الدرس السابق :الأنضمة المساعدة في محطات التحويل الكهربائية Auxiliary System
وظيفة شاحن البطاريات battery charger في المحطات كما في الصورة هى:
1 - إمداد جميع المعدات و أجهزة الوقاية بالتيار المستمر اللازم لتشغيلها .
2 - شحن البطاريات .
وتغذي الشواحن لوحات توزيع ( DC Panel ) ، وكل لوحة تغذىي مجموعة من الأحمال ، بالإضافة إلى تغذية واحدة من مجموعات البطاريات . كما توجد بغرفة الشواحن على ال ( DC Panel ) عدادات لمتابعة حمل كل شاحن وقراءة جهد الخرج منه.
1.طرق شحن البطاريات
1- الشحن الطبيعي أثناء التشغيل : (Floating) ويكون تيار الشحن ضعيفا (حيث توصل البطارية طوال الوقت بالشاحن لكي يقوم بتعويض عملية التفريغ الداخلي التي تحدث داخل البطارية ).
2- الشحن السريع (Equalizing) يكون جهد الشحن أعلى من جهد البطارية أوعلى من جهد الشحن العادى لتنشيط البطارية أول مرة ، كما توضع عليه البطارية بعد كل عملية صيانة لمدة لا تقل عن ثمان ساعات فأكثر. وعموما لا يفضل الشحن السريع (high rate) لها إلا فى الاحتياج الشديد.
2.هل يؤثر سرعة الشحن على عمر البطارية؟
بعض الناس يظنون أن البطارية عبارة عن وعاء فارغ تصب فيه الإلكترونات كصب الماء ، ومن وجهة نظره أن الوعاء إذا سكبت الماء فيه بسرعة يملأ بسرعة وإذا سكبت فيه الماء ببطء يملأ ببطء، وهذا غير صحيح فى حالة البطارية ، فالبطارية القابلة للشحنة تحتوي على مركب كيميائي يحتاج للوقت ليتكون بصورة صحيحة ، ومن ثم فالسرعة والبطء كلاهما مرفوض ولذا فشركات البطاريات تحدد أنسب تيار للشحن حتى لا تفسد البطارية. (فى ذلك للكتالوج.)
3.عيوب وميزات البطارية الحامضية
أهم عيوب هذه البطاريات أنها:
- تحتاج لصيانة أكثر من البطاريات القلوية
- عمرها الافتراضى أقل
- حجمها كبير نسبيا وأثقل وزنا
- تتعرض لعملية الكبرتة sulphation (تكون أملاح الكبريتات عليها ويمكنها أن تسبب تلف البطارية)
- تصاعد الهيدروجين قد يؤدى إلى انفجار نتيجة اختلاطه بالأكسجين ولا يحدث ذلك إلا إذا زادت نسبة الهيدروجين عن 14 % فى الغرفة.
لكن لها مميزت عديدة أهمها:
- جهد العمود أو ال cell فيها عالى نسبيا ( 2 - 2.2 - 2.4 ) فولت وهذا يعتبر أعلى جهد يمكن أن نأخذه من البطاريات السائلة وبالتالى فإننا نحتاج إلى عدد قليل من الخلايا بالبطارية الواحدة.
- المقاومة الداخلية لها أقل
- يوجد بها ثبات للجهد أثناء التفريغ
- كفاءتها أعلى 60 فى المئة
- أرخص فى الثمن ويوجد تنوع كبير فى السعات الخاصة بها من 1 أمبير.ساعة إلى عدة آلاف من الامبير ساعة
- لها أداء ممتاز فى درجات الحرارة المرتفعة
- يمكن بسهولة معرفة حالة الشحن سواء مشحونة أو مفرغة من خلال قياس كثافة المحلول.
4.عيوب وميزات البطارية القلوية
يعيب هذه البطاريات:
- الجهد للعمود أو الـ cell قليل لا يتعدى 1.2 فولت
- المقاومة الداخلية للعمود أعلى من الحامضيه
- أغلى فى الثمن
- كثافة المحلول لا تعطى مؤشرا لحالة الشحن.
لكن أهم مميزاتها:
- الصيانة أقل
- عمرها الافتراضى أعلى
- حجمها أقل
- أكثر أمانا
5.الشروط الواجب توافرها في غرفة البطاريات بمحطات الكهرباء :
ينتج من عملية شحن البطاريات غازات متصاعدة بالغرفة أهمها وأخطرها الهيدروجين القابل للانفجار إذا زادت
نسبته فى الغرفة عن 14 % ، لذلك يجب أن تتوفر في الغرفة ما يلي :
- التهوية الجيدة بتركيب شفاط أو أكثر يطرد الهواء من داخل الغرفة للخارج
- توضع مفاتيح الإنارة خارج الغرفة ، إون وضعت بالداخل يجب أن تكون من النوع ضد الانفجار (أى أنها معزولة تماما لعزل الشرارة الحادثة من التوصيل بملامسات المفتاح عند إنارة المصابيح بالغرفة لأنه من الطبيعي أنك ستضيء المصابيح بالغرفة قبل الدخول وربما ما يزال بالداخل غازات).
- الأرضية تكون من السيراميك الحراري و المقاوم للأحماض
- يجب أن يتوفر بالحجرة حوض مياه و حنفية تعمل بالضغط سواء باليد أو بالقدم و يفضل أن تعمل بالقدم وذلك في حالة الإصابة للوجه أو اليدين بالحمض أو القلوي تذهب إلى الحوض فورا و تضغط بالقدم على الدواسة لتخرج المياه من الحنفية (غالبا تكون حنفيتين موجهتين لأعلى و بزاوية بحيث تغطى المياه الخارجة جانبي الوجه).
- الباب لا يكون خشبيا بل معدنيا و يجب أن يفتح للخارج و ذلك لسهولة الخروج بسرعة في حالة حدوث خطر.
6.صيانة البطاريات :
يتم فحص البطاريات بشكل دوري كل ستة أشهر للتأكد من تمام عملها وعمل الدوائر المصاحبة لها وتتم عملية
الصيانة بالخطوات التالية :
1- فحص واختبار السائل الإلكتروليتي للبطاريات شهريا وزيادة منسوب السائل عند انخفاضه بإضافة ماء
مقطر ويتم اختبار درجة الحامضية عن طريق ميزان الكثافة (الهيدروميتر) الذى يظهر في الصورة اسفله.
2- فحص ألواح البطاريات نصف سنويا لتجنب تراكم أملاح كبريتات الرصاص التي يصعب تحليلها ونزعها من الألواح.
3- اختبار سعة وجهد البطاريات عن طريق قياس معدل التفريغ لها ومقارنته بسعة البطارية.
4- شحن البطاريات بواسطة جهاز الشحن واستبدال البطاريات في حالة حدوث التملح الشديد.
7. أعطال البطارية وكيفية إصلاحها :
هناك العديد من الأعطال لكن أبرز هذه الأعطال :
1- تملح الألواح ، والسبب في ذلك هو التفريغ السريع أو تركها غير مشحونة بدون استخدام فترة طويلة . وتملح الألواح يعنى تكون طبقة صلبة من الكبريتات تمنع إتمام التفاعل الكيماوى .
وإذا كان التملح بسيطا فمن الممكن علاجه بشاحن البطارية بتيار ضعيف يصل إلى عشر تيار الشحن العادى ثم تفريغها أيضا بنفس المعدل أما حالات التملح الشديد فلا علاج لها.
2- حدوث دوائر قصر بين الألواح ، ويحدث ذلك نتيجة للاتصال الداخلى بين الألواح الموجبة والسالبة، وعلاج ذلك يكون بغسل البطارية ثم شحنها، فإذا بقى القصر كما هو وجب تغييرها.
3- تلف البطارية نتيجة الشحن الزائد للبطارية والذى يؤدى إلى :
ا - زيادة كبيرة في كمية الماء المستهلكة في البطارية لأن الشحن الزائد يؤدى إلى زيادة درجة حرارة السائل وبالتالى إلى سرعة تبخره .
ب - زيادة التأكسد في الألواح الموجبة مما يؤدى إلى تمدد هذه الألواح .
ج - تملح الأطراف العلوية لألواح البطارية