短暫0.07秒的跳電狀況,導致4座晶圓廠停工將近2天,單月營收損失約達100億日元。
停電0.07s—>損失100億日元
2、2010年第2季國內(nèi)某金融機構據(jù)稱全國最大,等級最高4級機房發(fā)生蓄電池失火,近千只電池全部損失;
國際評級第4級數(shù)據(jù)中心應該安裝單只電池的管理系統(tǒng),檢測單只電池電壓,溫度,和內(nèi)阻提供預報警以減低事故發(fā)生的幾率!
四、蓄電池監(jiān)測的重要性
蓄電池主要故障現(xiàn)象和失效原因:
蓄電池主要故障現(xiàn)象和失效原因 |
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原因 |
說明 |
結果 |
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過度的循環(huán)放電 |
電池的容量受到放電次數(shù)的影 響,任何深度過放電都會縮短 其壽命 |
容量快速下降、較高的內(nèi)阻、較短的蓄電池壽命 |
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電池接頭密封不嚴 |
酸液外溢 |
較高的內(nèi)阻 |
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連接松動 |
不當?shù)挠布B接 |
較高的內(nèi)阻和溫度 |
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低浮充電壓 |
酸液結晶 |
容量下降和較高的內(nèi)阻 |
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高浮充電壓 |
氣體外溢干涸或散逸,動態(tài)材 質脫落 |
容量下降和較高的內(nèi)阻 |
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高溫 |
很高的運行溫度壽命縮短,干內(nèi)阻和浮充電流增加 涸、散逸 |
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放電后未充電 |
完全放電后在48小時內(nèi)沒有完全 充電 |
蓄電池損害或崩潰 |
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過放電 |
過度放電極板變形 |
永久損壞 |
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電解液內(nèi)阻增大 |
電解液內(nèi)阻變大 |
額定容量降低和較高的內(nèi)阻 |
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金屬內(nèi)阻增加 |
接線問題 |
開裂或爆炸 |
數(shù)據(jù)中心基礎設施運營管理 |
蓄電池監(jiān)測的必要性:
1、在中國,有超過80%的蓄電池沒有安裝實時、先進的蓄電池管理系統(tǒng);
2、判斷蓄電池的健康時,內(nèi)阻是一項非常重要的指標;
3、幾乎所有的蓄電池故障都可以通過單體電壓、溫度、內(nèi)阻、容量檢測出來。
結論:如不定時檢測,找出老化電池給予調整,電池組的容量將變小,電池壽命縮短,影響系統(tǒng)的高效安全運行,為了確保蓄電池組的實際容量及直流系統(tǒng)的安全運行,使用蓄電池智能檢測系統(tǒng)(BMS)對單體電池容量檢測、對失效單體電池判別、對落后單體電池的活化,顯然是電池維護和檢測的一項重要工作。