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作用:
1)補充蓄電池自放電的損失;
2)向日常性負載提供電流。
閥控式鉛酸蓄電池的浮充電流有三個作用:
1)補充蓄電池自放電的損失;
2)向日常性負載提供電流;
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)偏差與動態(tài)偏差)
動態(tài)偏差在浮充運行初期較大。實際上,剛出廠的蓄電池可能是因為部分電池中處于電解液飽和狀態(tài)而影響了氧復合反應的進行,從而使浮充電壓過高,電解液飽和的電池會因不斷的充電使水分解而"自動調(diào)整"至非飽和狀態(tài),6個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。
我國GB13337.1-Q1及德國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,最高電壓與最低電壓值偏差為20mV,動態(tài)時,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,最高電壓與最低電壓值偏差為30mV,動態(tài)時,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,氣體100%復合,正極析出的氧擴散到負極表面。100%在負極還原,負極周圍無盈余的氧氣,負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時復合率為90%,當電流在0.1C時,氣體再化合效率近似為零這時聚集在負極的氧氣和負極表面析出的氫氣很多,電池內(nèi)壓徒升,排氣閥開啟,造成蓄電池嚴重缺水。
電池充電時其內(nèi)部氣體復合本身就是放熱反應,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,都會使電池熱失控加劇。
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,使溫度進一步升高。溫度高于50℃會使電池槽變形。溫度低于-40℃時,閥控式鉛酸蓄電池還能正常工作,但蓄電池容量會減小。
閥控鉛酸蓄電池由于結構問題對溫度要求很高,這一點大家都注意到了,為此,在設計充電設備時都考慮了溫度補償措施,但溫度采樣點的選取至關重要,它直接關系著補償?shù)男Ч?。溫度采樣點有三處,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,但這種方法很不準確,因為由于某種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,因此這種補償措施基本無用;第三處最能反應蓄電池的實際情況,但較難實現(xiàn);第二處最實際,也較容易實現(xiàn),有企業(yè)根據(jù)第二處的采樣設計溫度補償單元。
先說下鉛酸蓄電池的工作情況。 放電時,一切正常,沒啥好說的; 充電時,主要是在充電末期和過充電時,會有氣體生成,主要是氧氣和氫氣。 早期的鉛酸蓄電池是開口的,沒問題,氣體直接跑出來了,大不了帶走點兒電...
先說下鉛酸蓄電池的工作情況。放電時,一切正常,沒啥好說的;充電時,主要是在充電末期和過充電時,會有氣體生成,主要是氧氣和氫氣。早期的鉛酸蓄電池是開口的,沒問題,氣體直接跑出來了,大不了帶走點兒電解液,...
鉛酸蓄電池,顧名思義,就是酸和鉛發(fā)生化學反應產(chǎn)生電能的電池。 這種電池需要定期的補充點解液()來保持正常工作,隨著使用時間延長,電解液會被消耗,如果不補充,電池就會虧電,最后完全不能蓄電。 鉛酸電池壽...
閥控鉛酸蓄電池種類
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)在設計上一般均選用大型鉛酸蓄電池,而UPS電源在設計上則選用中型鉛酸蓄電池。
產(chǎn)品特性 | |
---|---|
1. 壽命長。 | 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. 導電性好。 |
7. 充電接受能力強。 | 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,對生極板進行充電化成,使正極板上的鉛變成二氧化鉛,負極板上的鉛變成海綿狀鉛。但由于在制造廠對極板進行化成的時間有限,不可能將所有的物質(zhì)均轉(zhuǎn)化成活性物質(zhì),為此,國家標準規(guī)定新電池達到90%容量為合格,只有在今后的日常使用中,容量逐漸達到正常值,安裝2年后要求達到100%。
我國、日本、德國工業(yè)用電池采用10小時率,美國的工業(yè)用電池標準為8小時率。我國電力、郵電標準規(guī)定,10小時率電池,1小時率時容量為0.55C10。日本工業(yè)標準規(guī)定2V,10小時率電池,1小時率時容量為0.65C10;6V、12V,10小時率電池,1小時率時容量為0.6C10。20小時率電池,10小時率時容量為0.93C20,1小時率時容量為0.56C20。電力系統(tǒng)一般在設計上均選用10小時率鉛酸蓄電池,而UPS電源在設計上則選用20小時率鉛酸蓄電池。
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,設計壽命15年。
電力系統(tǒng)蓄電池的選擇
例如:某220kV變電所220V直流負荷為
經(jīng)常負荷16.0A;
事故照明18.2A;
通信電源9.1A;
遠動電源4.5A;
電流統(tǒng)計47.8A;
1小時容量統(tǒng)計47.8Ah。
計算與選擇
1)根據(jù)最高電壓確定蓄電池個數(shù)n
n=1.05×額定電壓/浮充電壓
=1.05×220/2.25
=102.67取n=102個
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)。
選擇蓄電池的標稱容量C10=200Ah。
注:可靠系數(shù)取1.4,其中已考慮低溫對蓄電池的影響、電池的參數(shù)不一致的影響及當電池容量低80%時為壽命終止。
閥控鉛酸蓄電池也有人稱之為"免維護電池",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,往往幾年就報廢了,給企業(yè)造成極大的損失。
首先將"免維護電池"當作不用維護就錯了,"免維護電池"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注意觀察電池的溫度情況,隨時注意觀察浮充電壓,若充電設備沒有補償溫度的功能,就應按溫度每上升1℃,每單體電池浮充電壓下降3mV進行修正。
由于觀察不到閥控式密封鉛酸蓄電池內(nèi)部的情況,因此在使用中應定期對其進行放電試驗,以檢測蓄電池容量,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不要過放電,放電后必須在12h內(nèi)補充電,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,實際情況是:一組100Ah,36節(jié)電池,10小時率100Ah,1小時率時60Ah,15年壽命;另一組100Ah,18節(jié)電池,20小時率100Ah,1小時率時56Ah,3年壽命。可見在容量上有差別,在壽命上亦有差別,在價格上的差別竟是4~5倍。
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頁數(shù): 3頁
評分: 4.3
通過對影響蓄電池壽命因素的分析,得出實際應用中真正影響其壽命的可控因素,進而提出解決方法,并據(jù)此設計了一種通信用蓄電池充電保護器。
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評分: 4.5
依據(jù)對閥控式鉛蓄電池安全閥的失效數(shù)理統(tǒng)計,應用可靠性工程技術理論,采用并聯(lián)貯備數(shù)學模型通過計算結果表明:并聯(lián)雙閥的可靠度比單閥的提高了三個數(shù)量級,其提高幅度很大。換言之,雙安全閥結構的電池因安全閥開閥失效的概率很小,這就減少了人們對閥控式鉛蓄電池使用運行過程中殼體“鼓肚”,甚至爆炸的抱怨和憂慮。
蓄電池在線內(nèi)阻檢測儀是針對UPS電源系統(tǒng)和蓄電池系統(tǒng)使用的2V、6V、12V閥控鉛酸蓄電池而開發(fā)的專用監(jiān)測管理系統(tǒng),廣泛應用在電力、電廠、通訊、石化、金融、鐵路和部隊等重要的場所和部門。
蓄電池在線內(nèi)阻檢測儀系統(tǒng)概述蓄電池在線內(nèi)阻檢測儀是針對UPS電源系統(tǒng)和蓄電池系統(tǒng)使用的2V、6V、12V閥控鉛酸蓄電池而開發(fā)的專用監(jiān)測管理系統(tǒng),廣泛應用在電力、電廠、通訊、石化、金融、鐵路和部隊等重要的場所和部門。系統(tǒng)組成監(jiān)測主機蓄電池在線內(nèi)阻檢測儀一臺監(jiān)測主機可以管理兩組蓄電池,可以完成對不同只數(shù)蓄電池組的監(jiān)測管理。采集電池組的電壓、電流、環(huán)境溫度。采集單電池電壓和內(nèi)阻。具有遠程(集中)管理RS-485接口、RS-232接口、操作鍵盤、漢字(或數(shù)碼、字符、因規(guī)格型號而異)顯示面板、聲光報警及報警接點輸出。實時顯示電池數(shù)據(jù),存儲數(shù)據(jù),查詢數(shù)據(jù),智能分析數(shù)據(jù),對異常的電池運行情況進行及時報警。數(shù)據(jù)傳輸,把采集到的數(shù)據(jù)通過RS-232借口上傳到PC機中。PC機客戶端監(jiān)測軟件直觀顯示電池實時數(shù)據(jù),強大的后臺數(shù)據(jù)庫存儲歷史數(shù)據(jù),可以方便地查詢歷史數(shù)據(jù),智能分析數(shù)據(jù),通過圖表曲線方式直觀顯示各種數(shù)據(jù),并自動生成數(shù)據(jù)報表。對異常的電池運行情況進行及時報警,并詳細報告報警信息,報警結束后保存報警信息,給維護人員提供了電池維護的參考。操作人員按權限進行管理,與監(jiān)測中心軟件共同使用,通過網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程集中監(jiān)控。監(jiān)測中心服務器端軟件可以對所監(jiān)測的所有的局站或機房的電池進行各種數(shù)據(jù)處理,所具有的數(shù)據(jù)處理功能與客戶端類似,功能十分強大,對所有異常的電池運行情況進行及時報警,并詳細報告報警信息,報警結束后保存報警信息,給維護人員提供了電池維護的參考。操作人員按權限進行管理,與客戶端軟件共同使用,通過網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程集中監(jiān)控,實現(xiàn)了在監(jiān)測中心就可以監(jiān)測到所管理的所有電池組,并且不受空間和時間的限制。輔助部件系統(tǒng)進行安裝所需的附件,測試線和傳感器等。系統(tǒng)特點獨有技術實現(xiàn)在線檢測蓄電池內(nèi)阻,一臺設備可同時監(jiān)測120只蓄電池全電子式蓄電池自動尋檢,高速可靠智能化數(shù)據(jù)處理,消除電池失效帶來的隱患運行事件記錄管理,供事后維護分析實時故障報警,及時發(fā)現(xiàn)電池運行故障分散監(jiān)控、分級管理,節(jié)省投入,方便維護管理通信接口簡單實用,操作簡單方便報警閾值可任意設置蓄電池在線監(jiān)測裝置本身的工作具有有效的抗干擾性,運行穩(wěn)定,同時在其工作過程中對所接設備不會產(chǎn)生干擾和不良影響。系統(tǒng)基本功能單電池電壓、內(nèi)阻監(jiān)測電池組電壓、充放電電流監(jiān)測電池組工作環(huán)境溫度監(jiān)測在線估算容量電池組過充、過放、浮充電壓高、浮充電壓低和充放電電流過大告警單電池浮充電壓高、浮充電壓低和單電池過放告警環(huán)境溫度過高、過低告警系統(tǒng)本身運行故障告警實時數(shù)據(jù)、實時告警事件存儲實時數(shù)據(jù)、實時告警查詢歷史事件、歷史數(shù)據(jù)查詢放電曲線分析工作環(huán)境室內(nèi)溫度 -5℃~+55℃大氣壓力 80~106Kpa相對濕度 小于或等于98%海 拔 1000米監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示圖技術規(guī)格
ITB915蓄電池在線監(jiān)測管理系統(tǒng)介紹:
ITB915蓄電池監(jiān)測管理系統(tǒng)又叫“蓄電池在線監(jiān)測管理系統(tǒng)”是針對UPS電源系統(tǒng)和蓄電池系統(tǒng)使用的2V、6V、12V閥控鉛酸蓄電池而開發(fā)專用監(jiān)測管理系統(tǒng),廣泛應用在電力、通訊、石化、金融和鐵路等重要的場所和部門。
圣陽電源FCP鉛炭電池,是一款面向儲能市場應用的深循環(huán)、長壽命、高可靠性閥控鉛酸蓄電池, 其技術源自日本古河,70%DOD循環(huán)壽命4200次以上。相比傳統(tǒng)鉛酸蓄電池技術,鉛炭電池更適合部分荷電狀態(tài)(PSOC)下使用,模塊化系統(tǒng)設計,節(jié)省空間,便于安裝維護,大幅降低度電成本,大規(guī)模商業(yè)化應用優(yōu)勢突出。
近日,圣陽海外加拿大客戶用實際案例證實了FCP鉛炭電池在線測試的的可靠性能, 測試地點設置在偏遠無市電的地區(qū),位于加拿大不列顛哥倫比亞省的利洛雷特湖(北緯50.26度),氣候特點:冬季長時間光照不足,夏天,光照充足。
測試挑戰(zhàn):
在大于北緯50.2度區(qū)域,通常峰值日照時間大約在3小時,冬季峰值日照時間只有1小時,測試地點由于山脈和老樹木嚴重陰影,冬季峰值日照時間進一步減少甚至幾乎為零,因此,主要由備用發(fā)電機供電,而太陽能增加或補償了其余時間的發(fā)電機燃料消耗;夏季能耗大部分由太陽能電池組件提供。
一年中大部分時間的每天光伏能源供應量一般都低于日均負荷需求,缺口部分由發(fā)電機補充,發(fā)電富裕部分給電池充電??蛻粢惨勒帐リ柕碾姵鼐S護說明,定期給電池提供手動觸發(fā)“均充”或“恢復”電量。
系統(tǒng)配置:
太陽能電池陣列:15個120W多晶PV板=總峰值1800W。
太陽能充電控制器:Midnite Solar Classic 150,方便定制均衡電壓。
發(fā)電機:丙烷動力Generac Eco-Gen 6kW,帶有1500升丙烷罐。
電力負載:由4kW 24VDC至120VAC Xantrex SW4024控逆一體機為兩個完全離網(wǎng)(無電力服務)偏遠住宅供電。兩個住宅在冬天都采用木材加熱取暖,家用熱水由丙烷燃料加熱。
電力供應主要來自于發(fā)電機,光伏系統(tǒng)起到輔助供電作用。這套系統(tǒng)主要起到以下3個作用:
1. 避免了發(fā)電機夜晚噪音擾民;
2. 減少了發(fā)電機丙烷消耗量;
3. 當室內(nèi)長時間沒有人居住時收集光伏發(fā)電多余電能。
測試結果:
測試頻次:1個月,2個月,75天,3個月,4個月,1年。
測試結果如下:
圖:使用近1年時FCP電池測試結果
圖:使用1年之后FCP-500滿容量放電測試
1
1年后完全放電容量比3個月時的容量提高了6%,去除誤差,實際容量增長仍然高于4-5%!
2
一年中單個電池電壓的標準偏差沒有增加,證實了串聯(lián)內(nèi)的任何單個電池沒有明顯的衰退。
3
鉛炭電池每14天進行一次均充(或完全恢復)是足夠的。從發(fā)電機燃料成本的角度來測試FCP電池,每個月均充一次也是可行的。
4
圣陽FCP-500電池放出的安時總數(shù)超過了50330安時,相當于100次完全的額定容量放電。優(yōu)于國際能源機構“光伏電力系統(tǒng)實施協(xié)議”(IEA PVPS)執(zhí)行和出版的實驗室測試。
圖:國際能源機構“光伏電力系統(tǒng)實施協(xié)議”(IEA PVPS)執(zhí)行和出版的實驗室測試
測試結論:
圣陽FCP-500鉛炭電池儲能系統(tǒng)深循環(huán)、長壽命,名副其實??蛻魧κリ朏CP-500電池系統(tǒng)在線運行的可用容量感到震驚。
其實,世界上的許多地區(qū)無法使用電力公用事業(yè)網(wǎng)絡。尤其在偏遠的人口密度低的農(nóng)村地區(qū),擴大配電網(wǎng)絡的成本較高,所以,從經(jīng)濟性和環(huán)??紤],部署偏遠地區(qū)小型儲能系統(tǒng)無疑是解決這個問題的最佳方案。