陽泉松樹蓄電池

時間：2018-07-09作者：北京金業(yè)順達科技有限公司瀏覽：41

陽泉松樹蓄電池


 (一)、電池漏液 

1 、故障現象 
常見的漏液現象：一是上蓋與底槽之間密封不好或因碰撞，封口膠開裂造成漏液；二是帽閥滲酸漏液；三是接線端處滲酸漏液；四是其他部位出現滲酸漏液。 
2 、故障的檢查和處理 
先做外觀檢查，找出滲酸漏液部位。取開蓋片看帽閥周圍有無滲酸漏液痕跡，再打開帽閥觀察電池內部有無流動的電解液。完成了上述工作之后，若仍未發(fā)現異常，應做氣密性測試（放入水中充氣加壓，觀察電池有無氣泡產生并冒出，有氣泡則說明有滲酸漏液）。最后在充電過程中，觀察有無流動的電解液產生，如果有則說明是生產的原因。在充電過程中如有流動的電解液應將其抽盡。 




(二)、電池充不進電 
1 、故障現象 
首先檢查充電回路的連接是否可靠，檢查連線與插頭接觸是否完好，認真檢查插座和插頭是否有 “ 打火 ” 燒弧現象，有無線路損傷斷線等。 
檢查充電器有無損壞，充電參數是否符合要求：即初期充電電流達到 1.6 -2.5A / 只；較高充電電壓達到 14.8-14.9V/ 只，充電浮充電轉換電流達 0.3 -0.4A / 只，浮充電壓達到 14.0-14.4V/ 只。 
查看電池內部是否有干涸現象，即電池是否缺液嚴重。 
還應檢查較板是否存在不可逆硫酸鹽化。較板的不可逆硫酸鹽化，可通過充放電測量其端電壓的變化來判定。在充電時，電池的電壓上升特別快，某些單格電壓特別高，**出正常值很多；放電時電壓下降特別快，電池不存電或存電很少。出現上述情況，可判斷電池出現不可逆硫酸鹽化。 
2 、故障的檢查和處理 
先將充電回路連接牢固，充電器不正常的應更換。干涸的電池應補加純水或 1.050 的硫酸，進行維護充電、放電恢復電池容量。如果發(fā)現有不可逆硫酸鹽化，應進行均衡充電恢復容量。干涸的電池加液后的維護充電，應控制較大電流 1.8A ，充電 10-15 小時，三只電池的電壓均在 13.4V/ 只以上為好。如果電池之間電壓差別**過 0.3V ，說明電池已經出現不同步的不可逆硫酸鹽化。對于發(fā)生不可逆硫酸鹽化的電池，需要更換整組電池或激活電池。 




(三)、電池變形 
1 、故障現象 
蓄電池變形不是突發(fā)的，往往是有一個過程的。蓄電池在充電到容量的 80% 左右進入高電壓充電區(qū)，這時，在正極板上先析出氧氣，氧氣通過隔板中的孔，到達負極，在負極板上進行氧復活反應： 
2Pb+O2=2PbO+ 熱量 
PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+ 熱量 
反應時產生熱量，當充電容量達到 90% 時，氧氣發(fā)生速度增大，負極開始產生氫氣。大量氣體的增加使蓄電池內壓**過開閥壓，安全閥打開，氣體逸出，較終表現為失水。 
2H2O=2H2↑+O2↑ 
隨著蓄電池循環(huán)次數的增加，水分逐漸減少，結果蓄電池出現如下情況： 
（ 1 ）氧氣 “ 通道 ” 變得暢通，正極產生的氧氣很容易通過 “ 通道 ” 到達負極。 
（ 2 ）熱容減小，在蓄電池中熱容較大的是水，水損失后，蓄電池熱容大大減小，產生的熱量使蓄電池溫度升高很快。 
3 ）由于失水后蓄電池中**細玻璃纖維隔板發(fā)生收縮現象，使之與正負極板的附著力變差，內阻增大，充放電過程中發(fā)熱量加大。經過上述過程，蓄電池內部產生的熱量只能經過電池槽散熱，如散熱量小于發(fā)熱量，即出現溫度上升現象。溫度上升，使蓄電池析氣過電位降低，析氣量增大，正極大量的氧氣通過 “ 通道 ” ，在負極表面反應，發(fā)出大量的熱量，使溫度快速上升，形成惡性循環(huán)，即所謂的 “ 熱失控 ” ，較終溫度達到 80OC 以上，即發(fā)生變形。 
2 、故障的檢查和處理 
一組電池（ 3 只）同時變形時，先做電壓檢查。如果電壓基本正常，還應測量單格電壓判斷是否短路，無短路則說明變形是過充電產生 “ 熱失控 ” 所致。應著重檢查充電器的充電參數。電壓偏高（** 44.7V 以上）無過充電保護或涓流轉換點電流偏低者（不同合金板柵的蓄電池要求轉換電流不相同，一般說用鉛鈣錫鋁合金制作的板柵的蓄電池轉換電流較小，為 0.025 -0.03C 2A ；而鉛銻合金制作的板柵的蓄電池轉換電流較大為 0.03 -0.04C 2A ，要求更換充電器。 
一組電池（ 3 只）中只有 1 只或 2 只變形，有以下故障的可能性：（ 1 ）是電池荷電不一致，充電時造成某些電池過充電引起變形。荷電不一致的原因，可能有短路單格存在，也可能用戶將電池試驗放電或自放電等；（ 2 ）是某些電池出現較板不可逆硫酸鹽化，內阻增大，充電發(fā)熱變形；（ 3 ）是某些電池連線時反較造成充電發(fā)熱變形。對未變形的電池檢查放電容量以及自放電特性，若無異常則不屬電池問題。 
解決蓄電池變形的措施有： 
▲ 保證不漏液的前提下盡可能多加液，以延長或避免 “ 熱失控 ” 的產生； 
▲ 避免產生內部短路或微短路，及帶有微短路傾向； 
▲ 使用過程中應防止過放電的發(fā)生，做到足電存放； 
▲ 嚴格檢查充電器，不得有嚴重過充現象。 
▲ 在高溫下充電，必須保證蓄電池散熱良好。應采取降溫措施或減短充電時間的方法，否則應停止充電。 




(四)、新電池電壓降得快 
1 、故障現象 
新電池裝車、起動時電壓降得快。 
2 、故障的檢查和處理 
檢查儀表顯示電壓與電池容量是否相符。 
儀表顯示的電壓與電池容量關系不符合上表時，應要求廠家調整。 
檢查蓄電池連接線是否可靠，有無短路和連接不可靠等。有則排除之。 
檢查電動車起動和運行電流是否過大，若是過大（起動電流在 15A 以上，運行時的電流 6A 以上）應調整控制器限流值或對電機進行檢查修理。 
檢查蓄電池容量是否偏低，若是偏低，應對電池進行充放電。 




(五)、電池較板不可逆硫酸鹽化 
1 、故障現象 
較板硫酸鹽化是蓄電池常見的故障，許多蓄電池失效也是因這一故障而發(fā)生的。較板硫酸鹽化主要表現為：充電時電壓很快上升，過早析出氣體，溫度上升快；放電時電壓下降快，容量小。 
2 、故障的檢查和處理 
產生較板不可逆硫酸鹽化原因歸結如下： 
（ 1 ）存放時間過長，自放電率高，未對其進行維護充電。 
（ 2 ）放電后未對其進行及時充電。 
（ 3 ）長時間處于欠充電狀態(tài)。 
（ 4 ）過放電。 
（ 5 ）干涸或加入的電解液濃度過高。 
蓄電池產生不可逆硫酸鹽化時，應根據其程度的輕重進行修復。 
硫化較輕者，對其進行一般的活化充電（即均衡充電），就可以恢復正常。具體方法如下： 
恒壓限流充電：**階段 0.18C 2A 充電到 2.7V/ 單格充電 12-24 小時。 
恒流電**階段： 0.18C 2A 充電到 2.4V/ 單格，*二階段： 0.05C 2A 充電 5-12 小時。 
硫化較重者，需要對其進行激活，才能恢復正常。 




(六)、電池組出現 “ 不均衡 ” 
1 、故障現象 
串聯蓄電池組的均衡性是一個世界性的難題，使用過程中總會有 “ 落后 ” 蓄電池存在。其原因是多種多樣的，有生產原因，也有原材料的原因和使用的原因等。 
2 、故障的檢查和處理 
首先將電池進行一般性的維護充電，然后用 2 小時率電流放電。放電過程中不斷地測量電池的電壓，將放電容量不足的 “ 落后 ” 電池選出來給予處理。先補加 1.050 的稀硫酸至剛好看到有流動電解液出現，再繼續(xù)充電 12-15 小時。充電時注意電池的溫度不要**過 500C 。充電結束后，靜置 0.5-4 小時，重作 2 小時率放電。放電過程中，測量單格電壓的數值，若放電時間達不到標準或者單格電壓到了 1.6V ，放電時間與正常單格電池相差較大者（出廠三個月相差 5 分鐘以上， 6 個月相差 8 分鐘以上， 9 個月相差 10 分鐘以上， 13 個月相差 15 分鐘以上），則還需重復上述充放電程序操作，直到符合要求為止。 
若是重復充放循環(huán)后，電池容量無明顯上升或仍為 0V 左右低壓，這種電池一般有短路存在，或活性物 質嚴重脫落軟化，嚴重不可逆硫酸鹽化等，嚴重硫化可以對其進行激活，其它損壞應作報廢處理。對符合要求可以繼續(xù)使用的電池，應在恒壓 15V/ 只的充電條件下，抽盡流動的電解液，擦干凈電池表面，安上帽閥，用 PVC （或氯仿）粘合劑將面板粘合好。


 許多光伏電站在高原地區(qū)使用，也有一部分以分布式發(fā)電的形式出現，分布比較分散，這樣的情況維護起來相對困難，為了減少維護成本，有效的途徑是提升系統(tǒng)的可靠性，而系統(tǒng)的可靠取決于系統(tǒng)所采用的元器件可靠。
這里我們關注的元器件不是平時大家注意到的主體部分，而是比較小的部分比如連接器、低壓電器、電纜等，往往越細節(jié)的地方越容易產生問題，今天我們就以連接器展開分析。


無處不在的連接器


光伏電站日常維護中，主要設備如組件、直流配電柜、逆變器是主要關注對象，這部分是我們必須保持正常穩(wěn)定的，因為他們故障發(fā)生的概率比較高，而且故障發(fā)生后影響很大。


但是在一些環(huán)節(jié)中，有些故障人們根本不知道或者因為忽視而沒有察覺，實際上他已經在不知不覺中損失了發(fā)電量，換句話說，這也是我們可以提高發(fā)電量的地方。到底哪些設備影響發(fā)電量？


在電站中有很多地方需要接口，組件、接線盒、逆變器、匯流箱等都需要一個設備－－連接器。每個接線盒用一對連接器，每個匯流箱用到的數量和設計有關，一般8對到16對，而逆變器用到2對到4對或者更多，同時，在最后搭建電站的過程中也要用一定數量的連接器。


隱性故障頻發(fā)點


連接器很小、很多環(huán)節(jié)需要用到、成本占比小，而且生產連接器的公司很多，為此，很少有人關注連接器這個產品到底有什么用處，用好了會如何，用不好又有什么后果。然而隨著PV－Tech記者深入走訪了解，發(fā)現正是因為這些原因，導致這個環(huán)節(jié)的產品、競爭都很亂。


首先，我們從終端應用著手調查，由于電站中很多環(huán)節(jié)需要用到連接器，為此在現場我們可以看到各種連接器的產品應用，比如接線盒、匯流箱、組件、電纜等，連接器形狀大同小異。這幾個設備是電站的主要組成部分，有時候出了事故，原本以為是接線盒或者組件本身出了問題，查來查去發(fā)現原來跟連接器有關。


比如接頭起火，很多業(yè)主會投訴到組件這塊，因為有一端的連接器是組件自帶的，但有些時候其實是連接器引起的。


根據統(tǒng)計，由于連接器引發(fā)相關聯的問題有：接觸電阻變大，連接器發(fā)熱、壽命縮短，接頭起火，連接器燒斷，組串的組件斷電，接線盒失效，組件漏電等，可造成系統(tǒng)無法正常操縱、產品召回、電路板損壞、返工和維修，繼而會造成主部件損失，影響電站發(fā)電效率，較嚴重的是起火燃燒。（如圖一、圖二）


比如接觸電阻變大，連接器的接觸電阻直接影響到電站的發(fā)電效率，因此“低的接觸電阻”是光伏連接器的必須要求。另外，過高的接觸電阻還可能造成連接器發(fā)熱，過熱后引起著火，這也是目前很多光伏電站出現的安全問題的起因。


追溯這些問題的源頭，**層被揭開的是末期的電站安裝，調查發(fā)現很多電站在趕工期的過程中，對一些連接器的操作存在問題，直接為電站的后續(xù)運營埋下隱患。


西部一些大型地面電站的施工隊或EPC公司，對連接器認識不足，出現許多安裝層面的問題。比如螺母式連接器，需要專業(yè)工具進行輔助操作，正確的操作下，連接器上的螺母不能被擰到底，在操作中應該留有約2mm的間隙（間隙大小取決于電纜外徑大?。?，如果螺母擰緊到底，會破壞連接器的密封性能。


同時還存在壓接問題，表現較多的是壓接工具不專業(yè)。有些現場工人直接用劣質甚至是通用工具做壓接，這樣會造成壓接不良，比如接合部位電纜銅絲彎折、有些銅絲沒壓接進去、誤壓到電纜絕緣層等，壓接不良的后果直接涉及電站安全。


另一個表現是由于一味追求安裝效率，造成壓接品質下降。如果工程現場為了趕工無法保證每一處壓接的品質，再加上使用不專業(yè)的工具會產生更多問題。


安裝工人本身的技術對連接器安裝水平有影響，為此業(yè)內專業(yè)公司建議，如果使用專業(yè)工具加正確操作流程，會提高工程質量。


*二層披露的是問題的主要源頭，各種連接器產品混淆使用，不同品牌的連接器互插，接線盒、匯流箱、逆變器全部都使用不一樣品牌的連接器，完全沒有考慮連接器的匹配問題。


PV－Tech記者采訪了幾家電站業(yè)主及EPC公司，問及是否了解連接器，以及連接器存在匹配問題時，他們的回答都很茫然。個別大型地面電站的運維人員表示：“連接器供應商聲明可以互插，與MC4互插?！?/span>


據PV－Tech了解，業(yè)主及運維人員的反饋的確是事實，目前基本上所有的光伏連接器供應商，都會跟客戶聲明可以與MC4互插，為什么是MC4？


據悉，MC4是一款連接器產品型號，生產廠商是瑞士史陶比爾Multi－Contact公司（業(yè)內通常簡稱MC公司），2010年-2013年市場占有率50%以上，MC4是該公司旗下產品系列中的一個型號，因適用面較廣而**度高。


那么，市場上的其他品牌連接器產品真的可以與MC4互插？


史陶比爾Multi－Contact公司光伏部門經理洪衛(wèi)剛在接受PV－Tech采訪時給予了確切回答：“連接器很大一部分問題來源就是出自互插，我們從不建議不同品牌的連接器進行互插互配，而且這也是不允許的，不同品牌的連接器不能互配，如果那樣操作接觸電阻會增高。認證機構也聲明，不允許互配，只允許同一家廠家同一系列的產品進行互配。MC產品可以互配互插，兼容?！?/span>


就此事筆者咨詢了TüV萊茵與TüV南德兩家認證公司，得到的答案是，不同品牌之間的連接器產品不能互配，如果一定要使用，較好提前做匹配性測試。TüV南德光伏部門經理許海亮向PV－Tech表示：“有些仿制的連接器設計相同，但電性能不同，產品存在本質差別，在目前的匹配性測試中出現了不少問題。通過測試，可以讓電站業(yè)主較提前深入了解這其中的問題，比如在長期使用后，未來在惡劣的環(huán)境中會出現失配等情況?！彼ㄗh組件及電站業(yè)主需要留意產品的材料及證書說明，再斟酌如何選用連接器。


“較好的情況是在同一個陣列里使用同一家公司的同一組產品，但大部分電站擁有好幾家連接器供應商，這些連接器能否匹配是個隱患。比如一個電站同時有MC、人和、快可公司的連接器，即便三家公司都保證產品質量，但也需要考慮互配問題。為了盡可能降低風險，現在也有許多公司及一些電站投資商，主動要求做匹配性測試?！盩üV南德光伏產品部銷售經理朱其楓如是說，對此TüV萊茵光伏部門銷售經理張家林也表示贊同，他說萊茵做了很多檢測，因為發(fā)現了問題所以不建議互插互配。


“電阻過大，連接器要起火的，接觸電阻高會導致連接器燒斷，組串的組件斷電。另外，國內不少公司安裝的時候靠硬連接，導致接口發(fā)熱，電纜線容易出問題，溫度誤差達到12-20度?！笔诽毡葼朚ulti－Contact公司光伏部門產品*沈錢平指出問題的嚴重性。


據悉，MC公司從來沒有公開過自己產品的公差。也就是說，市面上的光伏連接器基本上全部都是通過分析MC4的樣品來制定自己產品的公差。在不考慮生產管控因素的影響下，各家產品的公差上是存在差異的，不同品牌的連接器在互插的情況下，存在很大隱患，尤其是使用連接器比較多的大型電站。


目前對于互插問題，在業(yè)內連接器、接線盒公司中存在較大爭議，國內相當一部分連接器、接線盒公司表示，不同品牌產品通過了檢測公司的測試，沒有影響。


由于沒有統(tǒng)一標準，業(yè)內認證檢測公司的標準也不一樣，Intertek公司對連接器互配問題與TüV萊茵、南德和UL有些不同，據Intertek公司光伏組經理程萬茂表示，在當前的一些匹配性測試中并未發(fā)現大量問題，但是就技術層面而言，除了電阻問題還有拉弧問題，連接器互插互配是存在隱患的。


揭示的*三層是連接器制造企業(yè)魚龍混雜，很多小公司甚至作坊參與其中。在調研中發(fā)現一個啼笑皆非的現象，不少國內連接器廠家稱自己生產的連接器產品為MC4，他們以為這是業(yè)內對連接器的統(tǒng)稱，還有個別公司則是連**都省掉，直接打上MC公司logo。


“當這些**的標有MC公司logo的連接器被拿回來檢測時，我們感到很復雜，一方面為我們的產品占有率及**度感到高興，另一方面還要應對各種**問題，不僅**還低價?！睋﨧C公司洪衛(wèi)剛介紹，按照目前MC公司**30-35GW的產能，已經將規(guī)模降本做到了較致，成本控制做的很好了，“但是人家為什么還比我們低？我們從材料選擇、**技術投入、制造工藝、制造設備、質量管控等方面進行分析，較低價格的實現往往犧牲了很多方面，使用二次回料就是目前普遍的錯誤的降本行為。低價競爭往往會和偷工減料聯系起來，這是一個簡單的道理。就光伏行業(yè)而言，降本是一個持續(xù)而艱巨的任務，行業(yè)的各個環(huán)節(jié)都在努力，如提高轉化效率，提升系統(tǒng)電壓，顛覆性部件設計，提升自動化程度等。但是降本的同時絕不能降低產品質量是必須要堅持的原則?！?/span>


MC公司沈錢平補充道：“**也需要技術，MC擁有Multiam Technology表帶技術（**技術），不僅可以保證連接器接觸電阻很低，并且是持續(xù)的低接觸電阻。而且可計算可控，多大電流通過、接觸電阻都可以算出。兩個接觸點的電阻分析出來，可以找出多大空間散熱，根據客戶的需求選擇適合的連接器產品。表帶技術需要一些復雜的工藝技術，仿制的很容易變形，這是瑞士公司的技術積累，產品設計本身的投入及**沒法比較?！?/span>


25年400萬度電


據了解，連接器保持低接觸電阻是一項基本要求，業(yè)內也有不少公司開始做到，但是長期保持穩(wěn)定的、低接觸電阻需要較穩(wěn)定的技術積累與研發(fā)支撐，連續(xù)長期的穩(wěn)定、低接觸電阻，不僅有效**電站細小環(huán)節(jié)的正常運行，同時對電站會產生意想不到的收益。


光伏連接器的接觸電阻對光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率影響究竟有多大，洪衛(wèi)剛對此算了一筆賬，他以一個100MW的光伏項目為例，將MC光伏連接器接觸電阻（平均0.35mΩ）和**標準E**0521中規(guī)定的較大接觸電阻5mΩ做比較（如表一）。


從上面的計算可以看出，相對于高的接觸電阻，較低的接觸電阻使光伏系統(tǒng)每年多發(fā)了約16萬度電，在25年時間里共計多發(fā)了約400萬度電，由此可見，持續(xù)低的接觸電阻所帶來的經濟效益是非常可觀的。并且考慮到較高的接觸電阻較容易發(fā)生故障，那么需要更多的零件更換和更多的維護時間，即意味著較高的維護成本。


洪衛(wèi)剛表示：“在國內連接器企業(yè)中，短期內一些選擇買市場上較好的產品解開復制的公司會存在于市場中，因為他們有了一部分長期合作的客戶，有些也會在連接器可靠性性能方面做些考慮。未來，行業(yè)發(fā)展會較加專業(yè)化，接線盒制造和連接器制造會有越來越明顯的區(qū)分，連接器標準及接線盒標準會在各自領域進一步完善，產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)材料的集中度會增強。當然，最后真正想做長久的企業(yè)會關注材料本身，工藝過程，制造水平及品牌。以材料本身而言，國外的銅材料和國內的銅材料都屬于銅材料，名稱相同，可是其中的元素配比是不一樣的，導致部件的性能存在差異，因此，我們還需要長期的學習積累?！?/span>


從**層到*三層的揭露，是相互關聯的三個環(huán)節(jié)，沒有混亂的企業(yè)就沒有混亂的產品，也會減少互插**安裝等問題，問題能夠存在取決于市場的需求。


因為連接器“小”，所以目前電站設計者和EPC公司在設計和搭建電站時，很少會考慮到連接器的匹配問題；組件供應商在選擇接線盒時，對連接器的考量也非常少，除了早期被培養(yǎng)起來的幾家*光伏公司（如天合等）；電站業(yè)主及運營方較無從了解連接器所帶來的影響，如此，在問題沒有大面積暴露前，一些發(fā)展亂象存在發(fā)展空間。


連接器的問題讓筆者想起了光伏背板、PID太陽電池，這些都是在問題暴露后引起的業(yè)內關注，希望連接器在問題大面積暴露前能引起重視，防患于未然。

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