理士蓄電池DJM12230

時間：2018-04-27

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)時也是長期運行狀態(tài)，其目的就是要保持蓄電池經常處于充分充滿狀態(tài)，但又不能過充電。閥控式密封蓄電池在正常運行狀態(tài)下，安全閥不應開啟，不應有酸霧逸出。

（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，需要定期進行均衡充電，故兩種電流不能并聯(lián)運行。

（3）閥控式密封蓄電池在運行中為了使電解液上下比較均勻地吸附在隔膜中，在安裝時應根據(jù)較板的幾何形狀放置，長較板的易臥放，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**細玻璃纖維做隔板，為縮短氧離子從正極板到負極板的距離，均采用緊裝配，所以密封蓄電池在運行過程中釋放出的熱量不宜散失，在安裝布放和運行時應充分考慮蓄電池的散熱問題。為使電池經常處于充滿狀態(tài)和延長電池的使用壽命，整流設備應根據(jù)溫度的變化實時調節(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打開閥門、灌注蒸餾水的問題。

（6）**過1000Ah的大容量電池一般是采用幾個單體電池并聯(lián)而組成的，有的是內并聯(lián)，有的是外并聯(lián)，從運行和維護的角度出發(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，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)電機組的啟動電池，其運行狀態(tài)和準備運行狀態(tài)應納入集中監(jiān)控管理，進行跟蹤監(jiān)控。

理士蓄電池中的正負極它們直接是對立得到,但有同時參加化學反應。放電時蓄電池與外電路的負荷接通,電子從負極板經過外電路的負荷流往正極板,使正極板的電位下降。

充電時,它是放電反應的逆過程。充電時蓄電池的正負兩較接通直流電源,當電源電壓**蓄電池的電動勢E時,電流由蓄電池的正極流入,從蓄電池的負極流出,也就是電子由正極板經外電路流往負極板。

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

這種表面負電荷減少的狀態(tài)促進金屬中電子離開電極,金屬離子Me＋轉入溶液,加速Me－e→Me＋反應進行?？傆幸粋€時刻,達到新的動態(tài)平衡。

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

蓄電池中正負極的電壓時如何產生的

電流之所以能夠在導線中流動,也是因為在電流中有著高電勢能和低電勢能之間的差別。這種差別叫電勢差,也叫電壓。換句話說，在電路中,任意兩點之間的電位差稱為這兩點的電壓。通常用字母U代表電壓,電壓的單位是伏特（V）,簡稱伏,用符號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。電壓是產生電流的原因。

蓄電池的電壓又稱電動勢,蓄電池內有正、負兩個電極,電動勢是兩個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—電動勢

Ф+0—正極標準電極電位,其值為1.690

Ф-0—負極標準電極電位,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

F—法拉*常數(shù),其值為96500

αH2SO4—硫酸的活度,與硫酸濃度有關

αH2O—水的活度,與硫酸濃度有關

從上式中可看出,鉛酸蓄電池的標準電動勢為1.690-（-0.0.356）=2.046V,因此蓄電池的標稱電壓為2V。鉛酸蓄電池的電動勢還與溫度及硫酸濃度有關。

蓄電池放電時,正極反應為:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O

負極反應:Pb+SO42--2e-=PbSO4

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

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

理士蓄電池因為開路狀態(tài)下就有直流電壓，并存儲一定的能量，正負級短路的電流理論上無窮大，足以讓較柱融化，安裝工具(如扳手)損壞，同時會打火發(fā)光，如短路回路中無易分斷點，短路現(xiàn)象不能及時消失，則電池連接線會因長時間過流而使保護層融化，電池的較板彎曲變形，直至燃燒，造成火災事故。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發(fā)生的電池燃燒的事故已經屢見不鮮了，想必大家對電池短路的后果的嚴重性都領教過吧。安裝電池雖很危險，但是只要保持頭腦清晰，安裝仔細，安裝電池也是件很容易的事。

下面，簡單介紹一下理士牌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，安裝時手機建議關掉，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題，這樣會分神，很容易出事；UPS蓄電池上架前要進行物理檢查，并測量開路電壓，以免返工;連接線的一端與電池相連時，另一端應進行絕緣保護或握在手心，防止搭到不該搭的地方，造成打火；連接線的一端已接好，另一端再連接時應輕輕點一下要連接的較柱，即使連錯了也只是在較柱上和連線上打一點火而已，不至于釀成大禍;或測量要連接的兩點的壓差，為零則可以連接；兩人同時連接時，對應的UPS蓄電池組應無連接或電位關系。因為兩人為同電位(或隨時變成同電位，如同時接觸電池架)，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之間電壓比較高，在向MCCB(電池開關)連接時，每根線都應先連到MCCB，再連到對應的電池端;或在電池組中留一斷點，完成MCCB與UPS蓄電池組的連接后再連接斷點;對于多組并聯(lián)的電池組，應每一組都留斷頭，并在MCCB端連接后分別用萬用表檢測極性再將斷頭連接。

1 蓄電池容量計算方法

由于每個生產廠,每一系列,每一批次的蓄電池都存在質量的差異,內在質量很難鑒別,因此在選購蓄電池時要參考長期的使用經驗,應優(yōu)選大廠**產品,相同容量(Ah)的蓄電池,優(yōu)選體積大,質量重,較板厚,電解液比重小的蓄電池。設計中對蓄電池容量的要求主要考慮系統(tǒng)在備用時間內的負荷及市電停電的維修時間;并兼顧多點同時發(fā)生停電的處理時間。

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

(1)蓄電池較大放電電流計算

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)的應用,cosφ=1);η為效率;E臨界為放電時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數(shù)。

(2)放電電流計算

由于在放電過程中,蓄電池的放電電流是變化的,蓄電池剛放電時的電流值明顯小于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),即蓄電池實際所需的放電電流為

I=0.75Imax

(3)蓄電池容量計算

計算出蓄電池實際的放電電流值后,再根據(jù)所要求的備用時間,按照蓄電池生產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,按下式計算出要求配置的蓄電池容量

實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溫度調整系數(shù)(北京地區(qū)選0,中南部地區(qū)選5)

(4)設計實例

一臺100kVA的UPS,其負載功率因數(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。

計算蓄電池的較大放電電流為

計算蓄電池的實際放電電流值

I=0.75Imax=0.75×293A=219.8A

根據(jù)備用時間為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,隨著電化學技術的發(fā)展,密封閥控鉛酸蓄電池占有電源市場的絕大多數(shù)份額。在小型UPS中多采用12V/40Ah組合密封閥控蓄電池,它的特點是維護簡單,不用補充水,同時體積較小,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,因為大中型UPS在設計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100A。如此大的放電電流對6V或12V的組合蓄電池來說是不可接受的,對在大中型UPS中應用的蓄電池應選用2V系列的蓄電池。

2 蓄電池組的連接方式

對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1/4總電流就可以工作了。但在實際應用中情況往往會復雜得多,以一組384V/100Ah的蓄電池為例,分析其放電過程。

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12V/100Ah蓄電池串聯(lián)成一組,再用四個這樣的蓄電池組并聯(lián)在一起工作,宏觀看象是384V/400Ah的一個大蓄電池組。

但在這個由32×4=128塊單體蓄電池構成的蓄電池系統(tǒng)中,要保證其特性處處一致,對工廠生產來說絕非易事。在每一單體12V的蓄電池中分為6個小格,每格是一個2V蓄電池。在128塊12V蓄電池中,共有6×128=768個單格。由于是密封結構的緣故,一般是無法得知每格的內部情況,又因各小格電壓會產生差異,較終縮短了蓄電池壽命。

另外在四個并聯(lián)蓄電池組中,如發(fā)生個別蓄電池斷路,將減少總維持時間;如發(fā)生個別蓄電池電壓低落,則會使整個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,但大電流工作時熔斷器的降壓及負面效應將會影響正常工作。

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

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

以上兩種方案的構成成本計算如下:

12V/100Ah蓄電池單體價格為850元,壽命三年;

2V/400Ah蓄電池單體價格為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

以上只是做了一個簡單對比,如果從包括維護及故障影響等諸因素綜合考慮,在大中型UPS上使用2V系列蓄電池組會較可靠、較經濟。

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

①將UPS的kVA數(shù)轉換為kW數(shù)

②決定所需蓄電池個數(shù)n(個)

③確定蓄電池電壓不**過直流電壓范圍

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%,因此應使用此時的容量作為初次選擇的條件,則

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

從表1找出型號UX220-2可承受387W>369.19W功率的蓄電池,設計壽命15年。

3 結束語

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配套設計中重要的環(huán)節(jié),依據(jù)蓄電池實際所需的放電電流計算蓄電池組容量,再根據(jù)所要求的備用時間按照蓄電池生產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、經濟的連接方式。

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