SSB蓄电池-UPS蓄电池使用寿命研究与提升措施

SSB蓄电池-UPS蓄电池使用寿命研究与提升措施

海上采油渠道UPS不间断电源系统作为渠道自控系统设备设备的日常及后备电源，具备日常稳压和在渠道危急掉电后为自控系统设备设备提供后备电源的功能。作为自控系统的重要设备，UPS是日常巡检必检项，渠道员工需求对UPS主机和蓄电池的运转状况进行人工巡检。可是海上采油渠道UPS蓄电池从现在运用情况来看，普遍存在蓄电池容量下降过快，运用寿数短的问题，短短1～2年时刻蓄电池的容量只要标称容量的30%～40%，有的只要10%～20%，而大部分渠道蓄电池通过1～4年运转，其容量只要其标称容量的50%左右，远远达不到其规划运用寿数，与陆地同类蓄电池比较，其运用寿数也大大下降。如何提高UPS蓄电池运用寿数是现在需求探讨的问题。

1  蓄电池寿数的界说

铅酸蓄电池的寿数有三种：循环寿数、搁置寿数和日历寿数。

“蓄电池循环寿数”的界说是蓄电池的容量在跌至额外容量的某个百分比之前所完结的总的彻底充放电循环次数。在不同的蓄电池中，这个百分比会不同。蓄电池运用越久，其容量越下降。假如蓄电池乱用，其循环寿数会更加缩短。

另一个核算蓄电池循环寿数的方法是丈量单体的内阻。这时，循环寿数的界说是蓄电池在内阻上升到某一点前所完结的总的彻底充放电循环次数。上述的两个界说假定蓄电池的每一次循环都是彻底的充放电循环。假如蓄电池每次仅仅部分放电，那么其循环寿数会延伸。所以，在运用铅酸蓄电池时务必要知道额外的放电深度。即使如此，经常放电至额外的深度也会大大地缩短蓄电池的循环寿数。如表1所示，因此在运用时应防止深度放电。

表1  蓄电池放电深度与运用寿数之间的关系（25℃）

放电深度（%）	规划充放电循环次数
5	10000
20	2000
50	800
100	350

“蓄电池搁置寿数”是指不运用（搁置）的蓄电池容量在跌至额外容量的某个百分比之前的时刻。

“蓄电池日历寿数”是指新蓄电池运用或许搁置后到无法再运用所通过的时刻。因为蓄电池实际运用的情况大不相同，就是同一类型蓄电池的日历寿数一般也会相差很大，所以其实际意义不大。

2  影响海上采油渠道电池运转寿数的要素

因为海上采油渠道交流电供电不稳定，夏日渠道配电间室内环境温度过高；且渠道数量多巡检受海上气候影响的限制，无法做到精细化保护。以上是渠道蓄电池工作环境的基本情况。

通过对海上采油渠道蓄电池损坏情况的剖析，咱们得出影响蓄电池运转寿数的有以下几个要素：

1）浮充电压设置过低

当浮充电压设置过低时，蓄电池因为长期处于欠充电状况，使极板深处的活性物质无法参加化学反应，继而在活性物质与隔板膜之间形成高电阻层，加大了蓄电池内阻，形成蓄电池的容量下降。

2）浮充电压设置过高

当浮充电压设置过高时，蓄电池因为长期处于过充电状况，使内部发生的气体量增加，一起因为安全阀经常处于开阀状况，从而引发蓄电池严峻失水，电解液浓度增大，蓄电池内部腐蚀加快、容量失效等一系列结果。

3）过量放电

当蓄电池过量放电时，因为内部发生过量的硫酸铅，使极板物质体积增大，引起极板弯曲、胀大，严峻时还将导致蓄电池槽胀裂。

4）蓄电池存储时刻太长

蓄电池在存放过程中存在自放电，假如长时刻得不到弥补，就会呈现硫酸盐化现象。这种现象假如没有得到及时改进，蓄电池容量会下降甚至损坏不能运用。蓄电池在存贮过程中，环境温度对容量影响也非常大，如表2所示。

表2 蓄电池存放时刻与环境温度对容量的影响

温度 时刻	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃
3个月	92%	90%	86%	83%	78%
6个月	87%	84%	81%	75%	60%
9个月	82%	78%	75%	65%	45%
12个月	78%	74%	70%	55%	30%
15个月	75%	70%	60%	40%	10%

5）渠道配电间室内的环境温度过高

渠道配电间停电后，空调停机。因为配电间为封闭房间，配电间室内温度将大幅上升。温度过高使阀控式密封电池内部失水量加重，电解液饱和度下降(玻璃纤维棉隔阂内电解液减少)使电池容量下降，缩短运用寿数。

6）电池装置质量

蓄电池的装置是否契合规范，对蓄电池的运用使命影响非常大。装置时没有将蓄电池之间的连接器固定螺钉拧紧，接线柱与连接器之间接触电阻增大，在充放电时将发生大量热量而烧坏，形成整组蓄电池损坏;蓄电池温度传感器没有装置或装置过错，在温度高时会因为无法调整充电电压到合适值，蓄电池呈现热失控现象，形成 蓄电池损坏;开通时没有在监控单元中调整蓄电池管理参数至合理值，形成蓄电池损坏。

7）没有正确地设置蓄电池管理参数

开关电源涉及到蓄电池管理的参数有蓄电池容量、充电电流系数、均浮充电压、一二次下电电压、自动均充的条件、温度补偿电压，假如这些参数设置不合理，会对蓄电池的寿数形成影响。例如一二次下电电压设置电压过低，使蓄电池呈现过放电甚至深度过放电现象，加重蓄电池负极板硫酸化，将使蓄电池容量下降，运用寿数 缩短。蓄电池容量设置不正确，影响蓄电池充电电流，形成蓄电池充电电流过大而损坏。

 

 

 

蓄电池在运行时期，应定时地对其进行巡视，看其连接片（连接线）是否有松动和腐蚀现象，壳体是否出现渗漏和变形，极柱端子与安全阀周围是否有酸雾溢出，蓄电池温度是否过高等。

定期用电池检测仪对蓄电池进行检测，蓄电池在运行一段时间后，会出现个别电池老化的现象(一般情况下老化电池端内阻约为新电池的1.5-2倍)。如果不及时发现，老化的电池会导致其他好的电池随时间推移慢慢失效，进而使整个电池组报废。一般要对蓄电池每隔3个月进行一次维护，主要检查蓄电池组中有无漏液、有无外壳变形、有无老化电池存在、蓄电池连接处有无锈蚀和固定螺钉松动、环境温度是否正常等。只有做到及时发现及时处理，才能确保蓄电池的正常使用寿命。

3.2  实施海上平台UPS远程监控

海上生产受海况影响较大，连续数日无法出海情况下，人工巡检方式不能实现对UPS系统运行状态的自动、不间断的获取，随着平台精细化管理要求的提高和油田生产信息化提升工作的开展，目前的UPS巡检方式成为需要改进的项点。

针对UPS巡检方式问题，我们提出了UPS不间断电源系统远程监控的措施。该措施的主要工作原理是将UPS主机内的运行参数通过485 Modbus通讯协议输出至自控系统，调试修改程序画面实现对UPS运行状态的自动监控。

目前已实现UPS运行状态的远程监控、曲线查看及报警，此次改进：

1）UPS不间断电源系统的运行状态实现了24小时不间断自动监控，能够提前发现UPS系统运行异常，对系统运行提供预警；

2）节省了巡检人力，降低了现场员工的日常巡检工作量，提升了平台自动化精细化管理水平，符合油田生产信息化提升要求；

3）采油厂可考虑在全厂范围内推广实施。