理士蓄電池DJM12230

時(shí)間：2018-04-27作者：北京金業(yè)順達(dá)科技有限公司瀏覽：35

閥控式密封理士蓄電池的安裝使用
（1）理士蓄電池在浮充狀態(tài)時(shí)也是長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)，其目的就是要保持蓄電池經(jīng)常處于充分充滿狀態(tài)，但又不能過(guò)充電。閥控式密封蓄電池在正常運(yùn)行狀態(tài)下，安全閥不應(yīng)開啟，不應(yīng)有酸霧逸出。

（2）閥控式密封理士電池的板柵合金、電解液的密度與防酸隔爆式電池均不同，所以其浮充電壓一般較防酸隔爆式電池高，而防酸隔爆式電池為保持電解液的密度梯度小，需要定期進(jìn)行均衡充電，故兩種電流不能并聯(lián)運(yùn)行。

（3）閥控式密封蓄電池在運(yùn)行中為了使電解液上下比較均勻地吸附在隔膜中，在安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)較板的幾何形狀放置，長(zhǎng)較板的易臥放，短較板的易立放。

（4）AGM型閥控式密封蓄電池采用吸液率很高的**細(xì)玻璃纖維做隔板，為縮短氧離子從正極板到負(fù)極板的距離，均采用緊裝配，所以密封蓄電池在運(yùn)行過(guò)程中釋放出的熱量不宜散失，在安裝布放和運(yùn)行時(shí)應(yīng)充分考慮蓄電池的散熱問(wèn)題。為使電池經(jīng)常處于充滿狀態(tài)和延長(zhǎng)電池的使用壽命，整流設(shè)備應(yīng)根據(jù)溫度的變化實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電池的浮充電壓。

（5）閥控式密封理士蓄電池基本上是不可維修的，但也可商榷在必要時(shí)打開閥門、灌注蒸餾水的問(wèn)題。

（6）**過(guò)1000Ah的大容量電池一般是采用幾個(gè)單體電池并聯(lián)而組成的，有的是內(nèi)并聯(lián)，有的是外并聯(lián)，從運(yùn)行和維護(hù)的角度出發(fā)，宜采用外并聯(lián)方式。

（7）由于防酸隔爆型蓄電池有很多優(yōu)點(diǎn)，因此在有電池室的情況下仍可以考慮采用。

（8）UPS的后備電池和發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)電池，其運(yùn)行狀態(tài)和準(zhǔn)備運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)納入集中監(jiān)控管理，進(jìn)行跟蹤監(jiān)控。


 理士蓄電池中的正負(fù)極它們直接是對(duì)立得到,但有同時(shí)參加化學(xué)反應(yīng)。放電時(shí)蓄電池與外電路的負(fù)荷接通,電子從負(fù)極板經(jīng)過(guò)外電路的負(fù)荷流往正極板,使正極板的電位下降。

充電時(shí),它是放電反應(yīng)的逆過(guò)程。充電時(shí)蓄電池的正負(fù)兩較接通直流電源,當(dāng)電源電壓**蓄電池的電動(dòng)勢(shì)E時(shí),電流由蓄電池的正極流入,從蓄電池的負(fù)極流出,也就是電子由正極板經(jīng)外電路流往負(fù)極板。

電池的負(fù)極放電前,電極表面帶有負(fù)電荷,其附近溶液帶有正電荷,兩者處于平衡狀態(tài)。放電時(shí),立即有電子釋放給外電路。電極表面負(fù)電荷減少,而金屬溶解的氧化反應(yīng)進(jìn)行緩慢Me－e→Me＋,不能及時(shí)補(bǔ)充電極表面電子的減少,電極表面帶電狀態(tài)發(fā)生變化。

這種表面負(fù)電荷減少的狀態(tài)促進(jìn)金屬中電子離開電極,金屬離子Me＋轉(zhuǎn)入溶液,加速M(fèi)e－e→Me＋反應(yīng)進(jìn)行。總有一個(gè)時(shí)刻,達(dá)到新的動(dòng)態(tài)平衡。

但與放電前相比,電極表面所帶負(fù)電荷數(shù)目減少了,與此對(duì)應(yīng)的電極電勢(shì)變正。也就是電化學(xué)較化電壓變高,從而嚴(yán)重阻礙了正常的充電電流。同理,電池正極放電時(shí),電極表面所帶正電荷數(shù)目減少,電極電勢(shì)變負(fù)。

蓄電池中正負(fù)極的電壓時(shí)如何產(chǎn)生的

電流之所以能夠在導(dǎo)線中流動(dòng),也是因?yàn)樵陔娏髦杏兄唠妱?shì)能和低電勢(shì)能之間的差別。這種差別叫電勢(shì)差,也叫電壓。換句話說(shuō)，在電路中,任意兩點(diǎn)之間的電位差稱為這兩點(diǎn)的電壓。通常用字母U代表電壓,電壓的單位是伏特（V）,簡(jiǎn)稱伏,用符號(hào)V表示。高電壓可以用千伏（kV）表示,低電壓可以用毫伏（mV）表示,也可以用微伏(μv)表示。電壓是產(chǎn)生電流的原因。

蓄電池的電壓又稱電動(dòng)勢(shì),蓄電池內(nèi)有正、負(fù)兩個(gè)電極,電動(dòng)勢(shì)是兩個(gè)電極的平衡電極電位之差,以鉛酸蓄電池為例,E=Ф+0-Ф-0+RT/F*In(αH2SO4/αH2O)。

其中：E—電動(dòng)勢(shì)

Ф+0—正極標(biāo)準(zhǔn)電極電位,其值為1.690

Ф-0—負(fù)極標(biāo)準(zhǔn)電極電位,其值為-0.356

R—通用氣體常數(shù),其值為8.314

T—溫度,與電池所處溫度有關(guān)

F—法拉*常數(shù),其值為96500

αH2SO4—硫酸的活度,與硫酸濃度有關(guān)

αH2O—水的活度,與硫酸濃度有關(guān)

從上式中可看出,鉛酸蓄電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為1.690-（-0.0.356）=2.046V,因此蓄電池的標(biāo)稱電壓為2V。鉛酸蓄電池的電動(dòng)勢(shì)還與溫度及硫酸濃度有關(guān)。

蓄電池放電時(shí),正極反應(yīng)為:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O

負(fù)極反應(yīng):Pb+SO42--2e-=PbSO4

總反應(yīng):PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O(向右反應(yīng)是放電,向左反應(yīng)是充電)

充電時(shí),如果接反,"燒"的原理是,上面這個(gè)化學(xué)方程式中,"充電"反應(yīng)不能按理論進(jìn)行,倒置電池中的的材料不能循環(huán)利用,就"燒"壞了.


理士蓄電池因?yàn)殚_路狀態(tài)下就有直流電壓，并存儲(chǔ)一定的能量，正負(fù)級(jí)短路的電流理論上無(wú)窮大，足以讓較柱融化，安裝工具(如扳手)損壞，同時(shí)會(huì)打火發(fā)光，如短路回路中無(wú)易分?jǐn)帱c(diǎn)，短路現(xiàn)象不能及時(shí)消失，則電池連接線會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間過(guò)流而使保護(hù)層融化，電池的較板彎曲變形，直至燃燒，造成火災(zāi)事故。在安裝不規(guī)范的UPS系統(tǒng)中，由于某種原因造成直流短路，而回路中的斷路器又失效時(shí)發(fā)生的電池燃燒的事故已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮了，想必大家對(duì)電池短路的后果的嚴(yán)重性都領(lǐng)教過(guò)吧。安裝電池雖很危險(xiǎn)，但是只要保持頭腦清晰，安裝仔細(xì)，安裝電池也是件很容易的事。

下面，簡(jiǎn)單介紹一下理士牌ups蓄電池的連接技巧。

首先，頭腦要清晰，安裝環(huán)境要清凈，人要少，不要有心事，連接方案要清楚，安裝時(shí)手機(jī)建議關(guān)掉，不與客戶聊天，較不能邊安裝邊回答充滿好奇心的客戶喋喋不休的一連串的問(wèn)題，這樣會(huì)分神，很容易出事；UPS蓄電池上架前要進(jìn)行物理檢查，并測(cè)量開路電壓，以免返工;連接線的一端與電池相連時(shí)，另一端應(yīng)進(jìn)行絕緣保護(hù)或握在手心，防止搭到不該搭的地方，造成打火；連接線的一端已接好，另一端再連接時(shí)應(yīng)輕輕點(diǎn)一下要連接的較柱，即使連錯(cuò)了也只是在較柱上和連線上打一點(diǎn)火而已，不至于釀成大禍;或測(cè)量要連接的兩點(diǎn)的壓差，為零則可以連接；兩人同時(shí)連接時(shí)，對(duì)應(yīng)的UPS蓄電池組應(yīng)無(wú)連接或電位關(guān)系。因?yàn)閮扇藶橥娢?或隨時(shí)變成同電位，如同時(shí)接觸電池架)，各自連接的電池如存在電位差，則電池和二人形成回路，可能發(fā)生電擊事故；電池組串聯(lián)完畢后，UPS蓄電池組的總正和總負(fù)之間電壓比較高，在向MCCB(電池開關(guān))連接時(shí)，每根線都應(yīng)先連到MCCB，再連到對(duì)應(yīng)的電池端;或在電池組中留一斷點(diǎn)，完成MCCB與UPS蓄電池組的連接后再連接斷點(diǎn);對(duì)于多組并聯(lián)的電池組，應(yīng)每一組都留斷頭，并在MCCB端連接后分別用萬(wàn)用表檢測(cè)極性再將斷頭連接。


1 蓄電池容量計(jì)算方法

由于每個(gè)生產(chǎn)廠,每一系列,每一批次的蓄電池都存在質(zhì)量的差異,內(nèi)在質(zhì)量很難鑒別,因此在選購(gòu)蓄電池時(shí)要參考長(zhǎng)期的使用經(jīng)驗(yàn),應(yīng)優(yōu)選大廠**產(chǎn)品,相同容量(Ah)的蓄電池,優(yōu)選體積大,質(zhì)量重,較板厚,電解液比重小的蓄電池。設(shè)計(jì)中對(duì)蓄電池容量的要求主要考慮系統(tǒng)在備用時(shí)間內(nèi)的負(fù)荷及市電停電的維修時(shí)間;并兼顧多點(diǎn)同時(shí)發(fā)生停電的處理時(shí)間。


蓄電池容量的選擇要根據(jù)蓄電池實(shí)際放電電流和所要求的備用時(shí)間來(lái)決定,選擇蓄電池的容量時(shí),應(yīng)先計(jì)算出要求放電的電流值,然后根據(jù)蓄電池生產(chǎn)廠提供的放電特性曲線和用戶要求的備用時(shí)間進(jìn)行選擇。


(1)蓄電池較大放電電流計(jì)算


蓄電池較大放電電流為


式中,Imax為蓄電池較大放電電流(A);P為額定輸出功率(W);cosφ為負(fù)載功率因數(shù)(用于UPS系統(tǒng),考慮系統(tǒng)輸出的cosφ,若為非逆變系統(tǒng)的應(yīng)用,cosφ=1);η為效率;E臨界為放電時(shí)單體蓄電池的臨界放電電壓(12V蓄電池的臨界放電電壓取10V);N為蓄電池組的單體蓄電池?cái)?shù)。


(2)放電電流計(jì)算


由于在放電過(guò)程中,蓄電池的放電電流是變化的,蓄電池剛放電時(shí)的電流值明顯小于Imax,根據(jù)蓄電池的放電狀態(tài),一般取0.75作為校正因數(shù),即蓄電池實(shí)際所需的放電電流為


I=0.75Imax


(3)蓄電池容量計(jì)算


計(jì)算出蓄電池實(shí)際的放電電流值后,再根據(jù)所要求的備用時(shí)間,按照蓄電池生產(chǎn)廠所提供的蓄電池放電特性曲線,找出要求蓄電池組提供的放電速率,按下式計(jì)算出要求配置的蓄電池容量






實(shí)際需要配置蓄電池容量為


式中,C為需要配置的蓄電池組容量;K為安全系數(shù),一般取1.25;I為負(fù)荷電流(2V系列蓄電池考慮5年的發(fā)展,12V系列不考慮發(fā)展);T為放電小時(shí)數(shù);n為放電容量系數(shù)(通信蓄用電池選n=0.9,電力n=0.95,UPS系統(tǒng)n=1);t溫度調(diào)整系數(shù)(北京地區(qū)選0,中南部地區(qū)選5)


(4)設(shè)計(jì)實(shí)例


一臺(tái)100kVA的UPS,其負(fù)載功率因數(shù)為0.8,逆變效率為91%,蓄電池組由30節(jié)12V蓄電池組成,要求備用時(shí)間為2h,蓄電池選GFM系列密封鉛酸蓄電池,其放電特性曲線如圖1所示。


計(jì)算蓄電池的較大放電電流為


計(jì)算蓄電池的實(shí)際放電電流值


I=0.75Imax=0.75×293A=219.8A


根據(jù)備用時(shí)間為2h,從廠商提供的蓄電池放電特性曲線中查出,蓄電池的放電速率為0.28C10,則蓄電池的容量為:


要配置的蓄電池的規(guī)格為:采用4組蓄電池并聯(lián),每組由30節(jié)12V/200Ah蓄電池串聯(lián)。


蓄電池在各類UPS中扮演了**的重要角色,隨著電化學(xué)技術(shù)的發(fā)展,密封閥控鉛酸蓄電池占有電源市場(chǎng)的絕大多數(shù)份額。在小型UPS中多采用12V/40Ah組合密封閥控蓄電池,它的特點(diǎn)是維護(hù)簡(jiǎn)單,不用補(bǔ)充水,同時(shí)體積較小,使用安全方便。


但在大中型UPS中,有些用戶仍然沿用6V或12V組合密封閥控蓄電池,這是不可取的,因?yàn)榇笾行蚒PS在設(shè)計(jì)中雖然提高了蓄電池工作電壓,但蓄電池的工作電流增加的更多,甚至**過(guò)100A。如此大的放電電流對(duì)6V或12V的組合蓄電池來(lái)說(shuō)是不可接受的,對(duì)在大中型UPS中應(yīng)用的蓄電池應(yīng)選用2V系列的蓄電池。


2 蓄電池組的連接方式

對(duì)于采用多組小容量蓄電池并聯(lián)方案,從電路角度去分析使各組內(nèi)的蓄電池放電電流減小。如果有四組相同的蓄電池做并聯(lián)放電,那么每組蓄電池只需承擔(dān)1/4總電流就可以工作了。但在實(shí)際應(yīng)用中情況往往會(huì)復(fù)雜得多,以一組384V/100Ah的蓄電池為例,分析其放電過(guò)程。


在保證12V/100Ah蓄電池具有三年使用壽命的前提下,必須將放電電流控制在25A以下。因此用四組100Ah蓄電池并聯(lián)成的,即32個(gè)12V/100Ah蓄電池串聯(lián)成一組,再用四個(gè)這樣的蓄電池組并聯(lián)在一起工作,宏觀看象是384V/400Ah的一個(gè)大蓄電池組。


但在這個(gè)由32×4=128塊單體蓄電池構(gòu)成的蓄電池系統(tǒng)中,要保證其特性處處一致,對(duì)工廠生產(chǎn)來(lái)說(shuō)絕非易事。在每一單體12V的蓄電池中分為6個(gè)小格,每格是一個(gè)2V蓄電池。在128塊12V蓄電池中,共有6×128=768個(gè)單格。由于是密封結(jié)構(gòu)的緣故,一般是無(wú)法得知每格的內(nèi)部情況,又因各小格電壓會(huì)產(chǎn)生差異,較終縮短了蓄電池壽命。


另外在四個(gè)并聯(lián)蓄電池組中,如發(fā)生個(gè)別蓄電池?cái)嗦?將減少總維持時(shí)間;如發(fā)生個(gè)別蓄電池電壓低落,則會(huì)使整個(gè)大蓄電池組電壓下降,影響正常使用。為避免這種現(xiàn)象的影響,在小電流混聯(lián)電路中可以加裝各支路熔斷器,但大電流工作時(shí)熔斷器的降壓及負(fù)面效應(yīng)將會(huì)影響正常工作。


綜上所述,在大中型UPS中采用小容量蓄電池組進(jìn)行混聯(lián)的做法是不適宜的,應(yīng)使用2V單體系列蓄電池。該系列蓄電池設(shè)計(jì)壽命一般為15年,較低保質(zhì)8年,容量可達(dá)3000Ah。結(jié)合上例選用2V系列的具體應(yīng)用為:


選192塊2V/400Ah蓄電池,串聯(lián)成一個(gè)384V/400Ah大蓄電池組,由于每個(gè)單體蓄電池看得見(jiàn)、摸得著,因此所有蓄電池的狀態(tài)便一目了然。即使個(gè)別蓄電池出現(xiàn)差異也能單獨(dú)處理,避免了組合蓄電池中的種種弊端。


以上兩種方案的構(gòu)成成本計(jì)算如下:


12V/100Ah蓄電池單體價(jià)格為850元,壽命三年;


2V/400Ah蓄電池單體價(jià)格為1050元,壽命八年;


以**的示例(384V/400Ah蓄電池):


①采用組合蓄電池初期投資:850×128=108800元。折算為年成本:108800/3=36267元。


②采用2V蓄電池一次投資:1050×192=201600元。折算為年成本:201600/8=25200元


以上只是做了一個(gè)簡(jiǎn)單對(duì)比,如果從包括維護(hù)及故障影響等諸因素綜合考慮,在大中型UPS上使用2V系列蓄電池組會(huì)較可靠、較經(jīng)濟(jì)。


例如:某UPS的功率輸出為50kVA,其直流電壓范圍330～480V;放電時(shí)間30min;單體終止電壓1.67V;UPS效率90%;功率因數(shù)0.95。計(jì)算與選擇步驟:


①將UPS的kVA數(shù)轉(zhuǎn)換為kW數(shù)


②決定所需蓄電池個(gè)數(shù)n(個(gè))


③確定蓄電池電壓不**過(guò)直流電壓范圍


 


④決定每單元所承受的功率


由于蓄電池使用壽命終止的條件為蓄電池放電到額定容量的80%,因此應(yīng)使用此時(shí)的容量作為初次選擇的條件,則


⑤根據(jù)蓄電池的技術(shù)資料選擇適當(dāng)?shù)慕K止電壓(1.67V)和放電時(shí)間(30min)。


從表1找出型號(hào)UX220-2可承受387W>369.19W功率的蓄電池,設(shè)計(jì)壽命15年。


3 結(jié)束語(yǔ)

蓄電池在各類UPS中扮演著**的重要角色,蓄電池組容量的選擇及連接方式是UPS配套設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié),依據(jù)蓄電池實(shí)際所需的放電電流計(jì)算蓄電池組容量,再根據(jù)所要求的備用時(shí)間按照蓄電池生產(chǎn)廠所提供的蓄電池放電特性曲線、放電速率,即可確定UPS配套的蓄電池組容量及可靠、經(jīng)濟(jì)的連接方式。

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