科华蓄电池参数 科华免维护蓄电池

科华公司是集研发、生产、销售和服务于一体的专业电源厂商，是“国家火炬计划项目”的承担者，是国家科技部认定的“重点高新技术企业”，公司建立了以ISO9001国际质量管理为基础的规模化生产体系，在ups电源、直流电源模块、逆变器、蓄电池等领域处于地位，已成为国内规模的现代化电源产品制造商之一。 6－GFM系列阀控密封式铅酸蓄电池专为UPS应用设计，性能优越、技术成熟，具有安全、可靠、维护省力等特点，广泛应用于金融、通信、电力、铁路、保险、交通、教育、、、制造、企业等系统。免维护的专业设计 采用高可靠的专业阀控密封式设计，有效确保电池不漏(渗)液、无酸雾、不腐蚀，并在充电时产生的气体基本被吸收还原成电解液，在使用时无需加水、补液和测量电解液比重。超长的使用寿命 独有配方的板栅和合金设计，有效抵抗极板腐蚀；的大电流放电特性，可靠的快速充电性能，优越的深度放电恢复能力，确保电池的使用寿命。浮充设计寿命可达6年以上。极小的自放电电流 采用优质高纯度材料设计，自放电电流极小，自放电所造成的容量损失每月小于4％，减轻客户电池存储时的维护工作。极宽的工作温度范围 电池可以在-20℃～+50℃甚至更宽范围的温度条件下工作，电池的内阻比常规电池小的多，在-20℃～+50℃的温度范围内进行大电流放电，其输出功率比同规格的传统式开口电池高。良好的批量一致性 的设计技术和100％气密性、电压、容量和安全性能检验，保证了大批量生产的电池具有良好的一致性，特别适合于需要多节电池串联使用的场合，例如ups电源后备电池组、逆变器后备电池组等。合理的安装和结构设计 国际化的极柱设计和紧凑的整体结构设计，方便安装和拆卸，易于维护，大大节省用户成本。科华蓄电池一、概述铅酸电池技术发展100年来基本没什么变化。虽然在化学和结构上已有改进，但引起电池发生故障有一个共性的因素。这个故障原因是：硫酸盐堆积在极板上导致失效的结果，解决这些问题有效的方法是应用脉冲技术。脉冲技术有助于排除电池这些故障，它可以保持高的活性物质反应，使电池内部平衡，容易接受外接充电。这样一来，节约了因置换电池带来的各种相关费用。二、技术介绍专家预言：铅酸电池作为在电池电源领域里以位置将延续到下一世纪。但值得重视的问题是，多数电池的工作状态不能达到当今科技先进交通工具的需求。按说，铅酸电池的反应材料能维持8年—10年或更长一些，但事实上做不到。现在的电池平均寿命是6—48个月。而能用48个月的电池仅占30%。大部分电池则提前衰老和失效。影响电池寿命的一系列问题的原因是：硫酸盐的堆积，而有效解决这些问题的方法是脉冲技术。早在1989年就有个专利，利用脉冲技术提高电池的实用性，延长电池寿命。它的工作原理：使电池一直维持高的活性物质反应，使电池内部平衡，易接受充电。这种技术可提供大的放电容量，接受充电快，而且能使用持久。(换言之，延长电池工作寿命)现在让我们来了解一下脉冲技术是如何有益于电池，其工作原理是什么。首先让我们重温一下电池的工作原理：依照国际电池理事会手册第11版：“蓄电池是属电化学原理设计范畴，电池产生的电能是由存储的化学能转变的。在车辆和动力机械设备上需要电池，它的三种主要功能是：(1)、供电给点火系统，使发动机启动。(2)、给发动机外的电器设备供电。(3)、对电器系统起到稳压作用，使输出平滑和降低瞬间有电器系统发生高压。”电池由两种不同材料构成(铅和二氧化铅)，这两种材料置于硫酸液中反应产生电压,在放电过程，正极铅板上的活性材料与电解液的硫酸根生成PbSO4。同时，负极板上的活性材料也与电解液硫酸根生成PbSO4。所以，放电的结果使正负极板都覆盖了硫酸铅(PbSO4)。电池的恢复是通过对它反方向充电。在充电过程，化学反应状态基本是放电的逆反应。这时正负极板上的硫酸铅(PbSO4)分解变为原来状态，即铅和硫酸根，水分解出“H”和“O”原子，当分离后的硫酸根与“H”结合还原为硫酸电解液。从上所述，蓄电池的工作基本原理是硫酸和铅进行离子交换的化学反应过程形成的能量。在能量交换过程中，其反应生成物—硫酸铅在极板上是“临时”的。但值得注意的是，在充电还原过程，极板上的硫酸铅并不能全部溶解而堆在极板上。这种堆积物是电化学反应的剩余物，占据了极板的位置。这就是说，极板的有效反应材料在不断减少，这是导致电池失效的主要原因。(因硫酸铅导致电池失效，这种现象的通俗叫法是—极板盐化)极板盐化问题：大多数电池失效归咎于硫酸铅的堆积。当硫酸铅分子的能量大于一个极限低值的时候，它们从极板上溶解，返回到液体状态。那么，它们可以接受再充电。但实际上，总有一部分的硫酸盐是不能返回电解液里的，而是贴附在极板上，终形成不可溶解的晶体。硫酸盐结晶体是这样形成的：这些不能参与反应的单个硫酸盐分子的核心能量都处于极低状态，它逐步吸附其它因能量极低的硫酸盐分子。当这些分子堆积，并紧密地结合时，就形成一个晶体。这种晶体不能有效地溶解到电解液里去。这些晶体的存在，占据了极板的位置，使极板失去了充放电的能力。所以，极板被覆盖的这一点或这一部分都相当于是死点。依照BCI手册58页说：“电池的本质是化学类器材，它的充电特性常常是由电池自身化学变化而改变的。例如，硫酸盐应是正常的化学反应生成物，但在非正常状态下，它变成多余物质而成为影响化学反应的主要问题，而这些多余的硫酸盐在极板上不断堆积，又长期被忽略。另外，新电池如存放时间过长，也会出现这种状态。当电池严重盐化时，就不能接受发电机对它的快而满的补充电。同样，也不能作满意的放电。随着盐化加剧，终因电池不能接受充电和放电而失效。”第56页上说：“充电电压是受温度和电解液浓度、电解液接触极板的面积、电池的年限、电解液纯度等因素影响。极板上的盐化结晶很硬，使内阻增大。”超过80%的电池是因为这些盐化晶体堆积而引起失效。这些晶体形成的速度、面积及硬度是与时间、电池充电状态、能量储备的使用周期有紧密关联。电池上的盐化结晶物堆积是非常麻烦的。科华蓄电池的测量事项：(1)测量电池单体浮充电压每月应测量一次电池单体浮充电压,填好测量记录并记下环境温度。可以直接用万用表手工测量,也可以通过监测设备测量。浮充电压的设置对电池的寿命具有相当重要的影响。在理论上要求浮充电压产生的电流量是用以补偿电池的自放电。浮充电压过高会引起电池正极腐蚀和失水,使电池容量下降;而浮充电压过低,也会使电池充电不足,引起电池落后,严重时会出现电极硫酸盐化。浮充电压的选择可以根据厂家说明书的要求而设定,没有说明书时也可以设置在(2.23～2.28)V·N(N为单体电池个数)。虽然测量浮充电压并及时作出调整是蓄电池日常维护的一项重要工作,但是测量浮充电压并不能找出落后单体电池。实践证明,阀控密封铅酸蓄电池端电压与容量无相关性,从静态的浮充电压,无法准确判断出蓄电池的好坏。(2)内阻(电导)测量阀控蓄电池的故障,如板栅腐蚀、接触不良、活性物质可用量减少等集中表现于蓄电池内阻的增大、电导的减小,因此,电导或电阻的高低可提供反映蓄电池故障和使用程度的有效信息。目前国际上流行一种用电导测试的方法检测电池的内阻来藉此判断电池的实有容量。电导,即内部电阻的倒数,是指传导电流的能力,它反映了电阻的大小。测试方法是用交流发电装置向蓄电池单体或蓄电池组注入一个低频20～30Hz或60Hz的交流信号,测量通过电池的交流电流和每只蓄电池两端的交流电压,然后计算出I/U或Uac/Iac比率,即可得出蓄电池的电导或电阻值,并显示这个值。这一测试理论认为剩余容量和电池内阻有一定的固定关系,特别是在剩余容量不足50%时,会迅速下降,因而根据电池的电导或电阻值来判断电池容量有很好的一致性。然而阀控电池的电阻组成是复杂的,包含了电池的欧姆电阻,浓差极化电阻,电化学反应电阻及双层电容充电时的*作用。在不同的量测点和不同的时刻测得的电阻值包含的组成也是不同的。另外由于内阻值为毫欧级,所以连接电缆、测试夹具、测试仪性能等都会对内阻测量产生较大的*,内阻值的真实性和准确性怎样得到保障,这是需要大量实践来确定的。在目前没有权威机构或国家标准证实的情况下建议将内阻(电导)测量方式作为一种辅助测试手段判别电池性能。(3)核对性放电按照电力部《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》DL/T724-2000标准,新安装或大修后的阀控蓄电池组,应进行全核对性放电试验,以后每隔2～3年进行一次核对性试验,运行了6年以后的阀控蓄电池,应每年作一次核对性放电实验。阀控蓄电池组的恒流限压充电电流和恒流放电电流均为I10。额定电压为2V的蓄电池,充电电压不超过2.4V,组合电池和蓄电池组充电电压不超过2.4V×N。额定电压为2V的蓄电池,,放电终止电压为1.8V;额定电压为6V的组合式电池,放电终止电压为5.25V;额定电压为12V的组合蓄电池,放电终止电压为10.5V。只要其中一个蓄电池放到了终止电压,应停止放电。新验收的蓄电池,在5次充、放电循环内,当温度为25℃时,放电容量应不低于10h率放电容量的95%。(《电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范》GB50172-92)已投入运行的电池,在三次充、放电循环之内,若达不到额定容量值的80%,此组蓄电池为不合格。由于缺乏有效的设备,传统放电试验,需将蓄电池组脱离运行,接上电热丝或水阻放电。通过调整电热丝或水阻,使电池组以恒定电流放电,同时用万用表每隔一定时间就须测量电池端电压一次,直至其中有一单体的端电压到达规定的终止电压时停止放电,其放电时间与放电电流的乘积即为该电池的实际容量。此种检测方法测量电池的容量数值准确,能够清晰的判别电池是否为失效电池。由于负载体积庞大,搬运不方便;放电时产生的巨大热能,导致电热丝发红,容易引起安全事故;试验中至少一人测量一人记录数据,工作量过大,难于全面进行;放电快结束时,电池电压下降较快,个别电池端电压可能在两次测量间隔期间突然降至终止电压以下,造成过度放电。科华蓄电池交流供电系统的负载性质是多种多样的,例如:非线性、线性、阻性、感性、容性、功率因数范围、额定输出功率等;不同类型的UPS要分别适用于不同的负载,要有不同的设计、不同的分析方法、相应的特性、相应的技术措施、不同的标准和鉴定。1 通信用UPS的负载类型我国原发布的UPS标准“通信用不间断电源—UPS”YD/1095-2008,属于通信行业标准,“通信用”三个字,更明确一点就是“通信机用”(而不是指“通信局站”应用UPS的全部范围),强调出适用的“行业”和技术上的“专业”性。当前发展得很快的是绿色数据中心,采用的是信息和通信技术(ICT),含有大量的服务器、联网和通信设备,以微电子、计算机技术为核心,普遍采用低压直流电源,即由交流电源经整流器来供电;所以“通信用”UPS要满足通信用整流器的输入特性的要求,通信用UPS的标准中两类典型的负载:非线性负载(非线性的等效阻性负载)和阻性负载(线性的阻性负载),对应于以下说明的两类常用的整流器的输入特性(不考虑用于其他类型的性能差别甚大的非线性、线性负载,如:非线性感性负载、线性感性负载等),具体说明如下:1.1 电容滤波的单相整流器(无功率因数校正)其典型电路是单相桥式二极管整流,直流输出侧由直流电容滤波。此类整流器的输入特性在通信用UPS标准中称为非线性负载(必须注意:不是指其他的非线性负载):(1)输入电流波形的时间范围(波形宽度)稳定运行时,输入的正弦波电压瞬时值增大到其峰值电压附近时,二极管才通过正向电流向电容器充电,二极管每一次的导通时间通常约占半周期的1/3(约60°)。(2)输入电流的峰值在较短的时间内,要使电容器充入足够的电荷,需要相对很大的电流瞬时值,例如,约为输入电流有效值的3倍。(3)输入电流的相位由于电流出现在电压的峰值附近,所以此电流的基波基本上与电压同相位。(4)整流器输入侧的功率因数由于以析的电流波形,可用频谱分析,含有基波、3次、5次、7次等谐波,总电流的有效值明显大于基波电流的有效值,两者数值之比的临界值取为1:0.7,这两个电流分别乘以同一个正弦电压有效值,就可得到视在功率和有功功率,相对应的功率因数也为0.7。这是通信用UPS标准中选定的临界值。实际上,较高电压(如220V)输入的整流器,其等效串联内阻明显相对较小,电流的峰值相对较大,功率因数明显较小(<0.7)。1.2 有源功率因数校正的整流器科电蓄电池(1)市电供电系统在现有供电设备额定容量(额定视在功率)的条件下,为了输出尽可能大的有功功率,要求负载(用户)有较高的功率因数。由于大功率半导体器件和电子电路的发展,通信用整流器的设计生产单位,设计和制造出有源功率因数校正的单相整流器。其输入电流接近于正弦波,基波相位与电源电压近于同相位。谐波含量很小,使输入功率因数很高,很接近于极限值1,如:0.98、0.99、大于0.99等。此特性非常接近于(线性的)阻性负载。(2)谐波含量很小,对输入电压波形畸变的不良影响极小。(3)输出直流电压标称值为48V、24V的(有源功率因数校正的)通信用(单相)整流器,在通信系统生产中可靠运行,技术成熟。其产品可直接选用,其技术便于推广到各种规格的产品。2 通信用UPS输出端适应的负载功率因数范围与额定输出功率电源设备与负载是相辅相成的。交流电源提供稳定的交流电压有效值、频率和波形,而电流和功率因数与负载阻抗相关。但电源设备要对其所能承担的各参数的变化范围作出规定,UPS输出端与功率因数有关的特性,对负载的工作范围至关重要。若负载在运行时的相应参数超出电源设备规定的范围,而进入不安全区域时,电源设备应有相应措施,如:告警、限流、转旁路、停机等,以保护电源设备自身的安全。各种UPS输出端口的参数范围关系到它的使用范围和经济性。2.1 功率因数有其复杂性(1)针对UPS输出端与负载的不同,例如:普通(无输入功率因数校正)输出侧电容滤波的整流器的功率因数以0.7为分界线,也就是说,UPS输出额定容量时,若某UPS设计在输出端能承受功率因数为0.7的负载。实际的UPS不但要能承受功率因数为0.7和<0.7的负载,若UPS输出端承受的功率因数的能力能高一些,即≥0.7,则会安全些。负载的视在功率增大到UPS的额定容量时,功率因数应不超过0.7,负载的功率因数若低一些,即≤0.7,是安全的。只有同时满足上述两方面的条件下,才能保证UPS中逆变器的功率半导体开关器件的功率损耗、发热、温升不进入危险状态。(2)此UPS能否向高功率因数的负载供电呢?此UPS能否向功率因数=1(或近于1)的负载供电呢?1远大于0.7,是不好办了吗?退一步讲,负载功率因数若是0.9、0.8又如何呢?实际上,无率因数多大,只要将对应于该功率因数时的允许电流值作相应的调整(例如:相应减小),都能找到安全的工作范围。因此,要用许多数据(如用表格、曲线等方式)来表示,才能表达清楚。2.2 额定输出功率(1)额定输出功率作为技术指标,甚为直观对于通信用UPS来说,目前标准中采用额定输出功率作为技术指标。这就是,不率因数大小,只要在运行时同时注意:视在功率不超出该UPS的额定容量,输出的有功功率不超出该型号的通信用UPS所规定的额定输出功率,就可以了。(2)额定输出功率的确定额定输出功率应在输出有功功率规定的范围内确定:在通信用UPS标准中,具有输出有功功率指标,也可用不等式表示为输出有功功率≥额定容量×0.7(kW/kVA)此式若改变形式,将“额定容量”移到不等式的左下方,得到(输出有功功率/额定容量)≥0.7(kW/kVA)可见,不等式的左边就是功率因数的计算关系(其中:输出有功功率含有其单位kW,额定容量含有其单位kVA),不等式的右边就是功率因数的小值和功率因数的单位(即输出有功功率的单位kW与额定容量的单位kVA之比)。

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