阀控密封蓄电池(VRLA)基本概念
(1)是一种能量的备用储存装置,仅供备用;
作为备用的优势(充满保存);技术来源和现状;
(2)"免维护"概念的误导
(3)"密封"设计的概念(超细玻璃棉隔板)
(安全阀:调节电池内外压力,过滤酸雾,防电池内部污染)
(4)固定型阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA电池) 基本原理和反应
酸性二次可逆电池; (固定,阀控,密封 GFM ,GFMJ胶体)
氧化还原得失电子反应(在各自不同的区域里进行)
氧复合原理(氧循环原理)
AGM——阴极吸收式(贫液式)
GEL——胶体式
(5)现行通信行业标准《YD/T799---2002》
内容简介 蓄电池基础知识 日常维护 参数设置 使用前,中,后维护重点 常见问题探讨 阀控密封蓄电池(VRLA)基本概念 阀控密封蓄电池(VRLA)基本概念(1)是一种能量的备用储存装置,仅供备用; 作为备用的优势(充满保存);技术来源和现状; (2)"免维护"概念的误导 (3)"密封"设计的概念(超细玻璃棉隔板) (安全阀:调节电池内外压力,过滤酸雾,防电池内部污染) (4)固定型阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA电池) 基本原理和反应 酸性二次可逆电池; (固定,阀控,密封 GFM ,GFMJ胶体) 氧化还原得失电子反应(在各自不同的区域里进行) )氧复合原理(氧循环原理) AGM——阴极吸收式(贫液式) GEL——胶体式(5)现行通信行业标准《YD/T799---2002》 现行电力行业标准《DL/T637---1997》 (6)维护工作面临的主要问题: ★标准化的问题;★维护成本(直,间接)问题; ★技术指标(可操作性)问题; ★失水的问题(国产壳,盖,排气阀材料的设计及影响) ★组成阀控密封电池的必要条件 专门的正极板板栅铅合金; (1)专门的正极板板栅铅合金; 专门的正极板板栅铅合金 板栅的作用及正板栅的技术要求 双合金技术及其应用》 《Pb-Sb和Pb-Ca双合金技术及其应用》 和 双合金技术及其应用 负极活性物质过量设计原则; (2)负极活性物质过量设计原则; 负极活性物质过量设计原则 浮充状态下蓄电池使用寿命的保证》 《 浮充状态下蓄电池使用寿命的保证》 专门设计功能型单向安全排气阀; (3)专门设计功能型单向安全排气阀; 专门设计功能型单向安全排气阀 的必备功能》 《单向安全排气阀 的必备功能》 专门设计功能的超细玻璃纤维; (4)专门设计功能的超细玻璃纤维; 专门设计功能的超细玻璃纤维 保证蓄电池内部氧气复合的基本条件》 《保证蓄电池内部氧气复合的基本条件》 专门设计的充电方式; (5)专门设计的充电方式; 专门设计的充电方式 两阶段恒压安全连续充电,电压,电流》 《两阶段恒压安全连续充电,电压,电流》 VRLA电池具有以下主要优点 VRLA电池具有以下主要优点
★ 不漏液,无酸雾,不腐蚀设备;
★ 自放电小,25℃下自放电率小于3%(每月);
★ 电池寿命长,25℃下浮充状态使用可达10年(理论 寿命15年);
★ 结构紧凑,放置方便(竖放,卧放),占地面积小;
★ 电池的高低温性能较好,可在-15℃— 40℃范围使 用;
★ 没有"记忆效应"(指浅循环工作时容量损失); 比能量较高,大电流放电性能好.
★阀控密封电池的设计思想和基本原理 负极 Pb+ HSO 2e← →PbSO + H : 4 + →放电←充电 ( ) 4 →放电( 充电) ← +正极 PbO +3H + HSO + 2e← PbSO + 2H2O : → 2 4 4 ( ) 总反应 Pb+ PbO + 2H2SO ←→放电 2PbSO+ 2H2O : ←充电→ 2 4 4
★ 阴极吸收原理的反应过程示意图 让负极活性物质过量, 让负极活性物质过量, 同时能很好吸收正极放出的 O2,就实现了阴极吸收的设 , 计.1 O 2 PbO 2 + Pb → PbO + H 2 SO 4 → PbSO 4 + H 2 O 双登蓄电池产品特点及改进措施
★采用双合金制作极板,蓄电池具有深放电及 深循环能力好,耗水量低,耐蚀性能优异.
★专利组合端子.
★极群自动焊接.
★外壳本体材料热封焊.
★短路检测考核充放电效率及容量恢复能力
★充放电时电压,电流特定要求的说明.
★均充退出动作要可靠.
★使用后期浮充电压正常时要有浮充电流. 阀控密封蓄电池的结构特点 采用玻纤隔板 预压缩 紧装配 贫电液结构设计. 阀控铅酸蓄电池基本性能 伏左右. (1)标称电压:2伏;实际电压:2.15伏左右. )标称电压: 伏 实际电压: 伏左右 新电池的荷电状态可根据电池的开路电压测量 来判断,新电池的开路电压应在充电后20℃ 来判断,新电池的开路电压应在充电后 ℃下静置 24小时测量.(此法不适用于旧电池) 小时测量. 此法不适用于旧电池) 小时测量 荷电状态 Charge) (State of Charge) 100% 80% 60% 40% 20% 开路电压/ 开路电压/单体 V/cell) (V/cell) 2.15 2.10 2.07 2.04 2.00 阀控铅酸蓄电池基本性能(2)V开=2.15(51.6V) V浮=2.25(54V) V均=2.35V(56.4) 三者间0.1伏关系; 0.1伏关系
★三者间0.1伏关系;说明充电电压与电池电压之间保 持特定压差才能保证充电效果. 持特定压差才能保证充电效果. 新电池容量与开路电压成正比. (3)V开～C新 新电池容量与开路电压成正比. 电解液比重与开路电压成正比. (4)V开～d液 电解液比重与开路电压成正比. (5)DOD(放电深度)～循环次数成反比. DOD(放电深度)～循环次数成反比. )～循环次数成反比 放出电量越大,充放次数越少;国内较好指标:80%
★放出电量越大,充放次数越少;国内较好指标:80% DOD,循环次数约1000 1000次 DOD,循环次数约1000次. 充电量/放电量,应大于1.2 1.2倍 充电量120 120%) (6)充电量/放电量,应大于1.2倍(充电量120%) (7)℃～d液 电解液比重配置与温度成反比. 电解液比重配置与温度成反比. 阀控蓄电池基本性能(8)虽无记忆效应,但不能亏电. )虽无记忆效应,但不能亏电. Pb(负)+ )+H ( )+PbO2(正)+ 2SO4 PbSO4+H2O 以上反应中关键是由右至左的充电反应要得 到保证,且越完全越好. 理论上充电越完全, 到保证,且越完全越好.即:理论上充电越完全, 硫酸铅反应越彻底.可以认为:阀控密封铅酸蓄 硫酸铅反应越彻底.可以认为: 维护工作的重点, 电池 维护工作的重点,是如何保证蓄电池的充电 效果和建立并完善蓄电池行之有效的充电方法. 效果和建立并完善蓄电池行之有效的充电方法. (9)单体电池充电电压<2.40伏. )单体电池充电电压< 伏 2.40伏为阀控电池体系的水解电位.国产蓄电池 伏为阀控电池体系的水解电位. 伏为阀控电池体系的水解电位 单体充电电压不要超过2.38伏(即48伏系统充电电 单体充电电压不要超过 伏 伏系统充电电 压不要超过57伏 压不要超过 伏). 阀控密封电池的失效模式(1)板栅的腐蚀与极板的增长 (2)电池内部不正常干涸失水 (3)负极板表面硫酸盐化 (4)热失控 (5)早期容量损失(快速容量损失(PCL-1), 较慢的容量损失(PCL-2)和负极影响的一般容 量损失(PCL-3) (详见《培训手册》) 负极板硫酸盐化原因 铅蓄电池长期处于放电状态或放电后不 及时充电长期搁置. 长期充电不足 经常进行深度放电(电池电压放电至 ≤1.75V -1.80V)(42V-43.2V) 在部分荷电状态下的循环运行使负极产 生严重硫酸盐化,电池寿命大大缩短.
★温度补偿对使用的影响 在环境温度为30℃ 在环境温度为 ℃时VRLA电池的寿命 电池的寿命 将减少一半 温度上升影响使用寿命. 温度上升影响使用寿命. 温度下降影响放电容量. 温度下降影响放电容量. 温度补偿必须注意补偿范围: 温度补偿必须注意补偿范围: :-20℃以下≤25℃≥ 45℃以上 例:- ℃以下 ℃ ℃以上, 按 3mv/℃/cell～5.5mv/℃/cell; ℃ ～ ℃ 温补上限不能超过57伏高压告警值 伏高压告警值,
★ 温补上限不能超过 伏高压告警值, 单体电压不能超过2.38伏; 即:单体电压不能超过 伏 温补下限不能低于52伏系统开路电压 伏系统开路电压;
★温补下限不能低于 伏系统开路电压; 单体电压不能低于2.16伏; 即:单体电压不能低于 伏 问题:无法预先设定温补范围,谨慎使用.
★ 问题:无法预先设定温补范围,谨慎使用.
★安全性的问题(1)大容量电池组推荐采用系统外并结构. )大容量电池组推荐采用系统外并结构. a,单体结构; ,单体结构; b,不同容量(大小)组合的利弊(安全合理性,占 ,不同容量(大小)组合的利弊(安全合理性, 承重; 地,承重; c,容量的组合配置建议; ,容量的组合配置建议; (2)设定退出均充(转浮充)的动作要可靠. )设定退出均充(转浮充)的动作要可靠. (3)容量离线放电后,需先尽可能充满再并入. )容量离线放电后,需先尽可能充满再并入. (4)电池外壳材料的阻燃问题. )电池外壳材料的阻燃问题. 系统蓄电池使用现状( (5)UPS系统蓄电池使用现状(方式,边际网等) ) 系统蓄电池使用现状 方式,边际网等) 小时率电流1/3以下时必须控制放出 (6)放电电流小于 小时率电流 以下时必须控制放出 )放电电流小于10小时率电流 容量或控制放电时间. 容量或控制放电时间. 小电流: 小电流:Ι10/3;(小电流定义的依据) (小电流定义的依据) 三分之一以下, 电流小于Ι10三分之一以下,电压与时间的关系与标准曲 线不对应.举例说明: 线不对应.举例说明:…… 300AH 终止电压47V(1.96V)一次下电10小时放 电39小时 390AH 终止电压44V(1.83V)二次放电3.5小时 35AH 合计:390+35=425AH 小电流充电15天90% ★维护工作中易忽略的问题(1)交流三项严重不平衡的影响; )交流三项严重不平衡的影响; 浮充电压正常, 的问题(调高电压 (2)使用后期浮充电压正常,无浮充电流的问题 调高电压); )使用后期浮充电压正常 无浮充电流的问题 调高电压); (3)标称容量与实际容量严重不符的问题. )标称容量与实际容量严重不符的问题. (4)长期在线备而不用的蓄电池组的维护(负极板硫酸化); )长期在线备而不用的蓄电池组的维护(负极板硫酸化); 蓄电池组补水的注意事项和要求( (5) 蓄电池组补水的注意事项和要求(1ML/AH); ; (6 ) 单体电池更换数量的影响 《8只); 单体电池更换数量的影响(《 只 (7 ) 新旧电池配合使用的基本原则(尽量不要); 新旧电池配合使用的基本原则(尽量不要); (8)在线使用电池容量低于 %注意事项(监测,加水); )在线使用电池容量低于80%注意事项(监测,加水); (9)废旧电池的处理要求(短路,自燃); )废旧电池的处理要求(短路,自燃); (10)蓄电池内阻和剩余容量的讨论(不推荐); )蓄电池内阻和剩余容量的讨论(不推荐); (11)化学法和仪器法对容量恢复的探讨(不推荐不反对); )化学法和仪器法对容量恢复的探讨(不推荐不反对);
★开关电源相关参数设置表 参数
★浮充电压
★均充电压
★充电限流 值 高压警告值 低压警告值 规范值 2.23~2.27V/cell 2.30~2.35V/cell 0.1C10 57/2.38/cell 45(1.875),高 于LVDS脱离电 压 3mV/cell 35℃ 双登电池 参数 2.23V/cell 2.30V/cell 0.15C10 57V 46V(1.92)说明 端子实际测量值 开关电源设定值 缩短充电时间 上限2.5Ⅰ10 2.5 10 排气,失水严重 防止小电流过放 电池温度补 偿系数
★电池温度 过高值3mV/cell 35℃控制温补范围 影响使用寿命 未完待续 开关电源相关参数设置表(续)参数 规范值 双登电池推荐 参数 44V 47V 说明 1.83V/单体 1.958V/单体 LVDS脱离电压 44V/22V综合 放电率 LVDS复位电压 均充周期 47V/23.8V考 虑回路压降 720H机房电池为6个月, 自动均充周期设定根据 交流供电情况而定 基站电池为3个月,停 电频繁的地区2个月 5~10H(最大值) 市电一恢复即对电池 进行均充 该值并非实际充电时间 该功能参数切勿附加 启动运行条件(频繁停 电)周期均充时间 复电均充起始 条件 浮充转均充条 件 停电均充时间1～10H ≥ 50mA/AH 1～10H ≥ 50mA/AH 5~10H(最大值) 该值并非实际充电时间 开关电
