开关电源参数设置对基站蓄电池寿命的影响.doc

开关电源参数设置对基站电池寿命的影响
(维护中心)
 阀控式铅酸蓄电池(VRLA)的安装使用是从八十年代末开始的,初期安装的电池主要为进口产品,九十年代中后期,国产VRLA电池在通信行业开始大面积使用。目前大多数厂家对阀控蓄电池的设计寿命都在10年以上,正常使用寿命应能保证8年,然而移动通信基站蓄电池,在实际使用中大部分电池只能用到3-5年时间,有的甚至只用到1-2年就寿命终止了,这不仅给企业造成了巨大的经济损失,而且给基站维护管理工作带来了很大的压力。
影响阀控式铅酸蓄电池使用寿命的因素很多,但主要因素有:均浮充电压、充放电电流、环境温度、电池终止电压、电解液浓度等,就移动通信基站目前使用的开关电源设备及机房环境情况看,目前影响我省移动通信基站电池使用寿命除均浮充电压的设置、环境温度外,最重要的二个因素是电池放电电流和电池终止电压。因为基站载频数不同,电池的放电电流也不相同,终止电压的设定值也不同。这二项重要参数,厂家工程师在电源设备开通时并未根据移动基站的通信特点(即要求电池放电时长比较长),做相应的调整,也就是说根本没考虑电池放电率的问题(如:,10小时率放电放出100%的容量,20小时率放出110%的容量),而是按标准格式进行参数设置。基站扩容后(或拆闲补忙),放电电流发生改变,电池的终止电压设定也应进行相应的调整,同样我们的基站维护人员也未根据电池放电率的改变而修改电池终止电压值。
为了说明这二个因素对移动通信基站电池使用寿命的影响,先了解目前基站电池现状。我省移动通信基站蓄电池的容量配置一般为:城区基站48V/500AH电池二组,乡镇基站48V/300AH电池二组,而NOKIA基站的实际负载电流(放电电流)却比较小:2载频基站负载电流不到10A, 18载频基站负载电流也不到50A,乡镇覆盖站配置大多数为2载频,城区基站配置大多数也在18个载频以下。按放出电池额定容量80%的电量计算,基站事故停电,城区基站电池至少能支持16个小时,乡镇覆盖站至少可支持48小时以上,而实际情况并不理想,我省移动通信基站可能有相当数量的电池已放不出额定容量80%的电量了,也就是说电池寿命已接近终止了,如果不加强基站蓄电池的维护管理工作,今后用于电池更新改造的费用会逐年增多,也有可能会成倍地增长。
2002年金网工程、新增基站及直放站工程、GSM七期工程基站蓄电池整体情况虽然还好,但从动环监控模拟量基站上传数据看,已发现了一些问题,如落后电池,容量下降、放电时长缩短等等。究其原因可能与开关电源参数设置有关,如基站事故长时间停电,因电池终止电压设置不合理,实际放出的电量远大于电池的额定容量,造成电池过放电,过放电会造成电池硫酸化,电池内阻增大,容量下降。
VRLA电池使用寿命是否终止的判断依据是:在环境温度为25℃时,以10小时率放电,,放出的电量低于电池额定容量的80%时,认为电池使用寿命终止。以下是蓄电池额定容量与实际容量的定义:
额定容量:在规定的工作条件下,蓄电池能放出的最低电量称为额定容量。VRLA电池规定的工作条件为:10小时率电流放电,电池温度
为25℃,。
实际容量:在特定的放电电流,电解液温度和放电终止电压等条件下,蓄电池实际放出的电量称为实际容量。
移动通信基站电池现有条件并不符合电池的规定条件,比如放电电流比较小、环境温度变化比较大。从现网基站放电电流统计来看,目前城区基站放电电流大多数在20小时率以上,乡镇基站放电电流在30小时率以上,而一些乡镇覆盖站(或行政村基站)放电电流至少在40小时率以上。开关电源供应商按照通信电源维护规程要求,在设备出厂时,电池脱离电压设置值也是根据电池10小时率放电电流,,考虑线路压降,一般设为44--45V,而移动通信基站的实际负载又远远大于电池的10小时率放电电流,如果事故停电致基站电池电压低于44V时,电池脱离开关动作,基站退出服务,而此时的基站电池放出的实际容量其实远远超过了电池的额定容量,很容易造成极板硫酸化。若此时不进行及时发电(也就是常说的充电不及时),那电池的正常使用寿命将受到严重影响。为确保移动基站电池的正常使用寿命,维护人员必须根据每个基站放电电流正确设置基站电池的终止电压(也即电池脱离电压),放电电流越小,电池的终止电压设置越高。
抚州GSM四期工程城区基站因2000年供电部门城网改造,当时抚州公司只有一台10KVA的汽油机,根本无法满足城区大面积停电基站供电的需求,为了保证基站通信不中断,当时唯一的办法就是延长基站电池放电时长, ()。 2000年初对抚州城区基站电池做例行核对性容量