充電屏

采用模擬和數(shù)字控制技術(shù)及晶閘管變流技術(shù)、智能化管理、操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高、抗干擾能力強(qiáng)、無(wú)差調(diào)節(jié)。具有受控和自主運(yùn)行、限流保護(hù)、過(guò)流、短路保護(hù)、智能蓄電池管理、溫度補(bǔ)償、周期均充、軟啟動(dòng)、歷史記錄、故障告警、通訊監(jiān)視及系統(tǒng)監(jiān)控等功能?？赏瓿蓪?duì)蓄電池的自動(dòng)穩(wěn)流充電、自動(dòng)穩(wěn)壓限流方式的浮充電、均衡充電及手動(dòng)充電。

■交流輸入電壓：

380/220V±15%(415±10%)

50Hz±5%(60Hz±5%)

■直流輸出電壓：

165V、270V、330V(315V)、360V

■直流輸出電流：

15A、30A、50A、80A、100A、160A、200A、250A、300A、350A、400A

■穩(wěn)壓精度：≤±0.5%（負(fù)荷電流0～100%㏑變化）

■穩(wěn)流精度：≤±1%

■紋波系數(shù)：≤1%（帶電阻性負(fù)載時(shí)）

■電話衡重雜音：<2mv（郵電通訊電源屏用）

■噪音：≤55dB（距屏1m處）

■通訊方式：RS－232或RS－485串行口

用于發(fā)電廠、水電站、變電站、電氣化鐵路的直流操作電源系統(tǒng)。

通常我們采用2.35 V（對(duì)于2 V蓄電池）電壓給蓄電池均衡充電。

圖1展示電池放電后以0.1C10A電流進(jìn)行均衡充電的過(guò)程

（1）在充電前期，電池電流恒定不變，直流電源系統(tǒng)的保持電池限流在0.1C10A，而電池電壓不斷上升。初期時(shí)蓄電池電壓比較低，在限流的情況下，充電電壓也較低。隨著充電的進(jìn)行，蓄電池容量逐漸增加，為保持充電電流維持0.1C10A，充電電壓逐步提高，直到充電電流限流工作方式到充電電壓恒壓的工作方式。此時(shí)蓄電池電壓達(dá)到最大設(shè)定值（2.35V）。

（2）在充電中期，蓄電池端電壓達(dá)到穩(wěn)定值后，充電電流按指數(shù)規(guī)律衰減。

（3）充電至后期，蓄電池容量充滿，此時(shí)充電電流很小。一般認(rèn)為在恒壓充電情況下，充電后期充電電流連續(xù)3小時(shí)不變或者小于某個(gè)值，可以認(rèn)為電池已完全充足。均衡充電過(guò)程結(jié)束。

1.完全充電

按照IEC/T21規(guī)定，VRLA蓄電池在溫度(25±2)℃，以恒定電壓u充電16h，或在恒定電壓u充電，充至3h內(nèi)充電電流仍穩(wěn)定不變，這兩種條件均屬于VRLA蓄電池被完全充足電。恒定電壓U值一般由電池生產(chǎn)廠家規(guī)定，充電電壓和充電方法隨電池用途不同可以不同。完全充電又稱恢復(fù)充電。

圖2所示表示的是GFM500在放電深度為100%用0.1C₁₀A的電流，限壓2.35V(25℃)進(jìn)行充電的特性曲線。從圖2中可以看出，完全放電后的蓄電池，充電24h后，充入電量可達(dá)120%以上。

圖2所示為GFM500在放電深度100%后用0.1C₁₀A的電流，限壓2.23V(25℃)進(jìn)行充電的特性曲線。充電24h后，充入電量可達(dá)110%以上。

2.充電特性曲線定性分析

VRLA蓄電池100%放電后(見圖2，在充電過(guò)程中，電池電流在充電前期0～7.5h內(nèi)恒定不變，即保持電流為0.1C₁₀A。電池端電壓逐漸上升至均充電壓2.35v/R或浮充電壓2.23V/只，之后電壓恒定不變。在充電時(shí)間自7.5h～10h內(nèi)，充電電流迅速按指數(shù)規(guī)律衰減，在10h～20h內(nèi)衰減減慢，充電結(jié)束前幾小時(shí)起，電流不再改變。其各階段情況分析如圖2示。

(1)在電池充入電量至70%～80%之前，利用整流器的限流特性維持充電電流不變，此過(guò)程電池端電壓幾乎呈直線上升，其公式為。

式中，φ 和φ一是電池有充電電流的正極或負(fù)極極化電勢(shì)，其中包含平衡電極電勢(shì)E 或E_-，還包含電化學(xué)極化及濃差極化產(chǎn)生的過(guò)電位η 或η_-。恒流充電過(guò)程中，隨著電極表面活性物質(zhì)小孔內(nèi)電解液濃度增加而提升或變得更負(fù)。η 或η_-隨電流密度增大所產(chǎn)生的電化學(xué)極化與歐姆極化的加劇，其值向正或負(fù)方向增加。又受濃差極化的作用，有維持η 被提升和η_-繼續(xù)變負(fù)的趨勢(shì)。直到整流器從穩(wěn)流工作方式轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)壓工作方式，電池端電壓才被限制到設(shè)定值。

(2)當(dāng)電流的端電壓上升至穩(wěn)壓點(diǎn)附近時(shí)，由于充電歷程已到中后期，此時(shí)正極板上PbSO₄數(shù)量已不多，使交換電流密度隨反應(yīng)面積的變小而增大，所以電化學(xué)極化作用已經(jīng)變小，而電池內(nèi)阻也明顯減少。但是，充電的真實(shí)表面積已經(jīng)變小了，故引起了電極真實(shí)電流密度的增大。繼而使電極表面附近電解液濃度增高，導(dǎo)致濃差極化影響嚴(yán)重，造成電池內(nèi)電流迅速衰減。

(3)當(dāng)充電至后期，電池電流已明顯變小，所以濃差極化作用隨之減小。而電化學(xué)極化作用影響又增加，所以電池電流繼續(xù)衰減，只是衰減速度變慢。

(4)充電末期，充入電池的電流大部分用于維持電池內(nèi)氧循環(huán)，僅極小的電流用于維持活性物質(zhì)的恢復(fù)，因而電池電流穩(wěn)定不變。

以不同的充電電壓對(duì)VRLA蓄電池充電時(shí)，電壓如用2.23V/只時(shí)氣壓增長(zhǎng)較緩慢，充電后期的氣壓也較平穩(wěn)；如用2.40V/只以上時(shí)，水分解較多，電池內(nèi)產(chǎn)生較多氫氣，數(shù)量增多后導(dǎo)致氧循環(huán)失效，所以忌用高壓長(zhǎng)期充電。

3.均衡充電

VRLA蓄電池在使用過(guò)程中，有時(shí)會(huì)發(fā)生容量、端電壓不一致的情況，為防止其發(fā)展為故障電池，所以要定期履行均衡充電。除此之外，凡遇下列情況也需進(jìn)行均衡充電：一是單獨(dú)向通信負(fù)荷供電15min以上，二是電池深放電后容量不足。

均衡充電方法視具體情況而定。

(1)希望通過(guò)均衡充電來(lái)改善VRLA電池特性參數(shù)，這種情況可采用定期全充電方法。用戶在維護(hù)中用充電監(jiān)測(cè)器設(shè)定周期充電時(shí)間(如每三個(gè)月或半年)，當(dāng)VRLA蓄電池浮充運(yùn)行至設(shè)定時(shí)間時(shí)，整流器自動(dòng)提升電池端壓，待充電至數(shù)小時(shí)后又轉(zhuǎn)為浮充即可。通過(guò)提升電池端壓而提升充電電流，可使落后的VRLA電池容量被補(bǔ)足。

(2)希望通過(guò)均衡充電恢復(fù)VRLA蓄電池在放電之后的容量，常用的方法有兩種，一是按完全充電方法進(jìn)行，二是先浮充再升壓，即采用遞增電壓法。

充電所需的時(shí)間，由電池放電深度、限流值選擇的大小、充電期間的溫度以及充電設(shè)備的性能等因素決定。各種產(chǎn)品限流點(diǎn)設(shè)定值不盡相同，通常為(0.15～0.25)C₁₀A，但有的國(guó)家也采用0.1C₁₀A，也有的采用0.3C₁₀A。充電時(shí)問(wèn)不宜過(guò)長(zhǎng)，原因如前所述，VRLA蓄電池內(nèi)的氧再化合效率取浮充電壓值時(shí)為最高。而均衡充電電壓已屬高壓，當(dāng)電壓每提升100mV，浮充電流平均增加10倍。所以充電時(shí)間太長(zhǎng)，不僅使VRLA蓄電池內(nèi)盈余氣體增多，影響VRLA蓄電池內(nèi)部氧再化合效率，而且使板柵腐蝕速度增加，從而損壞電池。