POWERSONIC蓄電池(中國)有限公司 松尼克電池
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??巳码娫丛O備(山東)有限公司擁有逾6000平方米的倉庫和物流中心, 并在上海、北京、 廣州、 西安、 成都、 南京、 濟南、沈陽、昆明、武漢等多地設有辦事處或銷售機構。 埃克賽德電源設備(山東)有限公司是一家以UPS不間斷電源、EPS應急電源、膠體免維護蓄電池、交直流穩壓電源、逆變電源、智能電力開關柜、新能源、電力電源監控系統的研發、生產、銷售及技術推廣服務等多行業發展高新企業,擁有業界完整的產品線,專注于電力技術應用和電力技術研發通過覆蓋全國的分銷網絡廣泛服務于金融、石化、冶金、地鐵、軌道交通、電力電網、政府、新能源、通信、IDC機房等行業,向用戶提供電源解決方案。主營產品:UPS電源,EPS應急電源、直流電源等電源產品。松下、湯淺蓄電池,德國陽光蓄電池,鉛酸蓄電池,免維護蓄電池,膠體蓄電池,太陽能用蓄電池等電池產品。
蓄電池在UPS供電系統中的作用和意義
在UPS供電系統中,蓄電池大多采用免維護蓄電池。蓄電池在UPS供電系統中的主要作用就是儲存電能,一旦市電中斷,由電池放電供給逆變器,由逆變器將電池釋放出的直流電轉變為正弦交流電,維持UPS的電源輸出,確保負載在一定的時間內正常用電。
在市電正常供電時,電池在整流-充電電路中儲存電能,同時對直流電路起到平滑濾波的作用,并在逆變器發生過載時,起到緩沖器的作用。
而在日常工作中,人們往往片面地認為蓄電池是免維護的而不加重視。然而由于對蓄電池的不合理使用,產生了蓄電池的電解液干涸、熱失控、早期容量損失、內部短路等問題,進而嚴重影響到供電系統的可靠性。有資料表明,蓄電池故障而引起UPS主機故障或工作不正常的比例大約為60%。由此可見,加強對UPS電池的正確使用與維護,對延長蓄電池的使用壽命,降低UPS供電系統故障率,有著越來越重要的意義。
3.蓄電池的種類
蓄電池在UPS中已得到廣泛的應用,其品種繁多,型號齊全,規格各異,但按其基本性質可以分為酸性電池和堿性電池兩大類:
酸性電池:酸性電池的電解液一般是由稀硫酸(H2SO4)或者膠體硫酸構成,極板由鉛Pb和過氧化鋁PbO2構成,通過化學反應貯存電荷,起到電池儲能的作用。
堿性電池:堿性電池的電解液一般是由氫氧化鉀KOH或者氫氧化鈉NaOH(燒堿)組成。極板由于電池的結構不同而各異。如鎘鎳電池正極板是氫氧化鎳Ni(OH)3,負極板是鎘Cd;鐵鎳電池的正極板是氫氧化鎳Ni(OH)3,負極板是鐵Fe;銀鋅電池的正極板是過氧化銀Ag2O3,負極板是鋅Zn。
4.鉛酸蓄電池的工作原理
UPS、直流電源設備常用的蓄電池是鉛酸蓄電池。傳統的鉛酸蓄電池是開口式結構,電池在使用過程中,有氫氣和氧氣以及酸霧逸出,不僅污染環境還具有危險性,維護時需要加水、加酸,已逐漸被市場淘汰?,F在UPS供電系統中蓄電池大多采用閥控式密封鉛酸(VRLA)蓄電池。閥控式鉛酸蓄電池的主要優點是在充電時正極板上產生的氧氣,通過再化合反應在負極板上還原成水,使用時在規定浮充壽命期內不必加水維護,所以又稱為免維護鉛酸蓄電池??梢姡饩S護只是與普通蓄電池相比,運行中免去了添加純水或蒸餾水,調整電解液液面的項目,并非免去一切維護工作。
閥控式密封鉛酸蓄電池的工作原理,基本上沿襲于傳統的鉛酸蓄電池,其正極活性物質是二氧化鉛(PbO2),負極活性物質是海綿狀鉛(Pb),電解液是稀硫酸(H2SO4),其電極反應方程式如下:
PbO22H2SO4Pb≒2PbSO42H2O
5.兩種閥控式密封鉛酸蓄電池比
目前閥控密封鉛酸蓄電池主要有兩類,即玻璃纖維隔板陰極吸收式密封鉛蓄電池(如GNB、霍克電池)和硅凝膠密封鉛蓄電池(如德國的陽光電池)。
兩種電池極板相同:正極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金或低銻多元合金,負極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金。并使用緊裝配和貧液設計,在電池的上蓋中設置了一個單向的安全閥。由于采用無銻的鉛鈣錫鋁四元合金,提高了負極析氫過電位,從而抑制氫氣的析出,同時,采用特制安全閥使電池保持一定的內壓。
兩種電池隔板不同:即分別采用超細玻璃纖維棉(AGM)隔板和硅凝膠二種不同方式來“固定”硫酸電解液。它們都是利用陰極吸收原理使電池得以密封的,但給正極析出的氧氣到達負極提供的通道是不同的。對AGM密封鉛酸蓄電池而言,AGM隔膜中雖然保持了電池的大部分電解液,但必須使10%的隔膜孔隙中不進入電解液。正極生成的氧氣就是通過這部分孔隙到達負極而被負極吸收的。對膠體密封鉛酸蓄電池而言,電池內的硅凝膠是以SiO2質點作為骨架構成的三維多孔網狀結構,它將電解液包藏在里邊。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后,骨架要進一步收縮,使凝膠出現裂縫貫穿于正負極板之間,給正極析出的氧氣提供了到達負極的通道。
由此看出,兩種電池的區別就在于電解液的“固定”方式和提供氧氣到達負極通道的方式有所不同,因而兩種電池的性能也各有千秋。
6.UPS供電系統中蓄電池的配置和選擇
在UPS供電系統中,可以說蓄電池是這個系統的支柱。沒有蓄電池的UPS只能稱做穩壓穩頻電源。UPS之所以能實現不間斷供電,就是因為有了蓄電池。在設計UPS時,首先應考慮選擇什么型號的蓄電池,即蓄電池的額定電壓、額定容量及應由多少節蓄電池組合等。
(1)蓄電池的額定容量選擇
由于蓄電池的實際可使用容量與放電電流大小、系統電壓、放電時間、蓄電池工作環境溫度、蓄電池儲存時間的長短、負載種類和特性等因素密切相關。蓄電池的容量一般是指在20°C,以20h放電率放電到1.75V/單體時,蓄電池輸出的功率數(W)。
(2)蓄電池的指標選擇
內阻:應選擇內阻小的蓄電池,這樣才能持續大電流放電。如果內阻較大,在充放電過程耗加大,使蓄電池發燙。
浮充電壓:在相同溫度下,浮充電壓值高意味著儲能量大,質量差的蓄電池浮充電壓值一般較小。蓄電池浮充電壓值在不同的溫度時應進行修正。
在大中型(幾kVA-幾千kVA)UPS中采用2V單體系列蓄電池,避免采用小容量組合蓄電池進行混聯。
7.蓄電池的使用和維護
7.1VRLA蓄電池的運行環境與安裝
作為備用蓄電池,蓄電池平時都處于浮充狀態,此時蓄電池內部仍進行著復雜的能量轉換。浮充過程中所用的電能基本上轉換為熱能。因此要求蓄電池所處的環境應有良好的通風散熱能力或有空調設備。
電池盡可能安裝在清潔、陰涼、通風、干燥的地方,并要避免受到陽光、加熱或輻射熱源的影響,讓電池有一個良好的工作、儲存環境。
蓄電池一般應在5℃~35℃范圍內進行充電,低于5℃或高于35℃都會降低壽命,充電的設定電壓應在指定范圍內,如超出指定范圍將造成蓄電池損壞、容量降低、壽命縮短。
(1)初充電:蓄電池在安裝或大修后的次充電,稱為初充電。初充電是否良好,將嚴重影響蓄電池的壽命。
(2)浮充充電:為了確保直流電源不間斷,延長蓄電池的使用壽命,通常都采用充電電源與蓄電池組并聯的浮充供電方式。
(3)均衡充電:在正常運行狀態下的電池組,通常不需要均衡充電。但如果發現電池組中單體電池之間電壓不均衡時,則應對電池組進行均衡充電。
(4)補充充電:電池在存放、運輸、安裝過程中,會因自放電而失去部分容量。因此,在安裝后投入使用前,應根據電池的開路電壓判斷電池的剩余容量,然后采用不同的方法對蓄電池進行補充充電。對備用擱置的蓄電池,每3個月應進行補充充電。
7.2VRLA蓄電池的使用與維護
隨著科技的不斷發展,UPS的性能越來越好,平均無故障時間越來越長,整機的可靠性越來越高。做好UPS中蓄電池的使用與維護變得尤為重要。
(1)新電池的充電
新的蓄電池在安裝完畢后,一般要進行較長時間的充電,充電要按說明書中的規定進行,待電池組充電完畢后,進行放電,放電后再次充電,目的是延長電池的使用壽命,提高電池的活性和充放電特性
(2)定期充放電
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