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蓄电池浮充电流特性
蓄电池浮充特性.
问题
木文介绍了蓄电池浮充特性(
解答
浮充电压
蓄电池的浮充电流应满足补偿电池自放电电流及维持氧循环的需要。铅酸电池的浮充电压可按下列经验公式确定:
浮充电压,开路电压,极化电压,(电解液比重,)V+(,)V
,,?(25?)。
端电压的偏差(静态偏差与动态偏差)
阀控蓄电池组的端电压偏差有两种,一种是静置状态的电压偏差,即开路电压的偏差,这种偏差应不超过20mV;二是动态偏差,即浮充状态偏差,这个偏差值在浮充运行投入初期较大,运行2,3个月后会逐渐减少。这是由于运行初期氧循环复合状态尚不稳定所造成,随着运行时间的增加,氧循环复合状态将日趋稳定,端电压偏差逐渐减少。所以,浮充运行状态的端电压偏差值,要大于静置状态。
当平均浮充电压变化时,偏差值也在变化,平均浮充电压越高,偏差增大,反Z偏差减小,但不成比例。电池的剩余容量与浮充运行状态的电池端电压的高低无直接关系,难以从屮判断电池端电压高的其剩余容量大,端电压低的其剩余容量就小。
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浮充电流
浮充电流If的值应满足补偿电池的自放电电流Is和氧复合电流Iro因此:If?Is,Ir
阀控密封式铅酸电池其自放电率是很小的,所以相应浮充电流值也很低。FI木标准在80%%,即使按1%计算,则蓄电池的自放电电流在规定温度下(20?或25?),Is=(C10/24)X(1/100),,。再考虑到氧循环复合的需要,浮充电流取If二ImA/Ah已能满足要求。
由于自放电电流(Is)中一大部分是用于板栅腐蚀的(令腐蚀电流为Ic,Is?Ic),而氧复合电流因氧复合效率的存在,仅仅其屮小部分被用来分解水。这样,不同的板栅材料,不同的制造工艺,其浮充电流当然也有所不同。浮充电流越小,则亦意味着对板栅的腐蚀电流和用于水损耗的电流也越小。
浮充电流与寿命关系
蓄电池的运行寿命与板栅腐蚀速率和失水程度密切相先板栅的腐蚀在同一合金材料条件下,与电解液的硫酸浓度和电解液温度有关:当电池浮充电压越高,并且电解液比重亦高,而浮充电流又大,则对板栅的腐蚀速率也大,亦势必导致温度升高,失水加快,蓄电池的浮充运行寿命也降低。较小的浮充电流将会取得较高浮充运行寿命。
什么是阀控式铅酸蓄电池?
阀控式铅酸蓄电池的极栅主要采用铅钙合金,以提高其正负极析气(H2和02)过电位,达到减少其充电过程中析
气量的目的。正极板在充电达到70,时,氧气就开始发生,而负极板达到90,
时才开始发生氧气。在生产工艺上
,一般情况下正负极板的厚度之比二6:4,根据这一正、负极活性物质量比的变化,当负极上绒状
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Pb达到90,时
,正极上的Pb02接近90,,再经少许的充电,正、负极上的活性物质分别氧化还原达95,,接近完全充电,这样
可使H2、02气体析出减少。采用超细玻璃纤维(或硅胶)来吸储电解液,并同时为正极上析出的氧气向负极扩散
提供通道。这样,氧一旦扩散到负极上,立即为负极吸收,从而抑制了负极上氧气的产生,导致浮充电过程中产
生的气体90,以上被消除(少量气体通过安全阀排放出去)。
阀控铅酸蓄电池-特性
浮充电压
浮充电压二开路电压,极化电压
二(电解液比重,),(,)V
=(,),(,)V
=,
例如,,所以它的浮充电压为
浮充电流
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;
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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。
,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,,。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50mVo
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50mVo
阀控铅酸蓄电池-气体的复合
在正常浮充电电压下,,气体100,复合,正极析出的氧扩散
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到负极表而。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
,,,气体再化合效率近似为零。
如图1所示,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。
阀控铅酸蓄电池-温度的影响
电池充电时其内部气体复合木身就是放热反应,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,电池木身是“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。
阀控式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
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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,目前基木都采用此法,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
此这种补偿措施基木无用;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,目
前已有企业根据第二处的采样设计温度补偿单元。
阀控铅酸蓄电池-种类
阀控式铅酸蓄电池分为三类,即大型、屮性、小型。单体在200Ah及以上为大型,
20,200Ah为屮型,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屮型铅酸蓄电池。
阀控铅酸蓄电池-电池容量
铅酸蓄电池的极板在制造过程屮,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屮,容星逐渐达到正常值,安装2年后要求达到100,o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
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小时率电池,,10小时率电池,
;6V、
12V,10小时率电池,,,1小时率时容量为
,而UPS电源在设计上则选用20小时率铅酸蓄电池。
阀控铅酸蓄电池-寿命
工业电池可分为两类:一类为深循环使用的电池,另一类为浮充使用的“备用电源”电池。循环使用的电池以深
循环次数来表示其使用寿命,,其寿命达到1200次以上;而浮充使用的电池
,年限可达到10,12年,有的可达到15,20年。蓄电池只有80,容量时认为寿命终止。
阀控铅酸蓄电池-阀控式铅酸蓄电池的应用例如:某UPS的功率输出为
50kVA,其
直流电压范围330,480V;
放电时间30min;
;
;
计算与选择
1)将UPS的kVA数转换为kW数
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50/()=
2)决定所需电池个数n
n二330V/=198
3)确定电池电压不超过直流电压范[韦|
=,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
;
;
;
;
;
计算与选择
D根据最高电压确定蓄电池个数n
==102个
2)蓄电池放电终止电压UZ
UZ?
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3)蓄电池容量选择CC
OKKXCS/KCC
二可靠系数X放电容量/容量系数
二102Ah
(容量系数可从表2查出)。
选择蓄电池的标称容量C10=200Aho
注:,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-使用注意事项
阀控式密封铅酸蓄电池也有人称之为“免维护电池”,由于使用方便,近儿年来在
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,往往儿年就报废了,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
使用屮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屮应定期对其进
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行放电试验,以检测蓄电池容量,
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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。
注意选用阀控式密封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
100AB36节电池10小时率lOOAh1小时率时60Ab15年寿命;另一组100AB18节电池,20小时率lOOAh,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.
铅酸蓄电池生产工艺
一般铅酸电池的生产流程如下:
纯铅一铅粉一和膏一(前面并列有基板的铸造)涂板一生板熟成/放置一化成一水洗—干燥一裁板一研磨一极板隔离板排列一办群焊接一入槽一屮间检查一穿壁焊一封盖一端子焊接一气密测试一充氮气一一封口一一打码
包装。
铅酸蓄电池短路有哪些现彖
开路电压低,闭路电压(放电)很快达到终止电压。
大电流放电时,端电压迅速下降到零。
开路时,电解液密度很低,在低温环境屮电解液会出现结冰现象。
充电时,电压上升很慢,始终保持低值(有时降为零)。
充电时,电解液温度上升很高很快。