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閥控鉛酸蓄電池的極柵主要采用鉛鈣合金,以提高其正負(fù)極析氣(H2和O2)過電位,達(dá)到減少其充電過程中析氣量的目的。正極板在充電達(dá)到70%時(shí),氧氣就開始發(fā)生,而負(fù)極板達(dá)到90%時(shí)才開始發(fā)生氧氣。在生產(chǎn)工藝上,一般情況下正負(fù)極板的厚度之比=6:4,根據(jù)這一正、負(fù)極活性物質(zhì)量比的變化,當(dāng)負(fù)極上絨狀Pb達(dá)到90%時(shí),正極上的PbO2接近90%,再經(jīng)少許的充電,正、負(fù)極上的活性物質(zhì)分別氧化還原達(dá)95%,接近完全充電,這樣可使H2、O2氣體析出減少。采用超細(xì)玻璃纖維(或硅膠)來吸儲(chǔ)電解液,并同時(shí)為正極上析出的氧氣向負(fù)極擴(kuò)散提供通道。這樣,氧一旦擴(kuò)散到負(fù)極上,立即為負(fù)極吸收,從而抑制了負(fù)極上氧氣的產(chǎn)生,導(dǎo)致浮充電過程中產(chǎn)生的氣體90%以上被消除(少量氣體通過安全閥排放出去)。

浮充電壓=開路電壓+極化電壓

=(電解液比重+0.85)+(0.10~0.18)V

=(1.30+0.85)+(0.10~0.18)V

=2.15V+0.10V

=2.25V

例如,美國(guó)圣帝公司的電池電解液比重為1.240g/cm3,所以它的浮充電壓為2.19V。日本YUASA公司的浮充電壓為2.23V。

固定型防酸隔爆蓄電池的浮充電流有兩個(gè)作用:

1、補(bǔ)充蓄電池自放電的損失;

2、向日常性負(fù)載提供電流。

閥控式鉛酸蓄電池的浮充電流有三個(gè)作用:

1、補(bǔ)充蓄電池自放電的損失;

2、向日常性負(fù)載提供電流;

3、浮充電流足以維持電池內(nèi)氧循環(huán)。

端電壓的偏差(靜態(tài)偏差與動(dòng)態(tài)偏差)

動(dòng)態(tài)偏差在浮充運(yùn)行初期較大。實(shí)際上,剛出廠的蓄電池可能是因?yàn)椴糠蛛姵刂刑幱陔娊庖猴柡蜖顟B(tài)而影響了氧復(fù)合反應(yīng)的進(jìn)行,從而使浮充電壓過高,電解液飽和的電池會(huì)因不斷的充電使水分解而"自動(dòng)調(diào)整"至非飽和狀態(tài),6個(gè)月后端電壓偏差逐漸減小。但偏差較大也不排除與有的制造商制造質(zhì)量有關(guān)。

我國(guó)GB13337.1-Q1及德國(guó)DJN43539-84規(guī)定固定型電池靜態(tài)偏差范圍為電壓平均值的+0.1~0.05V。

郵電部YD/T799-1996規(guī)定,靜態(tài)時(shí),最高電壓與最低電壓值偏差為20mV,動(dòng)態(tài)時(shí),最高電壓值與最低電壓值偏差不超過50mV。

電力部DL/T637-1997規(guī)定,靜態(tài)時(shí),最高電壓與最低電壓值偏差為30mV,動(dòng)態(tài)時(shí),最高電壓值與最低電壓值偏差不超過50mV。

在正常浮充電電壓下,電流在0.02C以下時(shí),氣體100%復(fù)合,正極析出的氧擴(kuò)散到負(fù)極表面。100%在負(fù)極還原,負(fù)極周圍無盈余的氧氣,負(fù)極析出的氫氣是微量的。若提升浮充電壓,或環(huán)境溫度升高,使充入電流徒升,氣體再化合效率隨充電電流增大而變小,在0.05C時(shí)復(fù)合率為90%,當(dāng)電流在0.1C時(shí),氣體再化合效率近似為零這時(shí)聚集在負(fù)極的氧氣和負(fù)極表面析出的氫氣很多,電池內(nèi)壓徒升,排氣閥開啟,造成蓄電池嚴(yán)重缺水。

電池充電時(shí)其內(nèi)部氣體復(fù)合本身就是放熱反應(yīng),使電池溫度升高,浮充電流增大,析氣量增大,促使電池溫度升得更高,電池本身是"貧液",裝配緊密,內(nèi)部散熱困難,如不及時(shí)將熱量排除,將造成熱失控。浮充末期電壓太高,電池周圍環(huán)境溫度升高,都會(huì)使電池?zé)崾Э丶觿　?/P>

溫度每升高1℃,電池電壓下降約3mV/單電池,致使浮充電流升高,使溫度進(jìn)一步升高。溫度高于50℃會(huì)使電池槽變形。溫度低于-40℃時(shí),閥控式鉛酸蓄電池還能正常工作,但蓄電池容量會(huì)減小。

閥控鉛酸蓄電池由于結(jié)構(gòu)問題對(duì)溫度要求很高,這一點(diǎn)大家都注意到了,為此,在設(shè)計(jì)充電設(shè)備時(shí)都考慮了溫度補(bǔ)償措施,但溫度采樣點(diǎn)的選取至關(guān)重要,它直接關(guān)系著補(bǔ)償?shù)男Ч�。溫度采樣點(diǎn)有三處,即蓄電池附近的空氣溫度、蓄電池外殼的表面溫度及蓄電池內(nèi)部電解液溫度。第一處最容易,基本都采用此法,但這種方法很不準(zhǔn)確,因?yàn)橛捎谀撤N原因使蓄電池溫度升高,但蓄電池溫度的升高很難引起蓄電池附近的空氣溫度的升高,因此這種補(bǔ)償措施基本無用;第三處最能反應(yīng)蓄電池的實(shí)際情況,但較難實(shí)現(xiàn);第二處最實(shí)際,也較容易實(shí)現(xiàn),有企業(yè)根據(jù)第二處的采樣設(shè)計(jì)溫度補(bǔ)償單元。

閥控鉛酸蓄電池分為三類,即大型、中性、小型。單體在200Ah及以上為大型,20~200Ah為中型,20Ah以下為小型。

電力系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上一般均選用大型鉛酸蓄電池,而UPS電源在設(shè)計(jì)上則選用中型鉛酸蓄電池。

產(chǎn)品特性

1、壽命長(zhǎng)。

2、自放電率極低。

3、容量充足。

4、使用溫度范圍寬。

5、密封性能好。

6、導(dǎo)電性好。

7、充電接受能力強(qiáng)。

8、安全可靠的防爆排氣系統(tǒng)。

鉛酸蓄電池的極板在制造過程中,對(duì)生極板進(jìn)行充電化成,使正極板上的鉛變成二氧化鉛,負(fù)極板上的鉛變成海綿狀鉛。但由于在制造廠對(duì)極板進(jìn)行化成的時(shí)間有限,不可能將所有的物質(zhì)均轉(zhuǎn)化成活性物質(zhì),為此,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定新電池達(dá)到90%容量為合格,只有在今后的日常使用中,容量逐漸達(dá)到正常值,安裝2年后要求達(dá)到100%。

我國(guó)、日本、德國(guó)工業(yè)用電池采用10小時(shí)率,美國(guó)的工業(yè)用電池標(biāo)準(zhǔn)為8小時(shí)率。我國(guó)電力、郵電標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,10小時(shí)率電池,1小時(shí)率時(shí)容量為0.55C10。日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定2V,10小時(shí)率電池,1小時(shí)率時(shí)容量為0.65C10;6V、12V,10小時(shí)率電池,1小時(shí)率時(shí)容量為0.6C10。20小時(shí)率電池,10小時(shí)率時(shí)容量為0.93C20,1小時(shí)率時(shí)容量為0.56C20。電力系統(tǒng)一般在設(shè)計(jì)上均選用10小時(shí)率鉛酸蓄電池,而UPS電源在設(shè)計(jì)上則選用20小時(shí)率鉛酸蓄電池。

工業(yè)電池可分為兩類:一類為深循環(huán)使用的電池,另一類為浮充使用的"備用電源"電池。循環(huán)使用的電池以深循環(huán)次數(shù)來表示其使用壽命,以0.8C10深度充放電循環(huán)使用的電池,其壽命達(dá)到1200次以上;而浮充使用的電池,年限可達(dá)到10~12年,有的可達(dá)到15~20年。蓄電池只有80%容量時(shí)認(rèn)為壽命終止。

例如:某UPS的功率輸出為50kVA,其

UPS效率0.90;

功率因數(shù)0.95。

計(jì)算與選擇

1、將UPS的kVA數(shù)轉(zhuǎn)換為kW數(shù)

50/(0.9×0.95)=58.48kW

2、決定所需電池個(gè)數(shù)n

n=330V/1.67V=198

3、確定電池電壓不超過直流電壓范圍

198×2.27=449.46V369.19W的功率,設(shè)計(jì)壽命15年。

電力系統(tǒng)蓄電池的選擇

例如:某220kV變電所220V直流負(fù)荷為

經(jīng)常負(fù)荷16.0A;

事故照明18.2A;

通信電源9.1A;

遠(yuǎn)動(dòng)電源4.5A;

電流統(tǒng)計(jì)47.8A;

1小時(shí)容量統(tǒng)計(jì)47.8Ah。

計(jì)算與選擇

1、根據(jù)最高電壓確定蓄電池個(gè)數(shù)n

n=1.05×額定電壓/浮充電壓

=1.05×220/2.25

=102.67取n=102個(gè)

2、蓄電池放電終止電壓UZ

UZ≥0.85×額定電壓/n

=0.85×220/102

=1.83V

3、蓄電池容量選擇CC

CC=KK×CS/KCC

=可靠系數(shù)×放電容量/容量系數(shù)

=1.4×47.8/0.656

=102Ah

(容量系數(shù)可從表2查出)。

選擇蓄電池的標(biāo)稱容量C10=200Ah。

注:可靠系數(shù)取1.4,其中已考慮低溫對(duì)蓄電池的影響、電池的參數(shù)不一致的影響及當(dāng)電池容量低80%時(shí)為壽命終止。

閥控鉛酸蓄電池也有人稱之為"免維護(hù)電池",由于使用方便,近幾年來在電力及郵電通信部門得到廣泛的應(yīng)用,但由于不了解閥控式密封鉛酸蓄電池的特性,往往幾年就報(bào)廢了,給企業(yè)造成極大的損失。

首先將"免維護(hù)電池"當(dāng)作不用維護(hù)就錯(cuò)了,"免維護(hù)電池"只是制造商的廣告用語。閥控式密封鉛酸蓄電池在使用中應(yīng)注意觀察電池的溫度情況,隨時(shí)注意觀察浮充電壓,若充電設(shè)備沒有補(bǔ)償溫度的功能,就應(yīng)按溫度每上升1℃,每單體電池浮充電壓下降3mV進(jìn)行修正。

由于觀察不到閥控式密封鉛酸蓄電池內(nèi)部的情況,因此在使用中應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行放電試驗(yàn),以檢測(cè)蓄電池容量,避免因其容量下降而起不到備用電源的作用。需要注意的是蓄電池在放電時(shí)不要過放電,放電后必須在12h內(nèi)補(bǔ)充電,否則將造成蓄電池的永久損壞。

注意選用閥控鉛酸蓄電池的容量與電池的類型,同樣兩組100Ah220V日本湯淺電池,實(shí)際情況是:一組100Ah,36節(jié)電池,10小時(shí)率100Ah,1小時(shí)率時(shí)60Ah,15年壽命;另一組100Ah,18節(jié)電池,20小時(shí)率100Ah,1小時(shí)率時(shí)56Ah,3年壽命�？梢娫谌萘可嫌胁顒e,在壽命上亦有差別,在價(jià)格上的差別竟是4~5倍。