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浮充电压=开路电压+极化电压
=(电解液比重+0.85)+(0.10~0.18)V
=(1.30+0.85)+(0.10~0.18)V
=2.15V+0.10V
=2.25V
例如,美国圣帝公司的电池电解液比重为1.240g/cm3,所以它的浮充电压为2.19V。日本YUASA公司的浮充电压为2.23V。
固定型防酸隔爆蓄电池的浮充电流有两个作用:
1)补充蓄电池自放电的损失;
2)向日常性负载提供电流。
阀控式铅酸蓄电池的浮充电流有三个作用:
1)补充蓄电池自放电的损失;
2)向日常性负载提供电流;
3)浮充电流足以维持电池内氧循环。
端电压的偏差(静态偏差与动态偏差)
动态偏差在浮充运行初期较大。实际上,刚出厂的蓄电池可能是因为部分电池中处于电解液饱和状态而影响了氧复合反应的进行,从而使浮充电压过高,电解液饱和的电池会因不断的充电使水分解而"自动调整"至非饱和状态,6个月后端电压偏差逐渐减小。但偏差较大也不排除与有的制造商制造质量有关。
我国GB13337.1-Q1及德国DJN43539-84规定固定型电池静态偏差范围为电压平均值的+0.1~0.05V。
邮电部YD/T799-1996规定,静态时,最高电压与最低电压值偏差为20mV,动态时,最高电压值与最低电压值偏差不超过50mV。
电力部DL/T637-1997规定,静态时,最高电压与最低电压值偏差为30mV,动态时,最高电压值与最低电压值偏差不超过50mV。
在正常浮充电电压下,电流在0.02C以下时,气体100%复合,正极析出的氧扩散到负极表面。100%在负极还原,负极周围无盈余的氧气,负极析出的氢气是微量的。若提升浮充电压,或环境温度升高,使充入电流徒升,气体再化合效率随充电电流增大而变小,在0.05C时复合率为90%,当电流在0.1C时,气体再化合效率近似为零这时聚集在负极的氧气和负极表面析出的氢气很多,电池内压徒升,排气阀开启,造成蓄电池严重缺水。
电池充电时其内部气体复合本身就是放热反应,使电池温度升高,浮充电流增大,析气量增大,促使电池温度升得更高,电池本身是"贫液",装配紧密,内部散热困难,如不及时将热量排除,将造成热失控。浮充末期电压太高,电池周围环境温度升高,都会使电池热失控加剧。
温度每升高1℃,电池电压下降约3mV/单电池,致使浮充电流升高,使温度进一步升高。温度高于50℃会使电池槽变形。温度低于-40℃时,阀控式铅酸蓄电池还能正常工作,但蓄电池容量会减小。
阀控铅酸蓄电池由于结构问题对温度要求很高,这一点大家都注意到了,为此,在设计充电设备时都考虑了温度补偿措施,但温度采样点的选取至关重要,它直接关系着补偿的效果。温度采样点有三处,即蓄电池附近的空气温度、蓄电池外壳的表面温度及蓄电池内部电解液温度。第一处最容易,基本都采用此法,但这种方法很不准确,因为由于某种原因使蓄电池温度升高,但蓄电池温度的升高很难引起蓄电池附近的空气温度的升高,因此这种补偿措施基本无用;第三处最能反应蓄电池的实际情况,但较难实现;第二处最实际,也较容易实现,有企业根据第二处的采样设计温度补偿单元。
先说下铅酸蓄电池的工作情况。 放电时,一切正常,没啥好说的; 充电时,主要是在充电末期和过充电时,会有气体生成,主要是氧气和氢气。 早期的铅酸蓄电池是开口的,没问题,气体直接跑出来了,大不了带走点儿电...
先说下铅酸蓄电池的工作情况。放电时,一切正常,没啥好说的;充电时,主要是在充电末期和过充电时,会有气体生成,主要是氧气和氢气。早期的铅酸蓄电池是开口的,没问题,气体直接跑出来了,大不了带走点儿电解液,...
铅酸蓄电池,顾名思义,就是酸和铅发生化学反应产生电能的电池。 这种电池需要定期的补充点解液()来保持正常工作,随着使用时间延长,电解液会被消耗,如果不补充,电池就会亏电,最后完全不能蓄电。 铅酸电池寿...
阀控铅酸蓄电池分为三类,即大型、中性、小型。单体在200Ah及以上为大型,20~200Ah为中型,20Ah以下为小型。
电力系统在设计上一般均选用大型铅酸蓄电池,而UPS电源在设计上则选用中型铅酸蓄电池。
产品特性 | |
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1. 寿命长。 | 2. 自放电率极低。 |
3. 容量充足。 | 4. 使用温度范围宽。 |
5. 密封性能好。 | 6. 导电性好。 |
7. 充电接受能力强。 | 8. 安全可靠的防爆排气系统。 |
铅酸蓄电池的极板在制造过程中,对生极板进行充电化成,使正极板上的铅变成二氧化铅,负极板上的铅变成海绵状铅。但由于在制造厂对极板进行化成的时间有限,不可能将所有的物质均转化成活性物质,为此,国家标准规定新电池达到90%容量为合格,只有在今后的日常使用中,容量逐渐达到正常值,安装2年后要求达到100%。
我国、日本、德国工业用电池采用10小时率,美国的工业用电池标准为8小时率。我国电力、邮电标准规定,10小时率电池,1小时率时容量为0.55C10。日本工业标准规定2V,10小时率电池,1小时率时容量为0.65C10;6V、12V,10小时率电池,1小时率时容量为0.6C10。20小时率电池,10小时率时容量为0.93C20,1小时率时容量为0.56C20。电力系统一般在设计上均选用10小时率铅酸蓄电池,而UPS电源在设计上则选用20小时率铅酸蓄电池。
例如:某UPS的功率输出为50kVA,其
UPS效率0.90;
功率因数0.95。
计算与选择
1)将UPS的kVA数转换为kW数
50/(0.9×0.95)=58.48kW
2)决定所需电池个数n
n=330V/1.67V=198
3)确定电池电压不超过直流电压范围
198×2.27=449.46V369.19W的功率,设计寿命15年。
电力系统蓄电池的选择
例如:某220kV变电所220V直流负荷为
经常负荷16.0A;
事故照明18.2A;
通信电源9.1A;
远动电源4.5A;
电流统计47.8A;
1小时容量统计47.8Ah。
计算与选择
1)根据最高电压确定蓄电池个数n
n=1.05×额定电压/浮充电压
=1.05×220/2.25
=102.67取n=102个
2)蓄电池放电终止电压UZ
UZ≥0.85×额定电压/n
=0.85×220/102
=1.83V
3)蓄电池容量选择CC
CC=KK×CS/KCC
=可靠系数×放电容量/容量系数
=1.4×47.8/0.656
=102Ah
(容量系数可从表2查出)。
选择蓄电池的标称容量C10=200Ah。
注:可靠系数取1.4,其中已考虑低温对蓄电池的影响、电池的参数不一致的影响及当电池容量低80%时为寿命终止。
阀控铅酸蓄电池也有人称之为"免维护电池",由于使用方便,近几年来在电力及邮电通信部门得到广泛的应用,但由于不了解阀控式密封铅酸蓄电池的特性,往往几年就报废了,给企业造成极大的损失。
首先将"免维护电池"当作不用维护就错了,"免维护电池"只是制造商的广告用语。阀控式密封铅酸蓄电池在使用中应注意观察电池的温度情况,随时注意观察浮充电压,若充电设备没有补偿温度的功能,就应按温度每上升1℃,每单体电池浮充电压下降3mV进行修正。
由于观察不到阀控式密封铅酸蓄电池内部的情况,因此在使用中应定期对其进行放电试验,以检测蓄电池容量,避免因其容量下降而起不到备用电源的作用。需要注意的是蓄电池在放电时不要过放电,放电后必须在12h内补充电,否则将造成蓄电池的永久损坏。
注意选用阀控铅酸蓄电池的容量与电池的类型,同样两组100Ah220V日本汤浅电池,实际情况是:一组100Ah,36节电池,10小时率100Ah,1小时率时60Ah,15年寿命;另一组100Ah,18节电池,20小时率100Ah,1小时率时56Ah,3年寿命。可见在容量上有差别,在寿命上亦有差别,在价格上的差别竟是4~5倍。
通信机房阀控铅酸蓄电池充电保护器的设计
通过对影响蓄电池寿命因素的分析,得出实际应用中真正影响其寿命的可控因素,进而提出解决方法,并据此设计了一种通信用蓄电池充电保护器。
阀控铅酸蓄电池安全阀的贮备设计
依据对阀控式铅蓄电池安全阀的失效数理统计,应用可靠性工程技术理论,采用并联贮备数学模型通过计算结果表明:并联双阀的可靠度比单阀的提高了三个数量级,其提高幅度很大。换言之,双安全阀结构的电池因安全阀开阀失效的概率很小,这就减少了人们对阀控式铅蓄电池使用运行过程中壳体“鼓肚”,甚至爆炸的抱怨和忧虑。
蓄电池在线内阻检测仪是针对UPS电源系统和蓄电池系统使用的2V、6V、12V阀控铅酸蓄电池而开发的专用监测管理系统,广泛应用在电力、电厂、通讯、石化、金融、铁路和部队等重要的场所和部门。
蓄电池在线内阻检测仪系统概述蓄电池在线内阻检测仪是针对UPS电源系统和蓄电池系统使用的2V、6V、12V阀控铅酸蓄电池而开发的专用监测管理系统,广泛应用在电力、电厂、通讯、石化、金融、铁路和部队等重要的场所和部门。系统组成监测主机蓄电池在线内阻检测仪一台监测主机可以管理两组蓄电池,可以完成对不同只数蓄电池组的监测管理。采集电池组的电压、电流、环境温度。采集单电池电压和内阻。具有远程(集中)管理RS-485接口、RS-232接口、操作键盘、汉字(或数码、字符、因规格型号而异)显示面板、声光报警及报警接点输出。实时显示电池数据,存储数据,查询数据,智能分析数据,对异常的电池运行情况进行及时报警。数据传输,把采集到的数据通过RS-232借口上传到PC机中。PC机客户端监测软件直观显示电池实时数据,强大的后台数据库存储历史数据,可以方便地查询历史数据,智能分析数据,通过图表曲线方式直观显示各种数据,并自动生成数据报表。对异常的电池运行情况进行及时报警,并详细报告报警信息,报警结束后保存报警信息,给维护人员提供了电池维护的参考。操作人员按权限进行管理,与监测中心软件共同使用,通过网络实现远程集中监控。监测中心服务器端软件可以对所监测的所有的局站或机房的电池进行各种数据处理,所具有的数据处理功能与客户端类似,功能十分强大,对所有异常的电池运行情况进行及时报警,并详细报告报警信息,报警结束后保存报警信息,给维护人员提供了电池维护的参考。操作人员按权限进行管理,与客户端软件共同使用,通过网络实现远程集中监控,实现了在监测中心就可以监测到所管理的所有电池组,并且不受空间和时间的限制。辅助部件系统进行安装所需的附件,测试线和传感器等。系统特点独有技术实现在线检测蓄电池内阻,一台设备可同时监测120只蓄电池全电子式蓄电池自动寻检,高速可靠智能化数据处理,消除电池失效带来的隐患运行事件记录管理,供事后维护分析实时故障报警,及时发现电池运行故障分散监控、分级管理,节省投入,方便维护管理通信接口简单实用,操作简单方便报警阈值可任意设置蓄电池在线监测装置本身的工作具有有效的抗干扰性,运行稳定,同时在其工作过程中对所接设备不会产生干扰和不良影响。系统基本功能单电池电压、内阻监测电池组电压、充放电电流监测电池组工作环境温度监测在线估算容量电池组过充、过放、浮充电压高、浮充电压低和充放电电流过大告警单电池浮充电压高、浮充电压低和单电池过放告警环境温度过高、过低告警系统本身运行故障告警实时数据、实时告警事件存储实时数据、实时告警查询历史事件、历史数据查询放电曲线分析工作环境室内温度 -5℃~+55℃大气压力 80~106Kpa相对湿度 小于或等于98%海 拔 1000米监测数据显示图技术规格
ITB915蓄电池在线监测管理系统介绍:
ITB915蓄电池监测管理系统又叫“蓄电池在线监测管理系统”是针对UPS电源系统和蓄电池系统使用的2V、6V、12V阀控铅酸蓄电池而开发专用监测管理系统,广泛应用在电力、通讯、石化、金融和铁路等重要的场所和部门。
圣阳电源FCP铅炭电池,是一款面向储能市场应用的深循环、长寿命、高可靠性阀控铅酸蓄电池, 其技术源自日本古河,70%DOD循环寿命4200次以上。相比传统铅酸蓄电池技术,铅炭电池更适合部分荷电状态(PSOC)下使用,模块化系统设计,节省空间,便于安装维护,大幅降低度电成本,大规模商业化应用优势突出。
近日,圣阳海外加拿大客户用实际案例证实了FCP铅炭电池在线测试的的可靠性能, 测试地点设置在偏远无市电的地区,位于加拿大不列颠哥伦比亚省的利洛雷特湖(北纬50.26度),气候特点:冬季长时间光照不足,夏天,光照充足。
测试挑战:
在大于北纬50.2度区域,通常峰值日照时间大约在3小时,冬季峰值日照时间只有1小时,测试地点由于山脉和老树木严重阴影,冬季峰值日照时间进一步减少甚至几乎为零,因此,主要由备用发电机供电,而太阳能增加或补偿了其余时间的发电机燃料消耗;夏季能耗大部分由太阳能电池组件提供。
一年中大部分时间的每天光伏能源供应量一般都低于日均负荷需求,缺口部分由发电机补充,发电富裕部分给电池充电。客户也依照圣阳的电池维护说明,定期给电池提供手动触发“均充”或“恢复”电量。
系统配置:
太阳能电池阵列:15个120W多晶PV板=总峰值1800W。
太阳能充电控制器:Midnite Solar Classic 150,方便定制均衡电压。
发电机:丙烷动力Generac Eco-Gen 6kW,带有1500升丙烷罐。
电力负载:由4kW 24VDC至120VAC Xantrex SW4024控逆一体机为两个完全离网(无电力服务)偏远住宅供电。两个住宅在冬天都采用木材加热取暖,家用热水由丙烷燃料加热。
电力供应主要来自于发电机,光伏系统起到辅助供电作用。这套系统主要起到以下3个作用:
1. 避免了发电机夜晚噪音扰民;
2. 减少了发电机丙烷消耗量;
3. 当室内长时间没有人居住时收集光伏发电多余电能。
测试结果:
测试频次:1个月,2个月,75天,3个月,4个月,1年。
测试结果如下:
图:使用近1年时FCP电池测试结果
图:使用1年之后FCP-500满容量放电测试
1
1年后完全放电容量比3个月时的容量提高了6%,去除误差,实际容量增长仍然高于4-5%!
2
一年中单个电池电压的标准偏差没有增加,证实了串联内的任何单个电池没有明显的衰退。
3
铅炭电池每14天进行一次均充(或完全恢复)是足够的。从发电机燃料成本的角度来测试FCP电池,每个月均充一次也是可行的。
4
圣阳FCP-500电池放出的安时总数超过了50330安时,相当于100次完全的额定容量放电。优于国际能源机构“光伏电力系统实施协议”(IEA PVPS)执行和出版的实验室测试。
图:国际能源机构“光伏电力系统实施协议”(IEA PVPS)执行和出版的实验室测试
测试结论:
圣阳FCP-500铅炭电池储能系统深循环、长寿命,名副其实。客户对圣阳FCP-500电池系统在线运行的可用容量感到震惊。
其实,世界上的许多地区无法使用电力公用事业网络。尤其在偏远的人口密度低的农村地区,扩大配电网络的成本较高,所以,从经济性和环保考虑,部署偏远地区小型储能系统无疑是解决这个问题的最佳方案。