化学类型铅酸蓄电池
电压12
类型储能用蓄电池
品牌汤浅
容量7AH-260AH
用途机房,UPS电源,EPS电源,直流屏电源,基站
汤浅蓄电池电量减少的原因解析
汤浅蓄电池是UPS电源设备的重要组成部分。当前UPS设备中使用的电池主要是阀控式铅酸电池。在实际使用中,例如由于市电频繁停电,UPS动力电池深度放电且充电不足,导致早期容量损失; UPS电源电池容量下降的原因是什么?
1.印版面积的影响
在壳体积相同的条件下,选择薄板,并增加板数,即增加板面积,提高了电池和比 能量的容量,并且改善了UPS电池的高电流。低温放电功能,但缺点是浮动充电寿命会小幅下降。
2.平板高度的影响
在板的高度方向上,活性物质利用率不均匀,特别是当板高时,板下半部的利用率很差。放电上部的电流密度比下部的电流密度低约2至2.5倍。放电时电流密度逐渐降低,但上部下部的电流密度为比,因此板布局不应太小,高度也不要太高。
3.板厚的影响
以前,已经评论了放电速率对容量的影响。由于H2SO4的分散会限制活性物质的分散,因此随着添加板的厚度,活性物质的利用率会降低。这在大电流放电中越来越明显。但是,由于电解质的浓度
在铅酸电池中,电解质也是反应。当体积恒定时,所添加的电解质的浓度等于反应物质的添加。因此,在实际使用的电解质浓度的范围内,容量也与电解质浓度的增加相加。当执行高速率放电并且电池容量受到正极板的限制时,尤其如此。因此,在选择合适的电解质浓度时,必须结合实际应用领域。
密封式的汤浅蓄电池出现,主要以阀控式铅酸蓄电池(为主,由于不需加水,所以阀控式铅酸蓄电池从一开始便被称为免维护电池,而生产厂家又承诺该电池的使用寿命为10~20年(少为8年),这样就给国内的技术和维护人员一种误解,似乎这种电池既耐用又完全不需要维护,许多用户从装上电池后就基本没有进行过维护和管理,因而在90年代初国内使用的VRLA电池出现了很多以前未遇到的新问题,例如,电池壳变形、电解液渗漏、容量不足、电池端电压不均匀等。这些现象不单在国内,就是在比我国早采用VRLA电池的国外也同样存在。
在电池中由于电解液比重更大而且浮充电流更大,因而电极腐蚀更为迅速。电极腐蚀也会消耗氧气从而使电池变干,这是VRLA电池特有的故障。电池过度的气体逸出、焊接柱或盖板裂缝、密封不严,后通过容器壁和塑料容器渗出水、氢和氧,这些都会引起电解液渗漏。VRLA电池的故障有些是气体调节阀出现故障引起的,阀打开会导致干涸,也会使空气进入电池,阴极板自我放电,阀阻塞会使盖鼓出和爆炸。VRLA电池的冷却比开口式电池更为重要,如果不充分的话,热失控可能会引起电池熔毁或爆炸。VRLA电池内部接线柱、同较的连接片以及电极接头的腐蚀而断裂的现象也比开口式电池更常发生。这些故障都导致容量损失。这使使用单位不易掌握VRLA电池的耐久性和失效问题。
实践证明,VRLA电池端电压与放电能力无相关性,VRLA电池和电池组在运行过程中,随着使用时间的增加必然会有个别或部分电池因内阻变大,呈退行性老化现象,实践证明,整组电池的容量是以状况差的那一块电池的容量值为准,而不是以平均值或额定值(初始值)为准,当电池的实际容量下降到其本身额定容量的90%以下时,电池便进入衰退期,当电池容量下降到原来的80%以下时,电池便进入急剧的衰退状况,衰退期很短,而且蓄电池组都是串连起来,如果有一节发生问题,则整组都将失效,这时电池组已存在较大的事故隐患。
使用单位和管理单位,往往只重视备用电源的设备部分的维护和管理,而忽视电池组的重大作用,殊不知断电的危险很大程度上就潜伏在电池组。整组电池充电的特性是,如电池组内有一个或几个内阻变大的老化电池,其容量必然变小,充电器给电池组充电时,老化电池因容量小,将很快充满。充电器会误以为整组电池已充满而转为浮充状态,以恒定电压和小电流给电池组充电。其余状态良好的电池不可能充满。电池组将以老化电池的容量为标准进行充放电,经多次浮充--放电--均充--放电--浮充的恶性循环,容量不断下降,电池后备时间缩短。
汤浅蓄电池寿命和运用环境
蓄电池的寿命有两项权衡指标,一是浮充寿命,即在规范温度和连续浮充状态下,蓄电池能放出的容量不小于额定容量的80%时所运用的年限;二是80%深度循环充放电次数,即满容量电池放掉额定容量的80%后再充溢电,如此可循环运用的次数。通常,工程技术人员仅注重前者,而疏忽了后者。80%深度循环充放电次数代表着蓄电池实践能够运用的次数,在经常停电或市电质量不高的状况下,当蓄电池的实践运用次数曾经追赶规则的循环充放电次数时,虽然实践运用时间还没到达标定的浮充寿命,但蓄电池其实曾经失效,假如不能及时发现则会带来较大的事故隐患。所以,在选择蓄电池时,我们对两项寿命指标都应予以注重,在市电经常中缀的条件下,后者就尤为重要。在选择UPS配套蓄电池时,我们应思索足够的浮充寿命裕量。依据经历,蓄电池的实践运用寿命常常只要标定浮充寿命的50%~80%。这是由于蓄电池实践浮充寿命与定义规范温度、实践环境温度、电池充电电压、运用维护等众多要素有关。当实践环境温度比定义规范环境温度每升高10℃,蓄电池会由于内部化学反响速度增加一倍而招致浮充寿命缩短一半,所以,UPS蓄电池机房应装备空调设备。在定义温度值方面,欧洲规范为20℃,中国、日本、美国等规范为25℃。20℃10年浮充寿命的蓄电池如换算到25℃规范,仅相当于7~8年浮充寿命。
配套汤浅电池的标称浮充寿命应该是用我们希望的蓄电池实践运用寿命除以一个寿命系数后所得的数值。这一寿命系数通常凭经历肯定,蓄电池牢靠性高的可取为0.8,牢靠性低的可取为0.5。
汤浅蓄电池选择的其他问题
1.单个蓄电池电压的选择
VRLA按单节电压分有12V/节、6V/节、4V/节和2V/节等四种不同方式。从经济方面来看,UPS正常工作电压一定,选用的电池单节电压越高,电池组所用的串联电池数量越少,配套电池组的价钱也越廉价。但从平安性方面来看,选用的电池单节电压越低,整个系统越平安。假如12V/节的电池坏了一节,整个蓄电池后备系统就少了12V,UPS主机就有可能开启低压报警功用使整个UPS系统不能正常工作。所以在选用12V/节蓄电池时,多采用多组并联来到达UPS系统请求,万一有一组出问题,还有其他组的电池可运作。
2、蓄电池所能接受的纹波系数
在UPS系统中,蓄电池还起到滤波器的作用,接受UPs输入纹波电压和纹波电流的冲击。假如所选蓄电池接受纹波系数的才能较差,而纹波系数又比拟大,则会使蓄电池过早地失效而惹起不能放电的事故。IEC蓄电池规范规则,VRLA应能接受0.5%的纹波系数,但运用UPS的场所,纹波系数都比拟大,有的以至到达2%,所以应对蓄电池的可接受纹波系数按实践状况提出请求。
3、蓄电池性能均一性
从理论上讲,蓄电池的电压、内阻、寿命等性能应该是分歧的,能够无限多组数地停止并联以到达请求的容量。但在实践消费过程中,由于所用资料纯度、消费工艺、工作人员、消费环境温度等差别,同一条流水线上制造的蓄电池通常在性能上有一定的差别,即便同一品牌同一型号相同消费日期消费的蓄电池,性能也不可能做得完整分歧,这一点能够经过丈量比拟蓄电池的单节开路电压看出来。工程人员通常采用廉价的小容量电池多组并联来到达UPS请求的较大蓄电池容量,假如采用性能均一性较差的电池多组并联,性能差、电压低的电池组就会将性能好的蓄电池组拖垮,招致整套UPS蓄电池系统提早失效。目前性能均一性主要依据蓄电池电压均一性来权衡,国内有多种规范请求,例如YD/T799--1996规范请求为:25℃时整组蓄电池2V单元浮充电压差不大于±50mV,开路电压差不大于±20mV;电力部DL/T637--1997规范请求是:25℃时,如电池系统采用2V/节电池,开路电压的一节与的一节差别不追赶30mV,6V/节电池不追赶40mV,12V/节电池则不追赶60mV。普通蓄电池并联组数不应追赶4组,为避免整套蓄电池系统的提早失效,在选择蓄电池时,应该在性能均一性方面提出请求。当肯定了蓄电池型号之后,在一套UPS系统中请求厂家提供同一批次的蓄电池产品,以减小性能方面的差别。同样道理,不同品牌或者新旧水平不同的蓄电池,由于存在较大的性能差别,倡议不要混合运用。后,要特别指出的是即便选择了恰当的VRLA,也需求停止一些必要的日常维护和管理,防止蓄电池过早失效。
汤浅蓄电池是系统供电不可缺少的设备,固定型\阀控式(GFM)铅酸蓄电池因具有不需要加水、不溢酸、酸雾较少等特点而被机房广泛使用。蓄电池是有一定使用寿命的,如果不了解蓄电池的电特性,平时不注意维护,就会引起容量损失而提前失效,一旦蓄电池容量下降而达不到预定的放电时间,就不能保证电视节目的传输,甚至造成重大的责任事故,因此我们必须了解蓄电池的性能,并能正确地使用和维护。
为了保持汤浅铅酸蓄电池的容量并延长其使用寿命,我们根据实践经验总结出以下维护方法:
闲置的蓄电池每季度充电一次,因为长期闲置的蓄电池负极将形成一种粗大的、难以接受充电的PbSO4结晶,此现象称为不可逆硫酸盐化,会引起蓄电池过早失效。蓄电池的使用寿命一般在8年左右,由于我们坚持采用上述维护方法,本公司1994年购置的蓄电池经容量测试,至今仍在设计容量范围以内,还可以继续使用。
保持适宜间距。氧的再化合过程使电池内产生较多的热量,但是排出的气体量少,减少了热量的散失,蓄电池内部温度通常会很高,所以蓄电池应放置在通风良好的位置,排列不可过于紧密,单体电池之间应至少保持10mm间距。
保持适宜温度。温度过高,化学反应加速,铅、酸的相互作用加强,容易产生硫酸化,降低使用寿命;温度过低,硫酸粘稠,电子游离速度慢,电极活性差,电池容量下降。10~30℃是较适宜的温度,根据实际情况可使用各种手段调节温度。
保持清洁卫生。每周定期擦拭蓄电池和机架上的灰尘,保持汤浅蓄电池的清洁。灰尘积累太多,会使蓄电池组连接点接触不良,改变蓄电池充放电时的电压值,容易引起故障。擦拭蓄电池时切记要用干布或毛刷,使用吸尘器。
每天巡视一次。每天要定时察看蓄电池,一要闻空气中是否有微酸气味,如果有微酸气味,是蓄电池排出的酸雾,要及时进行通风处理;二要看蓄电池的外形有无变形,蓄电池的端子和安全阀有无渗液,安全阀能否正常开启,必要时要更换蓄电池。
每周测试电压值。蓄电池的单格浮充电压值为2.25V,不要低于2.16V。电压选择过低时,个别电池会由于长期充电不足造成浮充钝化而失效,电压过高,则气体溢出量增加,气体再化合效率低。蓄电池的均充电压值为2.35V,不应**过2.40V,充电电压过高将引起充电电流过大,产生的热量会使电解液温度升高,温度升高又会导致电池内阻下降,内阻的下降又加大了充电电流,如此循环会使蓄电池变形、开裂。注意:在测试蓄电池的电压值时,一定要在电池组两端点上测量,如果在其他处测试,将会产生电压降,测试的结果不十分准确。
每月测量单体蓄电池的电压值。较多数目的蓄电池串联使用容易存在电压不均衡的现象,电压长期不均衡就易产生落后电池,落后电池如果充电不完全,在以后的放电中放电深度会进一步加重,在充电后就更加落后。这样,充放电次数越多,不均衡就越**,致使落后电池失效。所以每月应测量每个单体蓄电池的电压值,对低于2.2V的蓄电池要进行“均充”,使其恢复到完全充电的状态,以避免个别落后电池的失效。
每半年进行一次充、放电,这样有两个好处:①可对蓄电池的容量进行检测,评估蓄电池的容量;②可以消除硫酸盐化。放电方式有两种,一种是负载直接放电(负载较大时采用),即切断外电源,直接用蓄电池供电放出全部容量的70%;另一种是假负载放电(负载较小时采用),假负载采用可变的电阻器并联到蓄电池组的两端,切断外电源由蓄电池供电,在开始放电时用小电流,逐步加大电流,放电完毕后不要立即卸下假负载,应等待充满蓄电池组后再卸下,以免在大电流均充蓄电池组时产生电弧的危险
放电时电压不要低于终止电压值。蓄电池放电至终止电压后,电压会急剧下降,如果再继续放电,所获得的电量很少,意义不大,相反会降低蓄电池的使用寿命,所以通过放电使电压降低到终止电压值时应停止放电。不同的放电速率,终止电压值也不同,放电速率大,生成的硫酸铅较少,即使放电到电压相当低时,较板也不会被损坏,单格蓄电池可放电到1.75V;放电速率小则硫酸铅量明显增加,并且活性物质膨胀会产生应力,造成较板弯曲或活性物质脱落,影响蓄电池的使用寿命,所以要求取较高的终止电压值,一般在1.80~1.85V。
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