蓄电池的特性文档格式.docx

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目前在UPS中普遍采用两种充电方式:

浮充与脉充。

所谓浮充电是指整流器的输出与蓄电池并联工作，并同时向负载供电，实际上此时整流器提供的电流分两路，一路送给负载，另一路送给蓄电池，以补充蓄电池自身内部损耗，浮充充电工作方式接线简单，对改善UPS输出瞬态响应特性有好处。

脉冲充电的特点是充电电流随蓄电池容量而变化，用这种方式充电，可以缩短充电时间。

　　1.充电电压

　　由于UPS蓄电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。

为延长蓄电池的使用寿命，UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制，蓄电池充满后即转为浮充状态。

　　对于端电压为12V的蓄电池，正常的浮充电压在13.5~13.8V之间。

浮充电压过低，蓄电池充不满，浮充电压过高，会造成过电压充电。

当浮充电压超过14V时，即认为是过电压充电。

严禁对蓄电池组过电压充电，因为过电压充电会造成蓄电池中的电解液所含的水被电解成氢与氧而逸出，使电解液浓度增大，导致蓄电池寿命缩短，甚至损坏。

　　2.充电电流

　　蓄电池充电电流一般以C来表示，C的实际值与蓄电池容量有关。

举例来讲，如果是100Ah的蓄电池:

C为100A。

松下铅酸免维护蓄电池的最佳充电电流为0.1C左右，充电电流决不能大于0.3C。

充电电流过大或过小都会影响蓄电池的使用寿命。

　　理想的充电电流应采用分阶段定流充电方式，即在充电初期采用较大的电流，充电一定时间后，改为较小的电流，至充电末期改用更小的电流。

充电电流的设计一般为0.1C，当充电电流超过0.3C时可认为是过电流充电。

避免用快速充电器充电，否则会使蓄电池处于“瞬时过电流充电”与“瞬时过电压充电”状态，造成蓄电池可供使用电量下降甚至损坏蓄电池。

过电流充电会导致蓄电池极板弯曲，活性物质脱落，造成蓄电池供电容量下降，严重时会损坏蓄电池。

　　3.充电方式

　　铅酸蓄电池放电产物是硫酸铅，若不及时转化掉，会使蓄电池处于充电不足状态，从而降低蓄电池放电容量与缩短蓄电池使用寿命。

因此，必须使蓄电池组处于充足电状态。

对不同情况，可分浮充与均充。

（1）浮充充电。

在线式蓄电池组是长期并联在充电器与负载线路上，作为后备电源的工作方式。

一般情况下，都采用浮充充电，单体蓄电池电压控制在2.25V（相对于2V蓄电池），并定期观察、记录浮充电压变化。

如果单体蓄电池电压偏低，说明蓄电池充电不足，容量不够，应注意跟踪。

（2）均衡充电。

所谓均衡充电是把每个蓄电池单元并联起来，用统一的充电电压进行充电。

如果蓄电池组在浮充过程中存在落后蓄电池（单体电压低于2.20V，相对于2V蓄电池），或浮充3个月后，宜进行均充过程，其单体蓄电池控制在2.35V，充6~8h（注意，一次均充时间不宜太长），然后调回到浮充电压值，再观察落后蓄电池电压变化，如电压仍未到位，相隔两周后再均充一次。

一般情况下，新的蓄电池组经过6个月浮充、均充后，其电压会趋于一致。

均衡充电电流一般选0.3C或略小于0.3C。

额定电压为12V的蓄电池，均衡充电电压一般选14.5V。

　　当UPS的蓄电池在使用中遇到下述情况之一时，要想恢复蓄电池的可充放电特性，应采用均衡充电的办法来解决。

　　1）过量放电使得蓄电池的端电压低于蓄电池所允许的放电终了电压。

对12V的M型铅酸蓄电池而言，其放电终了电压为10.5V左右。

　　2）UPS蓄电池组中，各蓄电池单元之间的端电压差别超过1V左右。

　　3）长时间放置不用，超过静态存储时间的蓄电池。

常温环境，一般UPS蓄电池的静态存储时间为9个月。

当温度为31~40℃时，静态存储时间为5个月（包括新购蓄电池）。

　　4）重新更换了电解液的蓄电池。

　　5）放电后末能及时充电的蓄电池。

　　6）长期工作于浮充状态（即UPS长期工作于市电状态）并超过静态存储时间。

　　7）不慎放电，将蓄电池端电压放至低于终止电压。

　　对于NP6-12型密封式铅酸蓄电池，其均衡充电电压为14V左右，最大允许的均衡充电电流小于0.28C；

对于LCL12V24P型密封式铅酸蓄电池，其均衡充电电压为14V左右最大允许的均衡充电电流小于8A。

　　（8）温度补偿。

虽然蓄电池的工作温度范围很宽，可在-15~+45℃范围内运行，但是蓄电池运行最佳环境温度为25℃左右，如果环境温度变化较大，需用温度系数进行补偿（-3mV/℃）。

　　（9充电操作。

蓄电池的初充电电流大小一般按说明书中的规定值，或按额定容量1/10的电流来进行。

使用中正常充电时，最好采用分级定流充电方式，即在充电初期用较大电流，充电一定时间后，改用较小电流，至于充电后期，改用更小电流。

这种充电方法的充电效率较高，它所需充电时间较短，充电效果也好，对延长蓄电池寿命有利。

有的新型智UPS采用定期自动监测及循环充电的方式进行对蓄电池充电，以延长蓄电池寿命。

　　（10）治疗性充放电。

对于蓄电池治疗性充放电过程，从放电容量与蓄电池电压值判断每只蓄电池的“健康情况”，因为不同放电容量过程中每只蓄电池的电压变化就代表了该蓄电池"

健康"

状况，如有不合格的蓄电池，应采取补救措施。

　　有些UPS蓄电池欠电压是由于UPS逆变器末级驱动电路损坏，造成蓄电池放电所致。

若在修好电路故障后，应及时将蓄电池接入原电路充电，仍然会使蓄电池复好如初。

问题在于欠电压的蓄电池无法使UPS启动成功。

此时，可用如下办法解决:

　　1）先用好的蓄电池将UPS启动到市电状态后，再撤掉好蓄电池换上待充电的欠电压蓄电池。

在调换蓄电池时，要求UPS空载运行。

一般UPS迸入市电状态后，只要保持输入市电正常，撤掉蓄电池不会影响市电供电状态。

给欠电压的蓄电池充电过程中，应注意观察蓄电池的充电电流。

　　2）将欠电压的蓄电池先充电到10.5V（相对于12V蓄电池）以上，便可使UPS成功启动。

　　4.放电要求

　　蓄电池实际放出的容量与放电电流有关，放电电流越大，蓄电池的效率越低。

例如，12V/24Ah的蓄电池当放电电流为0.4C时，放电至终止电压的时间是1小时50分，实际输出容量17.6Ah，效率为73.3[%]。

当放电电流为7C时，放电至终止电压的时间仅为20s，实际输出容量0.93Ah，效率为3.9[%]。

所以应避免大电流放电，以提高蓄电池的效率。

一般电路设计与用户选择负载时，都要保护UPS蓄电池逆变放电电流不超过2C。

　　放电深度对蓄电池使用寿命的影响也非常大，蓄电池放电深度越深，其循环使用次数就越少。

虽然UPS郡有蓄电池低电压保护功能，一般单节蓄电池放电至10.5V（相对于12V蓄电池）左右时，UPS就会自动关机，但是如果UPS处于轻载放电或空载放电的情况下，尽管小电流放电能提高蓄电池的效率，但是当用极小电流（小于0.05C）长时间放电时，将导致蓄电池实际放出容量超过其额定容量，从而造成蓄电池严重的深度放电。

当蓄电池放电深度为100[%]时，蓄电池实际使用寿命约为200~250次充放电循环；

放电深度为50[%]时，约为500~600次充放电循环。

因此，在使用UPS时，既要避免重载过电流放电，又要避免长时间轻载放电造成蓄电池深度放电。

更要避免蓄电池短路放电，否则，会严重损坏蓄电池的再充电能力与储电能力，缩短使用寿命。

在蓄电池的实际应用中，不是首先追求放出容量的百分之多少，而是要关注发现与处理落后蓄电池，经对落后蓄电池处理后再做核对性放电实验。

这样可防止事故，以免放电中落后蓄电池恶化为反极蓄电池。

蓄电池的类型选择

∙　　蓄电池有多种类型，目前，风力发电普通采用于荷铅酸蓄电池。

这种电池灌液后，经过30分钟，待液温为l5℃时即可使用，不需要进行初充电。

对刚刚安装风力机，又不具备初充电条件的偏远地方，立即可以用电，是很优越的。

这种电池的缺点是体积与重量较大，搬运不方便。

市场销售的铝酸蓄电池多是机动车启动用电池，其极板结构与制造特点，使用在风力发电的充放运行条件下，是不适合的，使用命短，一般只有2～3年左右。

在容量较大的风力发电站中，最好采用固定型防酸隔爆式铅蓄电池，这种电池具有容量大，电液比重较低（15℃时约在1．21左右），减少对极板与隔板的腐蚀，可延长蒸发时间，还有防渗漏措施，减少了对地的放电。

　　碱性蓄电池体积小。

重量轻，使用寿命可达15年左右，在我区也有少量使用。

碱性电池寿命虽然比酸性电池长5—7倍，但其价格却高出酸性电池10几倍。

从经济上考虑，我们认为在小型风力发电中还是使用于荷铅酸蓄电池较有利。

蓄电池的三种运行方式

∙　　1．全充全放制。

即风机集中安装，集中充电，电瓶分散到户，每户两块电瓶轮换使用。

　　风力发电是受风制约的，尤其是对小型风机更为明显。

在村内风小，风机必须集中安装在村外，架线又有困难的农村、浩特，适合采取这种方式。

风机可以架设在风能较佳的场地上，得以充分利用风能。

电瓶轮换使用能保证满充满放。

缺点是：

　　①所需电瓶较多，增大投资与电度成本。

　　②电瓶使用效率较低（约40％左右）。

　　③电池的充放电轮换频繁，使用寿命较短。

　　④经常来回搬运电瓶给用户造成麻烦，且容易碰坏电瓶；

搬运不慎，电解液容易外漏，会造成电瓶缺液或烧坏衣服。

　　2．半浮充电运行方式。

就是风机（直流发电）与电瓶并联供电的工作方式。

不用电时（白天），由风机发电向蓄电瓶充电；

无风时，由蓄电池向负载供电；

有风时，由风机发电浮充蓄电瓶并供电。

这种方式多用于单机1～3户使用，配置的莓电瓶容量较少，投资也相应减少。

采用半浮充制蓄电池的寿命一般此全充全放制长些，蓄电池的使用效率约50％左右。

　　3．全浮充制。

把电瓶集中安装在充电间，将电池组与风力发电机并接在负载回路上，使电池常期处于小电流充电中。

风机在向负载供电时，风速波动引起的电压波动，通过蓄电池组起到了稳定作用，保证了正常供电。

这种运行方式电池使用寿命比以上两种方式都长，而且所需的蓄电池容量大为减少，电能效率提高，简化了电池维护，整个供电设备效率可达到60—70％。

察右后旗韩勿拉风力发电站就是采用这种方式进行工作的。

蓄电池容量的确定方法

∙　　蓄电池容量配置的是否合理，直接影响风力发电的各项技术经济指标。

容量选的小了，多风时发出的富余电量得不到充分储存。

容量选的太大，一则增加投资；

二则蓄电池可能会长期处于充电不满状态，将会影响蓄电池的效率与使用寿命。

表一为蓄电池在风力发电设备中所占投资情况。

　　一般常规充电是“两阶段恒电流充电”，此法既不浪费电力，充电时间短，对延长蓄电池使用寿命有利，同时计算蓄电池容量也容易得多。

风力发电的情况，则不同于常规充电。

　　由于风速经常变化，电机输出的电流时大时小，时有时无，这样蓄电池充电电流与所需充电时间就很难确定。

针对这种实际情况，我们采用如下两种计算方法来确定配置蓄电池容量。

　　1．电量平衡计算法。

　　计算步骤如下：

　　a．根据当地气象部门提供的风速资料，以十天为一时度，逐旬分别统计风机起始工作风速至停机风由范围内的不同风速发生小时数。

　　b．根据选用的风力发电机的P＝f（V）特性曲线与风速资料，计算—台机逐旬所能发出的电量，并绘出其全年发电量过程曲线。

图—是根据内蒙察右后旗的风速资料计算绘制的商都牧机厂ED1．5～100型风机的年发电量过程线。

计算得出该机在当地的风况下，年发电量为276度。

从过程线看出各旬的发电量变化很大，最多的四月下旬为19度，最少的二月下旬仅0．95度、相差近20倍，说明配置蓄电池进行储能调节是必要的。

　　C根据用电信况，计算出逐旬的用电量，并给出全年用电量过程线。

附图中虚线所示。

　　d．比较发电量与用电量过程线，以发电少于用电差值最大的时段（图中斜线部分）的电量来确定所需蓄电池容量。

图中差值最大的电量为2。

3度。

需配置2300伏安时电池，实际选用12伏48安时蓄电池4块。

总容量2304伏安时。

　　2．经验计算法

　　根据我们试点的经验，在察右后旗、商都地区的风况下，也可采用以下公式简便估算所需电池容量。

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　　式中：

Q——所需配置蓄电池容量（安时）；

　　p——负载功率（瓦）；

　　t——日用电小时数；

　　U——标准蓄电池电压（一般为12伏）；

　　n——电池储备周期系数；

（根据风况而确定，一般取3～8天）

　　K——放电控制系数、（取0．75～0．8）

　　上式考虑了：

①用电设备的额定功率，②当地气象情况，即无风期平均时间，⑧为了防止蓄电池过放电，放电应控制在一定程度。

　　仍以察右后旗为例，安装一台100瓦机，供3户用电，每户装设12伏15瓦的灯泡2只平均每天照明5小时，计算所需配置的蓄电池容量。

（储备系数取6，放电控制系数取0．8）代入公式得：

　　选用6块l2伏48安时蓄电池，总容量288安时。

　　确定标准电池时，必须注意：

蓄电油组的容量应能安全接受风力发电机输出的最大电流强度Imax。

蓄电池在线监控解决方案

∙　　一、方案概述

　　通信电源是整个通信设备的重要组成部分，通常被称为通信设备的“心脏”,在通信局（站）中，具有无可比拟的重要地位。

如果通信电源供电质量不佳或中断，将会使通信质量下降甚至无法正常工作直至通信瘫痪，造成重大的经济损失，给人民生活带来了极大的不便，以及造成极坏的政治影响。

　　蓄电池组在通信系统中作为通信电源的最后一个保障，采用储能方法为系统供电。

在市电与柴油发电机失效情况下，只能通过蓄电池给设备供电，保证信息通信的安全。

一旦失效，将造成不可估量的严重后果！

　　在各种基站或者无人值守的机房，布放蓄电池监测仪，24小时无间断的监控蓄电池的电压、电流与内阻等数据，并提供告警输出，通过DCN或者MSTP网络将每个机房的蓄电池监测数据发送到中心机房的网管服务器上，自动绘制各种数据的图表，可以定期生成测试维护报告，方便用户定期保存测试记录。

维护人员可以通过不同级别的客户端访问服务器，实时获取各个机房的蓄电池运行情况，及时发现有问题的单体电池，进行维护或者更换。

防止蓄电池长期处于不正常状态下运行，导致需要蓄电池供电时无法供电影响通信设备的稳定运行。

　　二、图解方案

　　三、相关产品

蓄电池的使用与保养

∙　　虽然免维护电池在使用时不需要人工进行专门的维护工作，但是在使用时还是有一定的要求，如果使用不当会影响电池的使用寿命。

　　影响电池使用寿命的因素有以下几点：

安装、温度、充放电电流、充电电压、放电深度与长期充电等。

　　1）电池安装

　　电池应尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方，并要避免受到阳光、加热器

或其他辐射热源的影响。

电池应正立放置,不可倾斜角度。

每个电池间端子连接要牢固。

　　2）环境温度

　　环境温度对电池的影响较大，环境温度过高，会使电池过充电产生气体，环境温度过低，则

　　会使电池充电不足，这都会响电池的使用寿命。

因此一般要求环境温度在25℃左右，山特UPS浮充电压值也是按此温度来设定的。

　　3）充放电电流

　　电池充放电电流一般以C来表示，C的实际值与电池容量有关。

举例来讲，如果是100AH的电池：

C＝100A。

松下铅酸免维护电池的最佳充电电流为0.1C左右，充电电流决不能大于0.3C。

充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命。

放电电流一般要求在0.05~3C,UPS在正常使用中都能满足此要求，但也要防止意外情况的发生，如电池短路。

　　4）充电电压

　　由于UPS电池

属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。

为延长电池的使用寿命，山特UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制，电池充满后即转为浮充状态，每节浮充电压设置为13.7V左右。

如果充电电压过高就会使电池过充电,反之会使电池充电不足。

充电电压异常，可能是由电池配置错误引起，或因充电器故障造成,因此在安装电池时，一定要注意电池的规格与数量的正确性，不同规格、不同批号的电池不要混用。

外加充电器不要使用劣质充电器，而且安装时要考虑散热问题。

　　5）放电深度

　　放电深度对电池使用寿命的影响也非常大，电池放电深度越深，其循环使用次数就越少,因此在使用时应避免深度放电。

虽然山特UPS都有电池低电位保护功能，一般单节电池放电至10.5V左右时，UPS就会自动关机，但是如果UPS处于轻载放电或空载放电的情况下,也会造成电池的深度放电。

　　6）定期保养

　　电池在使用一定时间后应进行定期检查，如观察其外观是否异常、测量各电池的电压是否平均等；

如果长期不停电，电池会一直处于充电状态这样会使电池的活性变差,因此即使不停电，UPS也需要定期进行放电试验以便电池保持活性。

　　放电试验一般可三个月进行一次,做法是UPS带载－－最好在50[%]以上,然后断开市电，使UPS处

　　于电池放电状态,放电持续时间视电池容量而言一般为几分钟至几十分钟,放电后恢复市电供电，继续对电池充电。