賽特蓄電池BT-HSE-65-12

賽特蓄電池BT-HSE-65-12 12V65AH免維護鉛酸蓄電池

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產品特性

賽特蓄電池BT-HSE-65-12 12V65AH免維護鉛酸蓄電池

UPS供電系統的蓄電池選擇、配置及維護

核心提示： 以上通過對閥控式密封鉛酸蓄電池在UPS供電系統中的作用、工作原理、配置維護等方面進行進行全面分析，并結合實際工作經驗，提出一些行之有效的方法，幫助用戶提高蓄電池維護管理水平，更加明確了蓄電池在保障UPS供電系統安全運行中的重要作用。

1.概述

大型石油化工企業的顯著特點是原料及產品絕大多數為易燃、易爆、有毒、腐蝕性強的物質：生產工藝連續性強，自動化程度高，技術復雜，設備種類繁多，稍有不慎就可能發生破壞性很大的事故。因此石化企業對提供可靠電源保障的UPS供電系統的可靠性、連續性和安全性要求很高。

UPS供電系統在各行業數據中心中起到重要的電源保障作用，要為負載提供不間斷的供電，就必須具有電能儲存的功能。因此，蓄電池成為UPS供電系統的重要組成部分。而由于蓄電池本身或者管理上的原因，目前有許多UPS故障是由蓄電池引起。因此有必要加強對蓄電池特性的了解，正確選配和使用蓄電池，盡可能地延長蓄電池的使用壽命。同時，如何管理蓄電池成為各個UPS廠家及行業用戶重點研究的問題。

以下對目前大型UPS系統廣泛采用的閥控式密封鉛酸（VRLA）蓄電池在UPS供電系統中的作用、工作原理、配置、選用、安裝、維護等方面進行探討。

2.蓄電池在UPS供電系統中的作用和意義

在UPS供電系統中，蓄電池大多采用免維護蓄電池。蓄電池在UPS供電系統中的主要作用就是儲存電能，一旦市電中斷，由電池放電供給逆變器，由逆變器將電池釋放出的直流電轉變為正弦交流電，維持UPS的電源輸出，確保負載在一定的時間內正常用電。

在市電正常供電時，電池在整流－充電電路中儲存電能，同時對直流電路起到平滑濾波的作用，并在逆變器發生過載時，起到緩沖器的作用。

而在日常工作中，人們往往片面地認為蓄電池是免維護的而不加重視。然而由于對蓄電池的不合理使用，產生了蓄電池的電解液干涸、熱失控、早期容量損失、內部短路等問題，進而嚴重影響到供電系統的可靠性。有資料表明，蓄電池故障而引起UPS主機故障或工作不正常的比例大約為60%.由此可見，加強對UPS電池的正確使用與維護，對延長蓄電池的使用壽命，降低UPS供電系統故障率，有著越來越重要的意義。

3.蓄電池的種類

蓄電池在UPS中已得到廣泛的應用，其品種繁多，型號齊全，規格各異，但按其基本性質可以分為酸性電池和堿性電池兩大類：

酸性電池：酸性電池的電解液一般是由稀硫酸（H2SO4）或者膠體硫酸構成，極板由鉛Pb和過氧化鋁PbO2構成，通過化學反應貯存電荷，起到電池儲能的作用。

堿性電池：堿性電池的電解液一般是由氫氧化鉀KOH或者*NaOH（燒堿）組成。極板由于電池的結構不同而各異。如鎘鎳電池正極板是氫氧化鎳Ni（OH）3，負極板是鎘Cd；鐵鎳電池的正極板是氫氧化鎳Ni（OH）3，負極板是鐵Fe；銀鋅電池的正極板是過氧化銀Ag2O3，負極板是鋅Zn.

4.鉛酸蓄電池的工作原理

UPS、直流電源設備常用的蓄電池是鉛酸蓄電池。傳統的鉛酸蓄電池是開口式結構，電池在使用過程中，有氫氣和氧氣以及酸霧逸出，不僅污染環境還具有危險性，維護時需要加水、加酸，已逐漸被市場淘汰。現在UPS供電系統中蓄電池大多采用閥控式密封鉛酸（VRLA）蓄電池。閥控式鉛酸蓄電池的主要優點是在充電時正極板上產生的氧氣，通過再化合反應在負極板上還原成水，使用時在規定浮充壽命期內不必加水維護，所以又稱為免維護鉛酸蓄電池。可見，免維護只是與普通蓄電池相比，運行中免去了添加純水或蒸餾水，調整電解液液面的項目，并非免去一切維護工作。

閥控式密封鉛酸蓄電池的工作原理，基本上沿襲于傳統的鉛酸蓄電池，其正極活性物質是二氧化鉛（PbO2），負極活性物質是海綿狀鉛（Pb），電解液是稀硫酸（H2SO4），其電極反應方程式如下：

PbO2+2H2SO4+Pb≒2PbSO4+2H2O

5.兩種閥控式密封鉛酸蓄電池比較

目前閥控式密封鉛酸蓄電池主要有兩類，即玻璃纖維隔板陰極吸收式密封鉛蓄電池（如GNB、霍克電池）和硅凝膠密封鉛蓄電池（如德國的陽光電池）。

兩種電池極板相同：正極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金或低銻多元合金，負極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金。并使用緊裝配和貧液設計，在電池的上蓋中設置了一個單向的安全閥。由于采用無銻的鉛鈣錫鋁四元合金，提高了負極析氫過電位，從而抑制氫氣的析出，同時，采用特制安全閥使電池保持一定的內壓。

兩種電池隔板不同：即分別采用超細玻璃纖維棉（AGM）隔板和硅凝膠二種不同方式來“固定”硫酸電解液。它們都是利用陰極吸收原理使電池得以密封的，但給正極析出的氧氣到達負極提供的通道是不同的。對AGM密封鉛酸蓄電池而言，AGM隔膜中雖然保持了電池的大部分電解液，但必須使10%的隔膜孔隙中不進入電解液。正極生成的氧氣就是通過這部分孔隙到達負極而被負極吸收的。對膠體密封鉛酸蓄電池而言，電池內的硅凝膠是以SiO2質點作為骨架構成的三維多孔網狀結構，它將電解液包藏在里邊。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后，骨架要進一步收縮，使凝膠出現裂縫貫穿于正負極板之間，給正極析出的氧氣提供了到達負極的通道。

由此看出，兩種電池的區別就在于電解液的“固定”方式和提供氧氣到達負極通道的方式有所不同，因而兩種電池的性能也各有千秋。

6.UPS供電系統中蓄電池的配置和選擇

在UPS供電系統中，可以說蓄電池是這個系統的支柱。沒有蓄電池的UPS只能稱做穩壓穩頻電源。UPS之所以能實現不間斷供電，就是因為有了蓄電池。在設計UPS時，首先應考慮選擇什么型號的蓄電池，即蓄電池的額定電壓、額定容量及應由多少節蓄電池組合等。

（1）蓄電池的額定容量選擇

由于蓄電池的實際可使用容量與放電電流大小、系統電壓、放電時間、蓄電池工作環境溫度、蓄電池儲存時間的長短、負載種類和特性等因素密切相關。蓄電池的容量一般是指在20°C，以20h放電率放電到1.75V／單體時，蓄電池輸出的功率數（W）。

（2）蓄電池的指標選擇

內阻：應選擇內阻小的蓄電池，這樣才能持續大電流放電。如果內阻較大，在充放電過程中功耗加大，使蓄電池發燙。

浮充電壓：在相同溫度下，浮充電壓值高意味著儲能量大，質量差的蓄電池浮充電壓值一般較小。蓄電池浮充電壓值在不同的溫度時應進行修正。

在大中型（幾kVA-幾千kVA）UPS中采用2V單體系列蓄電池，避免采用小容量組合蓄電池進行混聯。

12V65AH免維護鉛酸蓄電池

數據中心蓄電池的使用維護

核心提示： 蓄電池在電力系統、廠礦企業、通訊機房等領域得到廣泛的應用。在供電系統中直流屏提供開關的操作和保護控制電源、事故照明等、在分廠的UPS電源為PCL、DCS等控制系統提供備用電源。如配備的電池失效，將造成開關拒動、監控系統、自動控制系統斷電等情況，造成不同程度的影響和損失，因此做好電池的維護使用具有重要的意義。

1 蓄電池基礎知識

電池是一種電的貯存裝置，當兩種金屬（通常是性質有差異的金屬）浸沒于電解液之中，它們可以導電，并在“極板”之間產生一定電動勢。電動勢大小（或電壓）與所使用的金屬有關，不同種類的電池其電動勢也不同。鉛酸電池是指以二氧化鉛作正極、活性鉛作負極、稀硫酸作電解液的電池。它由電池殼、正負極板、電解液、隔板等部分組成。鉛酸蓄電池充放電過程的化學反應如下：

放電充電

PbO2+2H2SO4+Pb≒2PbSO4+2H2O

上面充放電的可逆方程表達了鉛酸蓄電池具備充電儲能和放電的特性，每個單體電池具有2V電動勢。使用時，可以串聯電池來獲得所需較高電壓，也可以并聯電池來獲得所需要較大容量。

按鉛酸蓄電池中電解液存在的方式，鉛酸蓄電池分為開口式（富液）鉛酸蓄電池和閥控式（貧液）密封鉛酸蓄電池。閥控式鉛酸蓄電池的工作原理是：氣體再化合，即正極產生的氧氣，通過AGM隔板中的孔隙（或膠體的裂縫）與負極活物質和稀硫酸進行反應，再化合成水，同時使負極板的一部分處于放電狀態，從而抑制氫氣的產生。只要正極板氧氣的產生速度不超過負極板對氧氣的吸收速度，電池中不會有多余氣體產生，電池中的水也不會損失，就可實現密封。在蓄電池實際使用過程中，總有少量的氣體不能被再化合，為防止電池內部壓力過大，在電池蓋上安裝單向閥，排除電池內部多余的氣體，這就是所謂的閥控。

閥控式密封鉛酸蓄電池具備低維護特點，因此目前在直流系統和UPS中普遍使用了閥控式密封鉛酸蓄電池，

電池的基本參數包括：電池電動勢、開路電壓、終止電壓、工作電壓、放電電流、容量、比能量、電池內阻、儲存性能、使用壽命（浮充放電循環壽命等）；性能指標包括：zui大放電電流、耐過充電能力、容量保存率、密封反應性能、安全閥動作、防爆性能、防酸霧性能等。

2 電池使用的基本要求

（１）環境要求

電池必須在規定的環境溫度范圍內應用，超出規定溫度范圍必須降底溫度使用；電池應安裝在相對濕度≤70%、通風、散熱、無酸、堿或其他腐蝕性氣體的空間中，嚴禁安裝在*密封的環境中。

（2）安裝要求

安裝位置：電池安裝時應盡量與設備的其他部分隔離，盡量避免直接與印刷電路板連接，當因設計，空間限制或其他任何原因不能達到此兩項要求時，至少應使電池位于設備或單板的zui下端，以防止電池在意外情況下發生漏液腐蝕設備部件或單板；

（3）空間尺寸：安裝電池的空間應能滿足電池的zui大外形尺寸并有一定余量，方便電池的安裝，同時考慮尺寸的兼容性；

連接：電池與設備或單板之間連接件長度應盡量小，以減少壓降；連接件的橫截面積以能*承受電池充電或工作電流zui大值2倍的電流為原則。

（4）存放要求

蓄電池應在*充電條件下保存于干燥、潔凈、陰涼的環境中；蓄電池存放若要達6個月或更長的時間，則需要定期對蓄電池進行補充電；蓄電池存放環境溫度保持在30℃以下。

（5）蓄電池的選購

目前蓄電池的品牌較多，由國內和國外的品牌，選擇一定根據實際使用環境選擇性價比較高的品牌，切不可圖一時的便宜選擇小品牌廠家，甚至假冒產品，采購前要充分進行品牌調查，了解品牌度、業績和售后服務等方面，通過貨比三家，zui終選購出的產品。

3 蓄電池的運行維護

（1）免維護不是不維護

閥控式密封鉛酸蓄電池已經在各行業普及使用。對閥控式密封鉛酸蓄電池維護技術的認識也在不斷地深化*。從當初的免維護到少維護，zui后到目前監控條件下的重維護。

當前，監控檢測手段的可靠性，測量精度，電池的充電控制模式等方面的功能還不十分*同蓄電池的實際使用要求相吻合。不能*依賴于用監控數據結果作為判斷蓄電池實際運行狀況的標準，就可能發現蓄電池當前運行中的隱患問題。

電池的實際狀況會與我們監控測試得到的數據產生很大差別。較為正確的方法是除了日常的監控測試外，還應加強對閥控式密封鉛酸蓄電池進行定期維護。正確找到智能化充電設備的工作參數設置與蓄電池實際應用參數之間的差別。進行修正，使電池系統能經常運行在安全可靠的工作狀態。閥控式密封鉛酸蓄電池與開口式蓄電池相比zui大的優點是減輕了對電池維護的勞動強度。但日常的充電維護工作仍是*的。

（1）新電池使用

新電池在投入使用后，首先要進行補充充電（即均充電）。在25℃時電壓值為2.35V/單體±0.02V.充電時間在16～20小時左右。如果不在標準溫度時應修正其充電電壓。只有在蓄電池充足電的情況下才能進行核對容量試驗，同時應按蓄電池充放電標準進行，即初次容量按95%核對。

應當說明的是，由于電池極板活性物質從表面到內部進行充分的化學反應時需要一定的時間，因此建議兩次充放電時間間隔應大于10天（深度放電情況下）。充電時間越長則放電深度相對可深一些。

（2）浮充電

閥控式密封鉛酸蓄電池的浮充電壓值在25℃時為2.25V±0.02/單體。建議取在2.25V～2.26V/單體，即比中心值略高一點。

浮充電壓選取的標準為：除滿足電池充電時自身的放電及氧復合需要的能量外還必須對電池短期放電后能充足電。否則電池*浮充時，將會處于欠充電狀態。放電時引起容量不足。

同一品牌的蓄電池，在不同的環境和不同的維護條件下使用時，實際使用壽命會相差很大。而對其影響zui大的因素就是不為人們所注意的蓄電池*工作時的浮充電壓值。

因此對維護人員而言必須了解充電方法對蓄電池使用壽命的影響程度以及如何根據蓄電池的實際使用情況而及時調整充電器對蓄電池的充電參數。

（3）定期進行均充電

均充電壓采用2.35V/單體±0.02V.每隔三個月到6個月應均充電一次，均充電時間一般為8～12小時。

定期均充電的目的是：消除溫度變化而沒有及時修正浮充電壓變化的影響；蓄電池組常放電但浮充電壓不能在規定時間內對其充足電；浮充電壓值因設備使用電壓限制而取得較低時；無人值守機房，不常檢測到浮充電壓變化的；電池系統中個別單體電池電壓≤2.20V；電池儲存期超過6個月以上。

（4）定期進行治療性或核對性放電試驗

蓄電池系統*處于浮充工作時，由于負極活性物質的過量設計及氧復合的存在，致使負極板總有一部分活性物質處于充電不足狀態，又由于*浮充電流值較小而不足以使極板內部的活性物質得到充分的電化學反應而引起極板內部活性物質硫酸鹽化，因而降低了負極板容量，使電池使用壽命受到影響。為了避免上述現象出現，對于*處于浮充電工作狀態的電池系統應視工作狀態不同而采取每6個月或12個月進行一次治療性放電試驗。當6個月放電一次時放電深度可淺些，宜采用30%～40%左右，若12個月進行放電試驗時可適當加深一些，宜為50%～60%，深度加深后會容易發現蓄電池組中出現的故障單體電池。

如果通過放電試驗發現蓄電池組中有落后單體時，則可以通過對蓄電池組充放電或單體活化進行補救，以確保蓄電池組的安全可靠運行。

4 結束語

加強蓄電池的科學使用和維護管理，使電力工礦企業的直流和UPS供電系統工作正常，不僅可以保證直流電源和UPS的供電正常，在事故停電情況下也發揮應有的作用。同時還能延長蓄電池的使用壽命，降低了投資成本，使用單位達到了節約增效的目的。