直流低壓供電系統(tǒng)管理探討

榮禮 李江 黃進(jìn)明 趙天翔

摘要：主要針對(duì)某船近年來(lái)蓄電池更換速度快，特別是個(gè)別電池有鼓包、流液的現(xiàn)象，通過(guò)分析低壓供電系統(tǒng)的操作使用和維護(hù)保養(yǎng)方法，比對(duì)低壓供電系統(tǒng)環(huán)境和溫度對(duì)電流的影響因素，并梳理了低壓供電系統(tǒng)的故障處置方法，形成了確實(shí)有效的管理方法，為技術(shù)管理人員提早判斷、分析、解決故障提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng)；低壓供電；蓄電池管理

1 概述

本文所指的低壓供電系統(tǒng)是為某船提供低壓報(bào)警、指示功能的24V蓄電池組，為全船斷電情況下提供臨時(shí)應(yīng)急照明的220V蓄電池組，為電站、集控室報(bào)警系統(tǒng)提供的UPS蓄電池組電源，還有為應(yīng)急發(fā)電機(jī)做啟動(dòng)的蓄電池和艇機(jī)的啟動(dòng)用蓄電池組；介紹了某船充放電板的原理、功能及操作、維護(hù)方法以及在使用中要注意的事項(xiàng)。

1.1 蓄電池的原理及結(jié)構(gòu)

鉛酸蓄電池充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能在蓄電池內(nèi)儲(chǔ)存起來(lái)，放電時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┙o外部用電負(fù)載，蓄電池充電和放電過(guò)程中，產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：

1.2 為蓄電池服務(wù)的充放電板

與之配套的某船充放電板共四塊（前區(qū)充放電板、后區(qū)充放電板、臨時(shí)應(yīng)急充放電板、機(jī)艙充放電板。除臨時(shí)臨時(shí)應(yīng)急充放電板是DC220V蓄電池組外，其他均為DC24V蓄電池組）。充放電裝置主要由整流器、充電器、電流電壓傳感器、控制線路板、指示燈以及各類儀表組成。該裝置滿足艦船電氣及規(guī)范的基本標(biāo)準(zhǔn)。具有充電、放電、溫度補(bǔ)償及各種報(bào)警等功能。裝置采用單片微機(jī)控制技術(shù)，對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，工作穩(wěn)定、可靠。

2 充放電板的主要功能和溫度對(duì)蓄電池影響

2.1 充放電板的主要功能

接通電源后，合上主電源開關(guān)，電源指示燈亮。合上充電器工作開關(guān)，充電器工作指示燈亮，充電器開始工作。

2.1.1 供電功能

接通電源后，合上主電源開關(guān)，電源指示燈亮。合上整流器工作開關(guān)，整流器工作指示燈亮，整流器開始工作。如果是臨時(shí)應(yīng)急充放電板，整流器輸出電壓為DC230V。其他均為DC27.6V。

2.1.2 放電功能

蓄電池經(jīng)常處于充滿狀態(tài)或者放電過(guò)度都會(huì)損壞蓄電池，減短使用壽命。在長(zhǎng)時(shí)間處于充滿狀態(tài)時(shí)，可以適時(shí)放電。放電前先打開放電電阻箱的上蓋，然后按下開始放電按鈕，蓄電池放電指示燈亮，蓄電池開始放電。當(dāng)蓄電池電壓低于一定值時(shí)，放電會(huì)自動(dòng)停止。（DC24V蓄電池組為21.6V，DC220V蓄電池組為160V。）以防止過(guò)度放電對(duì)蓄電池造成傷害。

2.1.3 限流功能

當(dāng)充電電流過(guò)大時(shí)，充放電板會(huì)自動(dòng)減小充電電壓以限制電流。DC24V蓄電池組限流40A，DC220V蓄電池組限流20A。

2.1.4 自動(dòng)散熱功能

當(dāng)充放電板的溫度高于50℃，位于內(nèi)部的風(fēng)扇會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，幫助散熱，低于50℃時(shí)，風(fēng)扇會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

2.2 各類報(bào)警及絕緣低設(shè)置

高低壓報(bào)警值，DC24V蓄電池組，高壓報(bào)警：29.5V；低壓報(bào)警：19.2V；負(fù)載高壓：29.5V。DC220V蓄電池組；高壓報(bào)警：260V；低壓報(bào)警：160V；負(fù)載高壓：260V。

絕緣低，絕緣電阻小于設(shè)定監(jiān)測(cè)值時(shí)報(bào)警，通常情況下設(shè)置的報(bào)警值為20KΩ。以上任意報(bào)警發(fā)生時(shí)，對(duì)應(yīng)報(bào)警指示燈閃爍，蜂鳴器發(fā)出間斷的報(bào)警音。按下消音按鈕，對(duì)應(yīng)報(bào)警指示燈變?yōu)槠焦?，蜂鳴器關(guān)閉。當(dāng)報(bào)警狀態(tài)消失后，指示燈會(huì)自動(dòng)復(fù)位。

2.3 溫度對(duì)蓄電池影響

充電器可以根據(jù)蓄電池的溫度決定充電的具體參數(shù)（溫度補(bǔ)償功能）。裝置通過(guò)放置在蓄電池組旁邊的蓄電池檢測(cè)盒（PT100鉑電阻溫度傳感器）來(lái)測(cè)量蓄電池組的溫度。當(dāng)蓄電池組的溫度比較高時(shí)，自動(dòng)減小充電電壓；當(dāng)溫度比較低時(shí)，自動(dòng)升高充電電壓。實(shí)現(xiàn)了充電的智能化，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命。具體溫度和電壓的對(duì)照表見下表所示。

3 某船蓄電池存在的現(xiàn)狀

某船所使用的低壓供電系統(tǒng)的蓄電池生產(chǎn)廠家多，型號(hào)雜，各用途不一，其中有代表性的是深圳華達(dá)電源有限公司生產(chǎn)的GFM系列鉛酸蓄電池，該蓄電池為某船主要供電設(shè)備；還有一些的就是日本松下公司生產(chǎn)的UPRWA1232T1型，主要用于UPS不間斷電源用；另外就是一些小公司生產(chǎn)的供船上安保系統(tǒng)用的蓄電池。

針對(duì)某船上蓄電池的種類繁多型號(hào)雜用途不一的特點(diǎn)，所以就要求合理的利用和管理這些設(shè)備提出了更高的需求，制定合理有效的管理機(jī)制，適合船舶長(zhǎng)期航行的需要。

常見故障、原因分析和排除方法：

（1）負(fù)載高壓報(bào)警。

停止放電，船電有電后立即投入充電

4 制定合理的保養(yǎng)計(jì)劃和檢查機(jī)制

蓄電池投入使用后必需定期維護(hù)保養(yǎng)，一般為每月一次。初次安裝的蓄電池要格外注意觀察，登記詳細(xì)，最好貼上啟用年月，做到心中有數(shù)使用壽命是多久，維護(hù)保養(yǎng)包括：

檢查功能是否完好。檢查儀表、指示燈等元器件是否完好。檢查接線是否松動(dòng)。檢查熔斷器是否完好。輸出電壓，觀察有無(wú)報(bào)警，以免造成蓄電池過(guò)放電或充電電壓過(guò)高，損壞蓄電池。清除裝置各部分的灰塵和污垢。

對(duì)于單獨(dú)的蓄電池要進(jìn)行充放電工作可以借助于船上的電工實(shí)驗(yàn)間進(jìn)行，可以對(duì)蓄電池提供不同的充電電流，能夠起到很好的維護(hù)保養(yǎng)單塊的蓄電池。

5 蓄電池的管理

5.1 蓄電池的儲(chǔ)藏

蓄電池作為備件上船長(zhǎng)期不用，必須進(jìn)行儲(chǔ)藏處理，讓蓄電池正確的儲(chǔ)藏方法有濕藏法和干藏法。

（1）濕藏法：是將蓄電池充足電后放置在干燥的地方存儲(chǔ)起來(lái)，但每隔一至兩個(gè)月應(yīng)進(jìn)行一次正常充電，三至四個(gè)月進(jìn)行一次加強(qiáng)充電，使蓄電池經(jīng)常處于充足電的狀態(tài)，這樣極板不容易產(chǎn)生硫化的故障。濕藏法適合于存放數(shù)個(gè)月或一年以內(nèi)而且有時(shí)偶然要作短時(shí)間使用的情況。如果蓄電池在一年以上長(zhǎng)期不用，則嫌濕藏法麻煩且浪費(fèi)電能，應(yīng)采用干藏法。

（2）干藏法：是將蓄電池電解液完全倒光，讓蓄電池完全干的保存。這樣就不需要經(jīng)常充電。當(dāng)然也不能中途拿來(lái)使用再存放起來(lái)，所以這種儲(chǔ)存方法適用于一年以上的長(zhǎng)期存放。

5.2 放電的注意事項(xiàng)

（1）放電時(shí)盡可能用小于或等于正常值的電流放電，正常放電電流是指10小時(shí)放電率的電流量。

（2）放電時(shí)輸出的容量禁止超過(guò)額定值，即禁止過(guò)量放電。

（3）放電終了的電壓不得低于1.8V。

（4）一般不得用一個(gè)電池的單格放電。

5.3 充電的注意事項(xiàng)

（1）蓄電池放完電后必須抓緊時(shí)間充電，不應(yīng)等到使用時(shí)再充電，這樣會(huì)使電池極板硫化，應(yīng)做到放電終了就立即充電，保持蓄電池經(jīng)常在充足電的狀態(tài)。

（2）有計(jì)劃的對(duì)蓄電池進(jìn)行定期加強(qiáng)充電，每隔23個(gè)月進(jìn)行一次。

（3）充電時(shí)不得用過(guò)大的電流，平時(shí)應(yīng)避免經(jīng)常無(wú)計(jì)劃的加強(qiáng)充電。

（4）充電室內(nèi)嚴(yán)禁吸煙、劃火柴或燃燒東西，嚴(yán)格禁止用明火觀看、檢查電池，以免發(fā)生爆炸性燃燒。

（5）在充電房?jī)?nèi)禁止進(jìn)行修理蓄電池的工作。

5.4 日常的維護(hù)和保養(yǎng)

（1）經(jīng)常保持蓄電池外部的清潔干燥，接線柱上應(yīng)涂凡士林，防止極柱氧化。

（2）禁止把金屬器具放在蓄電池上面，以免發(fā)生短路事故。

（3）要經(jīng)常檢查蓄電池的電壓，及時(shí)進(jìn)行充電。

（4）蓄電池不可過(guò)量充電或充電不足，過(guò)量充電會(huì)使極板剝落，充電不足會(huì)使極板硫化。

（5）搬運(yùn)時(shí)要輕拿輕放，防止墜地摔壞，不得將蓄電池放在潮濕或高溫的環(huán)境中。

（6）在蓄電池的維修的過(guò)程中，應(yīng)有必要的防護(hù)措施。

（7）蓄電池的用具應(yīng)保持清潔，橡皮用具使用后應(yīng)用清水沖洗，禁止與油類接觸。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)全面的分析了蓄電池的構(gòu)造、原理、日常的注意事項(xiàng)，蓄電池經(jīng)常遇到的一些故障和處置方法；指出了測(cè)量船蓄電池存在的現(xiàn)狀，特別強(qiáng)調(diào)突出的對(duì)蓄電池的管理的有效方法，必須建立健全機(jī)制，實(shí)行登記在冊(cè)和專人負(fù)責(zé)制，做到每一塊蓄電池都有記錄，提前掌握其性能和各項(xiàng)指標(biāo)，細(xì)致的掌握利用蓄電池，使蓄電池最大限度的發(fā)揮其功能，提高完成測(cè)控任務(wù)的保障能力。

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