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阀控式铅酸蓄电池简介与维护

标称容量的80%的来源? 实际容量与标称容量的关系?
标称容量500Ah的电池,出厂时的实际容量可能为600Ah,假定该电 池在使用中容量衰减了20%,即测试时的实际容量为: 600Ah ×80%=480 Ah 如果与标称容量比对,电池容量还有96%,是正常的电池,如果与出厂时的 实际容量比对,电池容量只有80%了,到了失效的边缘, 我们该如何判别 呢????
内阻检测法
交流内阻:有正弦波和方波二种方式。 给电池注入一个固定频率和固定电流的交流信号(一般使 用1kHz、50mA,也有3~10Hz、300~1000mA的),然后对 其电压进行采样,经过整流、滤波等一系列处理后,以交流电 压分量与交流电流分量之比计算出该电池的内阻值。 可反映电池趋势,有在线和便携方式,由于电流信号较小, 精度稍差,易受干扰。 直流内阻:短时间内(一般为2~3秒)强制通过一个很
寿命终止的标志应为实际容量的80%!
核对性容量测试法
按国际标准 IEC 869-2(1995)《固定铅酸蓄电池 一般要求和试验方法第二部分阀控式》、 国家标准 GB 13337.1-91《固定型防酸式铅酸蓄电池技术条件》、国家 电力部的行业标准 DL/T 637-1997 《阀控式密封铅酸蓄 电池订货条件》 ,阀控式铅酸蓄电池容量测试为:
1.重复各项月度检查。 2.测量和记录各在线电池的浮充电压。
六、阀控式铅酸蓄电池的维护
3.蓄电池长时间不放电使用时,需三个月手动放电一次,并做 好记录(停电频繁场站无需再手动放电)。 年度保养
1.重复季度所有保养、检查。 2.每年检查连接部分是否松动。 3.每年电池组以实际负荷进行一次核对性放电试验,放出 额定容量的30%~40%。
以电池额定容量(C)的10h 率放电电流 I10 进行放 电,并记录电池端电压、温度、放电时间,直至电池电 压降至电压下限,计算电流与时间的乘积即为电池容量。 如电池温度不为 25℃ ,应进行换算。 Ct Cd = ——————— 1 + K( t – 25 )
状态检测法
电压:通过测量电池的浮充电压检测电池状态 可测出电池开路、短路、严重损坏电池 如:浮充电压严重偏高,可能是电解液干涸 栅板严重硫化,导致内阻增大引起。
电池组不退出运行,把充电机电压调低到保护电压,利用实际负荷负 载和外加负载对电池组进行浅容量(30-50%)放电测试,基本上可对电
池状态作出了解。
不退出运行,对电池组进行短时间放电,目的是发现落后电池。
问题电池失效的标准?
当检测蓄电池的容量即在25℃时实际容量等于或 小于80%标称容量时为寿命终止。
三、阀控式铅酸蓄电池特点
全密封结构,用一安全阀控制电池内气体压力。 VRLA ( Valve Regulated Lead Acid ) 利用氧再复合“水循环”原理,使电池正极析 出的氧气通过隔膜扩散到负极发生氧化反应生成 PbO2 ,并与 H2SO4 反应,最终生成水,避免了 水的散失。 采用玻璃纤维或胶体作为隔膜,吸贮电解液, 贫液式,紧装配。
大的恒定直流电流(目前一般使用40A~80A的大电流), 测但在线方式不易实施。
阀控式免维护铅酸蓄电池的维护
月度保养 1.保持电池房清洁卫生; 2.测量和记录电池房内环境温度,电池外壳温度和极柱温度逐 个检查电池的清洁度、端子的损伤及发热痕迹、外壳及盖的损 坏或过热痕迹; 3.测量和记录电池系统的总电压、浮充电流。 4.定期对开关电源的电池管理参数进行检查,保证参数符合要 求。 季度保养
二、铅酸蓄电池的主要结构和工作原理
正极活性物质是二氧化铅,电极反应为: PbO2 + 3H + + HSO4 + 2e
PbSO4 + 2H2O
负极活性物质是海绵状金属铅,电极反应为: Pb + HSO4-- - 2e PbSO4 + H+
从反应式中可以看出,硫酸不仅传导电流,而且参与电化学反应,放电 时硫酸不断减少,生成水,电解液浓度降低; 充电时不断生成硫酸,消耗水,电解液浓度增加。
阀控式铅酸蓄电池的简介与维护
运行部 2015年3月
主要内容
• • • • • • • 一、名词解释 二、 铅酸蓄电池的主要结构和工作原理 三、 阀控式铅酸蓄电池特点 四、VRLA蓄电池的早期失效 五、阀控式铅酸蓄电池测试方法 六、阀控式铅酸蓄电池的维护 七、事故案例
一、名词解释
在我们场站中常用的蓄电池分为两种:一种给发电机 启动时和控制柜供电用的铅酸蓄电池,叫:排气式铅酸蓄 电池。另一种主要是给UPS使用的铅酸能蓄电池,叫:阀控 式铅酸蓄电池。很多人要问这两种电池有什么定义。 根据《GB/T 2900.11 蓄电池名词术语》中定义: 排气式储能用铅酸蓄电池:电池盖上有能够补液和析 出气体装置的蓄电池(简称:排气式蓄电池) 阀控式储能用铅酸蓄电池:各个电池都是密封的,但 是都带有在内压超出预定值时允许气体逸出的阀的储能用 铅酸蓄电池(简称:阀控式蓄电池)。 注:正常情况下这种电池不能添加电解液。 今天我们主要讲解的是阀控式铅酸蓄电池
阀控式铅酸蓄电池VRLA拥有先进的 设计思想和工作原理,理论上有较高的 可靠性和较长的使用寿命,厂家也都宣 传有10~15年的浮充使用寿命。然而实 际使用情况却强差人意,有些厂家的电 池仅使用了二三年,甚至更短时间就出 现了失效电池——
四、VRLA蓄电池的早期失效
VRLA蓄电池的早期失效原因:失水、负极板硫 酸盐化、热失控 、工艺设计缺陷、但是电池本
2.23v 2.25v 2.24v 2.25v
某站两节蓄电池浮充及充放电情况
上图中蓝色曲线为7#电池1月到9月的浮充电压表现,红色为1# 电池的浮充表现,绿色是本组电池此时间段的平均电压。 从图上看,1#电池长期处于欠充状态,而7#电池长期处于过充状态。
1#电池由于长期处于欠充电状态,放电电压明显低于平均电压,且在放 电终止时回升缓慢,而7#电池由于处于长期过充电状态,放电电压也明显低 于平均电压,但在放电终止时迅速跳跃回升,表现了内阻的作用.
问题
作为备用电池我们到底要测什么? 从核对性放电测试到电池端电压监测,再 到内阻测试,人们寻找了很多方法,但我们到底 想要知道什么??
答案只有一个——我们想知道: 如果现在发生停电,这组电池能支持负载 供电多少时间!! 或者说这组电池还有多少容量!!
内阻大:充电上升 快,放电下降快
容量不足:充电上 升慢,放电下降快
2.25v 2.29v 2.24v 2.25v
身的离散性是电池早期失效的根本原因
电极材料的配方制备、安装、化成工艺等的 非稳定因素和不一致因素,导致了电池性能的离 散性,这给电池的运行留下了失效的隐患。 当性能不一致的电池组成一组电池并投入运 行时,各电池的浮充电压会有很大差异。经长时 间运行后,浮充电压高的电池因长期过充导致失 水和极板腐蚀;反之,浮充电压低的电池因长期 欠充导致容量损失和极板硫酸化。 电池性能劣化有自加速的趋势。
浮充电压严重偏低,可能是电池长期欠
充或正极板腐蚀。 电流:检测浮充电流是否正常 温度:有无温度异常,但一般为环境温度
内阻检测标准
内阻检测标准依据: IEEE std 1188-1996 IEEE std 1188-1996 第15页: Conductance measurements can be performed by applying a voltage of known frequency and amplitude across a cell and observing the ac current that flows in response to it. The conductance is the ratio of the ac current component that is in-phase with the ac voltage. To the amplitude of the ac voltage producing it. 电导测量是通过对蓄电池外加一个已知频率、强度的电 压,测量同相的交流电流,交流电压产生交流电流,电 导是一个交流电流和同频交流电流的比率。
七、事故案例
2007年7月14日福建宁德甘棠变电站蓄电池开路导致全站失电
2007年9月9日阳江变电站蓄电池室起火事故。
五、阀控式铅酸蓄电池测试方法
国家标准容量测试法:0.1C10小时放电 (核对性容量测试)
状态检测法 内阻测试法
一组电池如何进行核对性容量测试
在变电站设计时,改变单电池组设计方案,以二组电池组替代一组电
池组,便于维护和检修。如图:
200Ah
100Ah
100Ah
用备用电池组投入运行,对待测电池组进行全容量核对性放电。
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