赛特蓄电池BT-HSE-65-12

赛特蓄电池BT-HSE-65-12 12V65AH免维护铅酸蓄电池

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产品特性

赛特蓄电池BT-HSE-65-12 12V65AH免维护铅酸蓄电池

UPS供电系统的蓄电池选择、配置及维护

核心提示： 以上通过对阀控式密封铅酸蓄电池在UPS供电系统中的作用、工作原理、配置维护等方面进行进行全面分析，并结合实际工作经验，提出一些行之有效的方法，帮助用户提高蓄电池维护管理水平，更加明确了蓄电池在保障UPS供电系统安全运行中的重要作用。

1.概述

大型石油化工企业的显著特点是原料及产品绝大多数为易燃、易爆、有毒、腐蚀性强的物质：生产工艺连续性强，自动化程度高，技术复杂，设备种类繁多，稍有不慎就可能发生破坏性很大的事故。因此石化企业对提供可靠电源保障的UPS供电系统的可靠性、连续性和安全性要求很高。

UPS供电系统在各行业数据中心中起到重要的电源保障作用，要为负载提供不间断的供电，就必须具有电能储存的功能。因此，蓄电池成为UPS供电系统的重要组成部分。而由于蓄电池本身或者管理上的原因，目前有许多UPS故障是由蓄电池引起。因此有必要加强对蓄电池特性的了解，正确选配和使用蓄电池，尽可能地延长蓄电池的使用寿命。同时，如何管理蓄电池成为各个UPS厂家及行业用户重点研究的问题。

以下对目前大型UPS系统广泛采用的阀控式密封铅酸（VRLA）蓄电池在UPS供电系统中的作用、工作原理、配置、选用、安装、维护等方面进行探讨。

2.蓄电池在UPS供电系统中的作用和意义

在UPS供电系统中，蓄电池大多采用免维护蓄电池。蓄电池在UPS供电系统中的主要作用就是储存电能，一旦市电中断，由电池放电供给逆变器，由逆变器将电池释放出的直流电转变为正弦交流电，维持UPS的电源输出，确保负载在一定的时间内正常用电。

在市电正常供电时，电池在整流－充电电路中储存电能，同时对直流电路起到平滑滤波的作用，并在逆变器发生过载时，起到缓冲器的作用。

而在日常工作中，人们往往片面地认为蓄电池是免维护的而不加重视。然而由于对蓄电池的不合理使用，产生了蓄电池的电解液干涸、热失控、早期容量损失、内部短路等问题，进而严重影响到供电系统的可靠性。有资料表明，蓄电池故障而引起UPS主机故障或工作不正常的比例大约为60%.由此可见，加强对UPS电池的正确使用与维护，对延长蓄电池的使用寿命，降低UPS供电系统故障率，有着越来越重要的意义。

3.蓄电池的种类

蓄电池在UPS中已得到广泛的应用，其品种繁多，型号齐全，规格各异，但按其基本性质可以分为酸性电池和碱性电池两大类：

酸性电池：酸性电池的电解液一般是由稀硫酸（H2SO4）或者胶体硫酸构成，极板由铅Pb和过氧化铝PbO2构成，通过化学反应贮存电荷，起到电池储能的作用。

碱性电池：碱性电池的电解液一般是由氢氧化钾KOH或者氢氧化钠NaOH（烧碱）组成。极板由于电池的结构不同而各异。如镉镍电池正极板是氢氧化镍Ni（OH）3，负极板是镉Cd；铁镍电池的正极板是氢氧化镍Ni（OH）3，负极板是铁Fe；银锌电池的正极板是过氧化银Ag2O3，负极板是锌Zn.

4.铅酸蓄电池的工作原理

UPS、直流电源设备常用的蓄电池是铅酸蓄电池。传统的铅酸蓄电池是开口式结构，电池在使用过程中，有氢气和氧气以及酸雾逸出，不仅污染环境还具有危险性，维护时需要加水、加酸，已逐渐被市场淘汰。现在UPS供电系统中蓄电池大多采用阀控式密封铅酸（VRLA）蓄电池。阀控式铅酸蓄电池的主要优点是在充电时正极板上产生的氧气，通过再化合反应在负极板上还原成水，使用时在规定浮充寿命期内不必加水维护，所以又称为免维护铅酸蓄电池。可见，免维护只是与普通蓄电池相比，运行中免去了添加纯水或蒸馏水，调整电解液液面的项目，并非免去一切维护工作。

阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理，基本上沿袭于传统的铅酸蓄电池，其正极活性物质是二氧化铅（PbO2），负极活性物质是海绵状铅（Pb），电解液是稀硫酸（H2SO4），其电极反应方程式如下：

PbO2+2H2SO4+Pb≒2PbSO4+2H2O

5.两种阀控式密封铅酸蓄电池比较

目前阀控式密封铅酸蓄电池主要有两类，即玻璃纤维隔板阴极吸收式密封铅蓄电池（如GNB、霍克电池）和硅凝胶密封铅蓄电池（如德国的阳光电池）。

两种电池极板相同：正极板栅采用铅钙锡铝四元合金或低锑多元合金，负极板栅采用铅钙锡铝四元合金。并使用紧装配和贫液设计，在电池的上盖中设置了一个单向的安全阀。由于采用无锑的铅钙锡铝四元合金，提高了负极析氢过电位，从而抑制氢气的析出，同时，采用特制安全阀使电池保持一定的内压。

两种电池隔板不同：即分别采用超细玻璃纤维棉（AGM）隔板和硅凝胶二种不同方式来“固定”硫酸电解液。它们都是利用阴极吸收原理使电池得以密封的，但给正极析出的氧气到达负极提供的通道是不同的。对AGM密封铅酸蓄电池而言，AGM隔膜中虽然保持了电池的大部分电解液，但必须使10%的隔膜孔隙中不进入电解液。正极生成的氧气就是通过这部分孔隙到达负极而被负极吸收的。对胶体密封铅酸蓄电池而言，电池内的硅凝胶是以SiO2质点作为骨架构成的三维多孔网状结构，它将电解液包藏在里边。电池灌注的硅溶胶变成凝胶后，骨架要进一步收缩，使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间，给正极析出的氧气提供了到达负极的通道。

由此看出，两种电池的区别就在于电解液的“固定”方式和提供氧气到达负极通道的方式有所不同，因而两种电池的性能也各有千秋。

6.UPS供电系统中蓄电池的配置和选择

在UPS供电系统中，可以说蓄电池是这个系统的支柱。没有蓄电池的UPS只能称做稳压稳频电源。UPS之所以能实现不间断供电，就是因为有了蓄电池。在设计UPS时，首先应考虑选择什么型号的蓄电池，即蓄电池的额定电压、额定容量及应由多少节蓄电池组合等。

（1）蓄电池的额定容量选择

由于蓄电池的实际可使用容量与放电电流大小、系统电压、放电时间、蓄电池工作环境温度、蓄电池储存时间的长短、负载种类和特性等因素密切相关。蓄电池的容量一般是指在20°C，以20h放电率放电到1.75V／单体时，蓄电池输出的功率数（W）。

（2）蓄电池的指标选择

内阻：应选择内阻小的蓄电池，这样才能持续大电流放电。如果内阻较大，在充放电过程中功耗加大，使蓄电池发烫。

浮充电压：在相同温度下，浮充电压值高意味着储能量大，质量差的蓄电池浮充电压值一般较小。蓄电池浮充电压值在不同的温度时应进行修正。

在大中型（几kVA-几千kVA）UPS中采用2V单体系列蓄电池，避免采用小容量组合蓄电池进行混联。

12V65AH免维护铅酸蓄电池

数据中心蓄电池的使用维护

核心提示： 蓄电池在电力系统、厂矿企业、通讯机房等领域得到广泛的应用。在供电系统中直流屏提供开关的操作和保护控制电源、事故照明等、在分厂的UPS电源为PCL、DCS等控制系统提供备用电源。如配备的电池失效，将造成开关拒动、监控系统、自动控制系统断电等情况，造成不同程度的影响和损失，因此做好电池的维护使用具有重要的意义。

1 蓄电池基础知识

电池是一种电的贮存装置，当两种金属（通常是性质有差异的金属）浸没于电解液之中，它们可以导电，并在“极板”之间产生一定电动势。电动势大小（或电压）与所使用的金属有关，不同种类的电池其电动势也不同。铅酸电池是指以二氧化铅作正极、活性铅作负极、稀硫酸作电解液的电池。它由电池壳、正负极板、电解液、隔板等部分组成。铅酸蓄电池充放电过程的化学反应如下：

放电充电

PbO2+2H2SO4+Pb≒2PbSO4+2H2O

上面充放电的可逆方程表达了铅酸蓄电池具备充电储能和放电的特性，每个单体电池具有2V电动势。使用时，可以串联电池来获得所需较高电压，也可以并联电池来获得所需要较大容量。

按铅酸蓄电池中电解液存在的方式，铅酸蓄电池分为开口式（富液）铅酸蓄电池和阀控式（贫液）密封铅酸蓄电池。阀控式铅酸蓄电池的工作原理是：气体再化合，即正极产生的氧气，通过AGM隔板中的孔隙（或胶体的裂缝）与负极活物质和稀硫酸进行反应，再化合成水，同时使负极板的一部分处于放电状态，从而抑制氢气的产生。只要正极板氧气的产生速度不超过负极板对氧气的吸收速度，电池中不会有多余气体产生，电池中的水也不会损失，就可实现密封。在蓄电池实际使用过程中，总有少量的气体不能被再化合，为防止电池内部压力过大，在电池盖上安装单向阀，排除电池内部多余的气体，这就是所谓的阀控。

阀控式密封铅酸蓄电池具备低维护特点，因此目前在直流系统和UPS中普遍使用了阀控式密封铅酸蓄电池，

电池的基本参数包括：电池电动势、开路电压、终止电压、工作电压、放电电流、容量、比能量、电池内阻、储存性能、使用寿命（浮充放电循环寿命等）；性能指标包括：zui大放电电流、耐过充电能力、容量保存率、密封反应性能、安全阀动作、防爆性能、防酸雾性能等。

2 电池使用的基本要求

（１）环境要求

电池必须在规定的环境温度范围内应用，超出规定温度范围必须降底温度使用；电池应安装在相对湿度≤70%、通风、散热、无酸、碱或其他腐蚀性气体的空间中，严禁安装在*密封的环境中。

（2）安装要求

安装位置：电池安装时应尽量与设备的其他部分隔离，尽量避免直接与印刷电路板连接，当因设计，空间限制或其他任何原因不能达到此两项要求时，至少应使电池位于设备或单板的zui下端，以防止电池在意外情况下发生漏液腐蚀设备部件或单板；

（3）空间尺寸：安装电池的空间应能满足电池的zui大外形尺寸并有一定余量，方便电池的安装，同时考虑尺寸的兼容性；

连接：电池与设备或单板之间连接件长度应尽量小，以减少压降；连接件的横截面积以能*承受电池充电或工作电流zui大值2倍的电流为原则。

（4）存放要求

蓄电池应在*充电条件下保存于干燥、洁净、阴凉的环境中；蓄电池存放若要达6个月或更长的时间，则需要定期对蓄电池进行补充电；蓄电池存放环境温度保持在30℃以下。

（5）蓄电池的选购

目前蓄电池的品牌较多，由国内和国外的品牌，选择一定根据实际使用环境选择性价比较高的品牌，切不可图一时的便宜选择小品牌厂家，甚至假冒产品，采购前要充分进行品牌调查，了解品牌度、业绩和售后服务等方面，通过货比三家，zui终选购出的产品。

3 蓄电池的运行维护

（1）免维护不是不维护

阀控式密封铅酸蓄电池已经在各行业普及使用。对阀控式密封铅酸蓄电池维护技术的认识也在不断地深化完善。从当初的免维护到少维护，zui后到目前监控条件下的重维护。

当前，监控检测手段的可靠性，测量精度，电池的充电控制模式等方面的功能还不十分*同蓄电池的实际使用要求相吻合。不能*依赖于用监控数据结果作为判断蓄电池实际运行状况的标准，就可能发现蓄电池当前运行中的隐患问题。

电池的实际状况会与我们监控测试得到的数据产生很大差别。较为正确的方法是除了日常的监控测试外，还应加强对阀控式密封铅酸蓄电池进行定期维护。正确找到智能化充电设备的工作参数设置与蓄电池实际应用参数之间的差别。进行修正，使电池系统能经常运行在安全可靠的工作状态。阀控式密封铅酸蓄电池与开口式蓄电池相比zui大的优点是减轻了对电池维护的劳动强度。但日常的充电维护工作仍是*的。

（1）新电池使用

新电池在投入使用后，首先要进行补充充电（即均充电）。在25℃时电压值为2.35V/单体±0.02V.充电时间在16～20小时左右。如果不在标准温度时应修正其充电电压。只有在蓄电池充足电的情况下才能进行核对容量试验，同时应按蓄电池充放电标准进行，即初次容量按95%核对。

应当说明的是，由于电池极板活性物质从表面到内部进行充分的化学反应时需要一定的时间，因此建议两次充放电时间间隔应大于10天（深度放电情况下）。充电时间越长则放电深度相对可深一些。

（2）浮充电

阀控式密封铅酸蓄电池的浮充电压值在25℃时为2.25V±0.02/单体。建议取在2.25V～2.26V/单体，即比中心值略高一点。

浮充电压选取的标准为：除满足电池充电时自身的放电及氧复合需要的能量外还必须对电池短期放电后能充足电。否则电池*浮充时，将会处于欠充电状态。放电时引起容量不足。

同一品牌的蓄电池，在不同的环境和不同的维护条件下使用时，实际使用寿命会相差很大。而对其影响zui大的因素就是不为人们所注意的蓄电池*工作时的浮充电压值。

因此对维护人员而言必须了解充电方法对蓄电池使用寿命的影响程度以及如何根据蓄电池的实际使用情况而及时调整充电器对蓄电池的充电参数。

（3）定期进行均充电

均充电压采用2.35V/单体±0.02V.每隔三个月到6个月应均充电一次，均充电时间一般为8～12小时。

定期均充电的目的是：消除温度变化而没有及时修正浮充电压变化的影响；蓄电池组常放电但浮充电压不能在规定时间内对其充足电；浮充电压值因设备使用电压限制而取得较低时；无人值守机房，不常检测到浮充电压变化的；电池系统中个别单体电池电压≤2.20V；电池储存期超过6个月以上。

（4）定期进行治疗性或核对性放电试验

蓄电池系统*处于浮充工作时，由于负极活性物质的过量设计及氧复合的存在，致使负极板总有一部分活性物质处于充电不足状态，又由于*浮充电流值较小而不足以使极板内部的活性物质得到充分的电化学反应而引起极板内部活性物质硫酸盐化，因而降低了负极板容量，使电池使用寿命受到影响。为了避免上述现象出现，对于*处于浮充电工作状态的电池系统应视工作状态不同而采取每6个月或12个月进行一次治疗性放电试验。当6个月放电一次时放电深度可浅些，宜采用30%～40%左右，若12个月进行放电试验时可适当加深一些，宜为50%～60%，深度加深后会容易发现蓄电池组中出现的故障单体电池。

如果通过放电试验发现蓄电池组中有落后单体时，则可以通过对蓄电池组充放电或单体活化进行补救，以确保蓄电池组的安全可靠运行。

4 结束语

加强蓄电池的科学使用和维护管理，使电力工矿企业的直流和UPS供电系统工作正常，不仅可以保证直流电源和UPS的供电正常，在事故停电情况下也发挥应有的作用。同时还能延长蓄电池的使用寿命，降低了投资成本，使用单位达到了节约增效的目的。