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为什么风电机组中的变桨电池组使用寿命短(图)
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北极星电力网
:北京温德特克风电科技有限公司 侯砚杰摘要：近年来，中国风电行业发生了重大变化，装机容量不断攀升。几年时间，装机量超过欧洲、美国，成为风电第一大国。随着风电机组投运的时间不断增长，运行中的一些设备故障逐渐显现，其中电动变桨风机蓄电池组频繁故障，给风场运营带来了直接的影响。本文阐述了风电机组变桨电池故障的原因及解决方案。关键词：变桨电池组、损坏、解决方案引言 1. 电动变桨风机为了确保在风电机组失去外供电的情况下能够使风电机组安全地顺桨停机，厂家在变桨系统的设计中加入三套蓄电池组做为变桨驱动的后备储能装置。蓄电池采用阀控铅酸蓄电池(VRLA)、制造商：Pansonic 型号：LC-P127R2P1当风电机组结束了为期二年的保修期后，变桨电池组的运行时间超过三年以上时，其电池组失效的问题就日趋明显，电池组的备件更换量加大，采购费用也明显增多。以下问题经常困扰着业主。- 原装蓄电池可以使用3年以上后，经常发生停机充电现象，停机时间影响正常发电量;- 更换了国产蓄电池组后，其使用寿命较短，1年甚至更短;- 蓄电池发生漏液、鼓胀，并且无法对单支电池进行更换，因电池组为整体粘接，只能整组更换;- 有人怀疑是否采购了假蓄电池?2.为了解决风场变桨电池组存在的问题，我们对某台风电机组的变桨电池组运行状况进行了24小时监测，以便发现其中的问题所在。2.1.测试基础信息中国河北省张家口市张北县 大满井风场 28号风机(41.4.508448)，测试机型： 某型1500KW测试时间：2*24小时监控监测电池组数量：1组，(一组新电池)监测数据：一组电池中各单只电池相关数据数据采样时段：日12:00&日12:002.2.采样数据(表-1)24小时电池组使用状况监测数据(截取部分采集数据)2.3. 数据现象电池组与监控模块安装在风机后，3小时后风机启动，该风机 CONVERTEC 充电器启动，开始对电池组充电，每个电池箱连续充电15分钟，45分钟为一个充电循环。可以从数据采集器中捕捉到的充电结果(见表-2)。如图-1所示：变桨电池组中 在初充电过程中 全组电池属于过充状态;蓄电池1、2、5 在充电过程中存在过充严重;蓄电池3、4、6 在充电过程中接受充电电压超过标准值;充电过程中整组电池中个体充电电压差2.64V，接近20%;因电池组中，各电池极化电阻不均匀，导致各电池对于充电接受能力的不同，电池3、4、6 对于充电接受能力差，该组电池充电电压被分配到接受能力强(电池1、2、5)的电池上。造成了蓄电池1、2、5 充电电压过高。3.阀控铅酸蓄电池的主要故障机理3.1 蓄电池工作原理阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理，基本上沿袭于传统的铅酸蓄电池，它的正极活性物质是二氧化铅(PbO2)，负极活性物质是海绵状铅(Pb)，电解液是稀硫酸(H2SO4)，其电极反应方程式如下：正极：PbO2+H2SO4+2H++2e-&& PbSO4+2H2O负极：Pb+ H2SO4&& PbSO4+2H++2e-整个电池反应方程式：Pb+ PbO2+2H2SO4&& 2PbSO4+2H2O普通的铅酸蓄电池在充电过程中，正极析出氧气，负极析出氢气：正极：H2O&1/2O2+2H++2e-负极：2H++2e-&H2从上面反应式可看出，充电过程中存在水分解反应，当正极充电到70%时，开始析出氧气，负极充电到90%时开始析出氢气，由于氢、氧气的析出，如果反应产生的气体不能重新复合利用，电池就会失水。阀控密封铅酸蓄电池利用以下方式避免了氢、氧气的析出，避免电池失水。
3.3 电池失效机理(引自：.cn/html/577.shtml 北极星电力网，《VRLA 蓄电池的正确使用与监测》)3.3.1 电池失水铅酸蓄电池失水会导致电解液比重增高、导致电池正极栅板的腐蚀，使电池的活性物质减少，从而使电池的容量降低而失效。铅酸蓄电池密封的难点就是充电时水的电解。当充电达到一定电压时(一般在2.30V/单体以上)在蓄电池正极上放出氧气，负极上放出氢气。一方面释放气体带出酸雾污染环境，另一方面电解液中的水分减少，必须隔一段时间进行补加水维护。阀控式密封铅酸蓄电池均加有滤酸垫，能有效防止酸雾逸出。但密封蓄电池不逸出气体是有条件的，即：电池在存放期间内应无气体逸出;充电电压在2.35V/单体(25℃)以下应无气体逸出(25℃时，12V电池充电电压14.1V以下无气体逸出);放电期间内应无气体逸出。但当充电电压超过2.35V/单体时就有可能使气体逸出。因为此时电池体内短时间产生了大量气体来不及被负极吸收，压力超过某个值时，便开始通过单向排气阀排气，排出的气体虽然经过滤酸垫滤掉了酸雾，但必竟使电池损失了气体，所以阀控式密封铅酸蓄电池对充电电压的要求是非常严格的，不能造成过充电。变桨蓄电池组所使用电池(Pansonic 、 LC-P127R2P1 、12V、7.2AH)单只电池充电电压不应该高于14.1V(2.35V *6=14.1V)，高于14.1V 充电将导致电池有气体逸出，电池失水、电解液比重增高，正极栅板腐蚀，电池的活性物质减少，电池的容量降低而失效。图(一)已经监测到的充电电压值达到16.612V，超过铅酸蓄电池充电电压上线的1.18倍，势必加速电池容量降低、加速电池失效。3.3.2 正极板腐蚀由于电池失水，造成电解液比重增高，过强的电解液酸性加剧正极板腐蚀，使正极板孔隙率增高，电解液相对变少，极板活性物质变少，电池容量变低。防止极板腐蚀必须注意防止电池失水现象发生。3.3.3 负极板硫酸化电池负极栅板的主要活性物质是海棉状铅，电池充电时负极栅板发生如下化学反应：PbSO4 + 2e=Pb+ SO4-,正极上发生氧化反应：PbSO4 + 2H2O=PbO2+4H++SO4-+2e,放电过程发生的化学反应是这一反应的逆反应，当阀控式密封铅酸蓄电池的荷电不足时，在电池的正负极栅板上就有Pb存在，PbSO4长期存在会失去活性，不能再参与化学反应，这一现象称为活性物质的硫酸化，硫酸化使电池的活性物质减少，降低电池的有效容量，也影响电池的气体吸收能力，久之就会使电池失效。为防止硫酸化的形成，电池必须经常保持在充足电的状态，避免欠充。蓄电池因充电不足，会导致电池负极栅板上硫酸化，即负极板被PbSO4 (盐，活性差)覆盖，影响负极栅板化学反应，负极栅板活性下降，导致电池失效。
3.3.4 热失控热失控是指蓄电池在恒压充电时，充电电流和电池温度发生一种累积性的增强作用，并逐步损坏蓄电池。造成热失控的根本原因是：普通富液型铅酸蓄电池由于在正负极板间充满了液体，无间隙，所以在充电过程中正极产生的氧气不能到达负极，从而负极未去极化，较易产生氢气，随同氧气逸出电池。阀控铅酸蓄电池因为不能通过失水的方式散发热量，VRLAB电池过充电过程中产生的热量多于富液型铅酸蓄电池。较易发生热失控。浮充电压应合理选择。浮充电压是蓄电池长期使用的充电电压，是影响电池寿命至关重要的因素。一般情况下，浮充电压定为2.23V/单体(25℃)比较合适。如果不按此浮充范围工作，而是采用2.35V/单体(25℃)，则连续充电4个月就会出现热失控;或者采2.30V/单体(25℃)，连续充电6~8个月就会出现热失控;要是采用2.28V/单体(25℃)，则连续12~18个月就会出现严重的容量下降，进而导致热失控。热失控的直接后果是蓄电池的外壳鼓包、漏气，电池容量下降，最后失效。以变桨蓄电池组为例：Pansonic&& 型号：LC-P127R2P1&& 12v(由6只单体电池串联)& &7.2AH如表-3所示，出现热失控的时间，会随着充电电压的增高而缩短。若变桨电池组长期处于过充状态，热失控出现的时间会更快，这也就是本文开始提到的，风场业主在更换国产变桨蓄电池组之后，2、3个月后就出现电池 鼓胀、漏液等现象。另外，风电机组安装在野外，变桨电池组在风机轮毂中，夏季轮毂中温度高，不利用热失控电池散热，变桨电池组不具备强良好的环境温度、现有变桨电池组结构致使电池散热能力差，这也是加速电池损坏的另一个因素。
4.监测数据分析结果4.1变桨电池组蓄电池存在过充的状况;风场变桨蓄电池组所使用的阀控铅酸蓄电池，在充电过程中，因电池个体差异性(极化电阻不均衡)，整组电池对于充电的接受能力不同，导致欠充电、过充电现象。整组电池中部分电池处于一直&吃不饱&的状态;整组电池中部分电池不得不接受高电压充电(因充电总电压不变)，从而出现过充，处于一直&撑饱了&。长期的欠充与过充，是导致电池损坏加速。(原因如第3点所述)。4.2 蓄电池存在个体差异、上塔前没有进行整组均衡;变桨电池组在初次使用前，应对电池进行至少3次核对性充放电及电池组均衡，避免因电池极化内阻不同而引起的接受充电能力不均衡的现象产生，从而避免蓄电池组电池过充、欠充、热失控的危害产生。4.3现有变桨电池组结构不利用电池散热，热失控电池损坏加速;进口变桨电池组与国产变桨电池组都考虑到电池组固定紧密，避免松动，从而在结构上采取粘连的方式固定电池。进口电池组在生产工艺上优于国产电池组，电池间保留了很小的缝隙，用环氧树脂进行粘连;国产电池组在生产工艺上明显不足，电池间基本没有间隙，且采用普通胶进行粘连。进口与国产电池组为了降低电池组重量，在固定铁架底部都采用复合纸板对电池进行承托作用，这完全不利用电池散热，导致电池组散热能力下降，电池热失控导致电池损坏。4.4变桨电池组的使用状况未知;风电机组现有系统仅可以检测到每个桨叶变桨电源电压(既2组或3组变桨电池组串联的总电压)，对于每个变桨电池组和变桨电池组里面的每只电池没有相关检测数据。而检测串联2组或3组的总电压，从业主维护角度看，根本起不到任何帮助。参考某型号1500KW 风机，风机2组变桨电池组串联为一个桨叶提供后备储能。其中每组电池串联为76.8V(6只12V电池串联，每只开路电压12.8V，6只总电压6*12.8=76.8V),2组153.6V,若2组电池内个别电池低于10.5V(放电终止电压，电池已损坏，)即检测的总电压变化有1%的变化，就存在着单体电池失效的情况了，这个1%若没有被捕捉到的话，那么12只电池所做的工作必须有剩下的11只或10只电池来完成，必将导致整组电池失效的速度加快。4.5变桨电池组，需要准备大量库存;变桨电池组是变桨驱动的后备储能装置，在整个风机中的作用至关重要，并且因电池特性及使用环境和系统充电方式等等原因电池故障频繁发生，现有系统有无法提前准确预知变桨电池组的故障，变桨电池组故障若没有备件及时更换，直接导致风电机组停机。同时，受到厂商采购周期的限制(沈松电池厂阀控铅酸蓄电池的供货周期是一个月，国产变桨电池组的供货周期至少在一个月、或一个半月以上;原装变桨电池组的供货周期会更长(2~3个月))，为确保不停机需提前储备大量备件，以备不时之需。而蓄电池的长期存放，也会有电池自放电，若不及时进行充电，电池组还没用就已经报废了。据了解，很多小规模风场在场内都不具备相关充电设备。
4.6 因电池热失控特性，夏季高温时节是电池开始出现损坏，因现有检测条件限制，导致电池组损坏大部分在冬季才被发现。冬季野外运维，因风雪、道路、等因素，运维团队劳动强度大、风险高。另外，冬季时多风季节，设备损坏导致的停机个风场带来的损失巨大;以25&C为基准，高温升高10&C，电池寿命就缩短一半，风场野外坏境，夏季的风机温度应该在35&C以上，大部分电池因温度及热失控等原因，是从夏季开始坏的，但因为现有风机检测方式(只检测总电压)，到冬季时，电池组已经是彻底损坏了，冬季的风场野外作业，对于运维团队来讲劳动强度太大。且冬季是风电的黄金季节，设备故障停机给风场效益一定带来影响。4.7现有变桨电池组结构不能更换单只失效电池，造成了大量的浪费与污染。电池组失效是从单只电池失效开始，且整组故障后，整组中6只电池存在着完全可以正常使用的电池，但由于现有变桨电池组的结构，无法简单更换单只电池，只能整组更换，这即增加了业主的维护费用投入、造成了大量的浪费，且电池回收会带来大量的污染。5.如何解决已经发现的问题5.1 电池组充电均衡Windtalker变桨蓄电池组在线数字均衡器系统内置数字电池充电均衡系统，对充电状态下的蓄电池进行充电均衡处理，使电池充电电压达到一致，从而延长电池的使用寿命。电池均衡系统采用数字化的方式，当系统检测到的电池组内各个电池充电电压出现差异，程序会对高电压电池进行单独的充电抑制，从而达到对欠压电池进行补充电的效果，反复进行，达到电池电压均衡的目的，有效的延长蓄电池的使用寿命。新变桨蓄电池组安装风机前，对变桨电池组进行充放电、进行电池充电均衡，避免因电池极化内阻差异电池充电不均匀，出现过充、欠充状况，电池异常损坏。蓄电池组安装在风机以后，利用蓄电池在线数字均衡器对蓄电池组进行在线充电均衡;在变桨电池使用生命周期内，利用数字在线均衡确保电池性能一致;
(图-2)如图-2所示，经过24小时在线均衡，电池个体性能在逐步改善，接受充电能力逐步提升，整组逐渐趋于均衡;(图-3)(如图-3所示：个体充电峰值在逐渐减小，电池个体间充电电压差逐渐缩小)5.2 在线监测电池使用状态：蓄电池实时在线监测模块内置的在线监测电路对蓄电池进行测量，电压的扫描为1s 一次，测试电路采用光继电器作为开关，速度快，寿命长。对于蓄电池放电过程进行存储和传送。对于变化不大的数据进行判断，选择定时发送更新(15分钟)。对电池的敏感数据进行判断传送，提供给电池平台做进一步分析。
WIFI 数据传送风电厂建设初期，进行了数据传输的建设，地下铺设了光纤，但没有预留多的接口，这样对设备的扩容和以后监测项目的增加形成了技术瓶颈，由于变桨系统的所有部件都安装在轮毂上，对于传输数据也造成了非常大的困难。系统利用wifi技术将数据无线传往远端的数据平台，解决了数据传输问题，也可将其他想要传输的数据通过一个平台接收，从而打破了数据传输的瓶颈。接入灵活，费用低。远程数据平台远程数据平台基于互联网络或局域网络建立，方便用户通过网络查询，减低维护成本。数据平台包含以下几个部分。1.数据库数据库是我们的技术核心，将记载电池寿命周期中的所有数据。高效的数据库结构可以处理超过百万只的电池数据。2.浏览器用户通过浏览器可以从任何地方浏览到数据，优秀的google地图的支持，用户可以轻松管理上千个风场。3.数据收发引擎数据的收发引擎处理数据库与设备之间的数据传送。4.数据的分析引擎根据我们15年来的电池管理经验开发的数据分析引擎，具有多种不同的算法来判断电池的失效，为用户提供有效的分析结果，提供报警与警告，用来及时的更换和处理有问题的电池。5.报告书平台可以生成报告，提供清晰的历史数据及表格及分析结果。6.权限管理平台有丰富的权限管理，适合不同用途的客户对平台的应用，可实现跨风场管理。
5.3 提高电池组散热能力、电池组单只电池可更换：改变现有电池组组成结构，增强通风、散热能力;原装或国产变桨电池组是采用铁架子，纸板做为底托，采用粘连方式固定电池，电池散热不好，电池不可以单独更换。全新设计的电池架，采用更轻的铝合金材料，减轻了整体重量，底部的铝合金电池固定结构使电池紧贴铝板，通过铝板进行有效的散热，通过底板的结构特性，确保整组各电池间一致的间隙，确保电池间通风，有效的解决蓄电池的散热问题，延长蓄电池的使用寿命。独特的结构使电池可以进行单独的更换，配合在线监测系统，当发现其中有某一只电池出现失效的情况下，可以对这只电池进行单独的更换。6.解决方案给风场业主带来的收益6.124小时在线监控电池状况、规避已知风险;业主可以依靠系统，通过网络、利用计算机、移动设备随时查看变桨电池组的使用状态，随时掌握每台风机、每组变桨电池里的每一只电池的任意微小变化，监控系统还可以提供电池的变化趋势分析图，对于故障进行预警及报警。完全转变了没有监控之前的被动局面。业主可以依据监控系统预警，进行电池补充采购计划，避免太早或太晚进行采购补充，合理减少库存、又能确保供应。业主可以依据监控数据、预警数据，在秋季等适合野外作业的季节对变桨电池组进行维护，避免冬季等极端天气的野外被动作业，提高效率，降低劳动强度。6.2 电池组数字在线均衡、消除个体差异，提升整组性能;电池组从安装开始，每次充电过程就是一个均衡过程，避免过充、欠充、热失控等电池失效，均衡装置在每次的均衡过程中均衡组内每一只电池的性能，是整组电池均衡、延长寿命和提高性能。6.3 有效延长整组电池使用寿命、为业主节约费用;在第一时间发现，单只电池失效，并及时更换，确保电池组其他电池不变拖垮、失效、损坏从而延长了电池组的使用寿命。节约电池采购，节省费用，促进环保。6.4 改善电池散热能力、提高使用电池组寿命，为业主节约费用6.5 电池组单只可更换、减少库存;减小劳动强度，节省费用、环保电池组单只可以更换，风场采购只要按型号要求采购电池就可以了，再也不必等供应商安排生产等问题， 标准电池几乎随时都可以采购到，没有必要大量采购电池组了，采购费用、库房空间都节省了。单只电池可更换，避免了原有方式的浪费和污染问题;更环保、更绿色;维护劳动强度降低，原有电池组，20KG左右，现在单只蓄电池2KG,更换难度和强度大大降低。
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鄂ICP备号-5华为mate系统升级后，腾讯手机管家私密空间里的图片不见了！怎么找回？_百度知道
华为mate系统升级后，腾讯手机管家私密空间里的图片不见了！怎么找回？
不见了！，只有“文件保险箱”进去后没有之前的图片我手动下了个腾讯手机管家的apk结果安装时提示“应用程序未安装”然后我把系统自带的“安全助手”卸掉了再装腾讯手机管家&nbsp！，我就手贱点了升级升级后版本号是MT1-T00V100R001CHNC00B905结果升级后我装的腾讯手机管家被卸了貌似被还原为华为系统自带的“安全助手”（应该是腾讯手机管家为华为开发的一个版本）华为系统自带的“安全助手”没有“私密空间”！不见了！，结果私密空间里的图片都不见了;最近华为mate提示有新系统
很抱歉。感谢您对腾讯手机管家的支持，恢复不了，您可以重新安装手机管家开启隐私空间使用原来关联的QQ号或图案密码即可恢复原隐私空间内容，如果没有提示就代表资料损坏了。如果管家提示有旧资料可以恢复就能恢复您好
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出门在外也不愁英国4岁儿童鼻中卡电池被医生误诊为饼干(图)
网页图原标题：英4岁儿童鼻中卡电池被医生误诊为饼干【环球网综合报道】据英国《每日电讯报》12月21日报道，英国4岁大的男童阿里夫·米娅鼻中卡有一块手表电池，而医生在11月11日首次诊断时，将其误诊为一块饼干。直到4周半后，阿里夫的鼻子和耳朵开始流出黑色液体，医生才采取措施将电池取出，而此时，小阿里夫的鼻中隔骨已经留下了一个洞。据悉，在阿里夫的哥哥阿克拉姆告知了他的父母，称自己把一块手表电池放进了弟弟的鼻孔中后，阿里夫的父母就立刻带其前往医院进行检查。当时医生诊断鼻子中有感染现象，于是就只开了些抗生素。直到上周，阿里夫出现了呼吸困难的症状，并且鼻子和耳朵中开始流出黑色液体，他的父母才又带他去医院复查。在4名医生诊断后，小阿里夫却被通知次日再去医院取出电池，因为当时医院里并没有在诊的耳鼻喉专家。阿里夫的母亲在接受采访时说道：“我们对此感到很生气，当时我们建议给孩子拍摄X光片，可是医生拒绝了，如果他们当时认真对待，就不会发生些事情了。他们在检查时看到了饼干一样颜色的痂，就诊断卡在鼻子中的是饼干。我认为是电池里流出来的酸性物质结的痂。”阿里夫的父母还指出，他们在首次寻诊时就已告知医生有一颗手表电池卡在了孩子鼻中。医院方面的发言人却否认该说法，他在采访中说道，阿里夫的父母11月11日带他到医院检查的时候并没有提及电池，只是说有不明物体卡在鼻孔中。他还表示，医院方面已经把电池取出并且确保鼻气管无异物阻塞，如果阿里夫的父母还有相关问题，随时可以咨询他们的医生。据了解，现在，阿里夫的鼻中隔骨已经留下一个无法挽救的伤口，并且可能会留下长期健康隐患。阿里夫的父母已经咨询相关律师，并且考虑用合法手段起诉该医院。(实习编译：廖健虹 审稿：朱盈库)
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