《【培训课件】蓄电池基础培训资料.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【培训课件】蓄电池基础培训资料.pdf（25页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、蓄电池基础培训蓄电池基础培训蓄电池基础培训蓄电池基础培训资料资料资料资料拟拟拟拟 制制制制秦秦秦秦 云云云云审审审审 核核核核吴志军吴志军吴志军吴志军深圳市安圣电气有限公司深圳市安圣电气有限公司深圳市安圣电气有限公司深圳市安圣电气有限公司2001年年年年7月月月月目目目目 录录录录146.3 均衡充电-146.2 浮动充电-136.1 对蓄电池的补充充电-13六 蓄电池的使用-135.3 安装及接线-125.2 蓄电池检查-125.1 蓄电池安装流程-12五 蓄电池安装-114.5.2 环境温度与蓄电池使用寿命的关系-114.5.1 板栅腐蚀效应-114.5 寿命特性-104.4.2 剩余容量
2、与开路电压关系图-104.4.1 蓄电池贮存环境温度贮存时间与容量的关系-104.4 保存特性-94.3 充电特性-84.2.2 放电容量与环境温度的关系图-74.2.1 放电特性图-74.2 放电特性-74.1.3 放电终止电压-64.1.2 电池容量-64.1.1 放电率-64.1 基本概念-6四 蓄电池特性-53.3 充电过程-53.2 放电过程-43.1 电动势电压的产生-4三 蓄电池工作原理-2二 蓄电池组成结构-1一 蓄电池概述-2110.3 蓄电池容量选择注意事项-2010.2 选择蓄电池容量的计算方法-2010.1 选择蓄电池容量的主要考虑因素-20十 蓄电池容量选择-199.
3、4 容量下降过快使用寿命短-189.3.2 电池电压高-189.3.1 电池电压低-189.3 电池组中个别电池电压异常-189.2.2 个别蓄电池鼓胀-179.2.1 整组蓄电池都鼓胀-179.2 蓄电池鼓胀-169.1 蓄电池漏液-16九 蓄电池常见问题分析-16八 蓄电池的更换-167.2.3 每年度检查项目-167.2.2 每季度检查项目-157.2.1 每个月检查项目-157.2 检查与维护-157.1 清洁-15七 蓄电池的例行维护-156.4 蓄电池的放电试验-本资料目前为试用状态本资料目前为试用状态本资料目前为试用状态本资料目前为试用状态请大家提出宝贵意见请大家提出宝贵意见请大
4、家提出宝贵意见请大家提出宝贵意见以便修订以便修订以便修订以便修订定稿定稿定稿定稿一一一一 蓄电池概述蓄电池概述蓄电池概述蓄电池概述蓄电池是一种电能的贮存装置有各种形状大小电压和容量的蓄电池其工作机理为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图1电动势大小或电压与所使用的金属有关不同用途的蓄电池其电动势不同例如有铅酸电池镉镍电池锂电池锌银碱性电池等?v电解液电极具有更高正电动势的电极定义为正极?反之为负极蓄电池依据电解液性质分为酸性蓄电池铅酸电池和碱性蓄电池两大类本书只涉及其中一种蓄电池技术最成熟并在通信供电系统中广泛运用的铅酸蓄电池铅酸蓄电池有两种
5、基本类型阀控式VRLA铅酸蓄电池和开口排气式富液式铅酸蓄电池注阀控式铅酸蓄电池是70年代末开发的一种新型蓄电池早期也被称为密封铅酸蓄电池SLA-Sealed Lead-Acid Battery为避免误解目前已改称为阀控式铅酸蓄电池VRLA-Valve Regulated Lead-Acid Battery这两种类型的铅酸蓄电池比较如下1 开口排气式?较早的技术?需要单独的电池房?定期维护?需要额外的安全防护?贮存?使用保持直立状态?接线数量可能很大 阀控式VRLA?有好的使用环境?可直接在办公环境中使用?低维护?免维护?滤酸防爆?安全可靠?贮存?使用可为任意方向?可在负载内部或邻近使用?阀控式
6、铅酸蓄电池已于许多使用领域取代了开口排气式?本书以下章节所指的蓄电池均为阀控式VRLA铅酸蓄电池二二二二 蓄电池组成结构蓄电池组成结构蓄电池组成结构蓄电池组成结构阀控式VRLA铅酸蓄电池由电极正负极群电解液隔板电池槽及附件组成如下图所示2 电池槽 电池盖 正负极群板栅 隔板 汇流排 端极柱 安全阀阀控式VRLA铅酸蓄电池结构图正极板由板栅及表面活性物质二氧化铅PbO2构成负极板由板栅及表面活性物质海绵状铅Pb构成正负极板之间有一层隔板如下图所示正极板隔板负极板隔板有以下功能和作用保持正负极板绝缘3吸附电解液保持电解液不流动及负极板处于湿润状态气体通道因隔板具有高孔隙度使正极产生的氧气容易通过到
7、达负极板压紧活性物质延缓活性物质脱落电解液由纯净的浓硫酸和纯水调配而成吸附在隔板中既起导电作用又参与电化反应端极柱为蓄电池外接端子安全阀用于单向调节蓄电池内压防止空气进入蓄电池内部上述结构为2V单体电池结构对于容量较小100Ah的电池为了使用上的方便一般做成6个单体串联12V的结构形式如下图所示负极板 正极板6个单体串联12 V蓄电池也有的电池做成3个单体串联6V的结构形式三三三三 蓄电池工作原理蓄电池工作原理蓄电池工作原理蓄电池工作原理3.1 电动势电压的产生蓄电池正负极板上的活性物质二氧化铅PbO2和海绵状铅Pb与电解液中的硫酸H2SO4接触发生如下电化反应负极板Pb溶于电解液把电子留在负
8、极板上即PbPb22e氧化负极板上的铅Pb不断离解电解液中的Pb2不断增加负极板上的负电荷也不断增加随着负极板上的负电荷逐渐增加对电解液中的Pb2的吸引力也越大使得部分Pb2获得电子沉积到负极板表面即Pb22e Pb还原当离开和沉积4到负极板表面的Pb2相等即氧化和还原的速率趋于平衡时负极板与电解液之间形成稳定电位差负电极电势E(-)0.358V正极板 在电解液的作用下PbO2离解为Pb2即Pb4从极板导体获得电子还原成Pb2进入电解液Pb42ePb2还原从而使正极板对电解液具有正电势同时电解液中的部分Pb2失去电子氧化成Pb4即Pb2 Pb42e氧化当还原和氧化的速率趋于平衡时正极板与电解液
9、之间形成稳定的电位差正电极电势E(+)1.685V由于正负极板与电解液之间都有电位差因此正负极板之间也有电位差该电位差就是蓄电池的电动势约为2.04V3.2 放电过程将蓄电池正负极与负载连接起来由于负极电势低于正极电势负极上上盈余的电子在电场力作用下源源不断地流经负载而达到正极在负载上得到电能在电池内部由于电解液为导体离解后的H 离子定向迁移到正极板附近SO42离子则定向迁移到负极板附近构成了电池内部电流放电过程电池反应式为 放电 Pb H2SO4 PbO2 PbSO4 2H2O PbSO4 放电过程中负极板上的海绵状铅Pb正极板上的二氧化铅PbO2与电解液中的硫酸H2SO4反应生成硫酸铅Pb
10、SO4电解液中消耗了H2SO4分子增加了水H2O分子所以电解液中的硫酸浓度降低蓄电池内阻逐渐增大电动势逐渐降低3.3 充电过程充电是放电的逆过程是由外电源作用下的电化反应 充电过程电池反应式为 充电 PbSO4 2H2O PbSO4 Pb H2SO4 PbO2 充电过程中在外电源的作用下正极板上的硫酸铅PbSO4逐渐恢复成二氧化铅PbO2负极板上的硫酸铅PbSO4逐渐恢复成海绵状铅Pb电解液中的硫酸浓度增大蓄电池内阻逐渐减小电动势逐渐增大5四四四四 蓄电池特性蓄电池特性蓄电池特性蓄电池特性4.1 基本概念4.1.1 放电率放电率表示蓄电池放电电流大小分为时间率和电流率放电时间率指在一定放电条件
11、下蓄电池放电至放电终止电压的时间长短例如在25环境下如果蓄电池以电流It放电至放电终止电压的时间为t这一放电过程称为t小时率放电It称为t小时率放电电流依据IEC标准放电时间率有20105310.5小时率及分钟率放电电流率是为了比较额定容量不同的蓄电池电流大小而设立的t小时率放电电流以It表示通常以10小时率电流为标准用I10表示4.1.2 电池容量额定容量标称容量是指在25环境下蓄电池以10小时率电流I10放电至放电终止电压所放出的电量用C10表示单位为Ah其他小时率下容量表示Ct如3小时率容量用C3表示1小时率容量用C1表示在25环境温度下实测容量Ah是放电电流A与放电时间h的乘积依据GB
12、/T13337.2标准在25环境下蓄电池容量与放电电流关系如下10小时率放电电流I10I10=0.1C10A3小时率放电电流I3I3=2.5I10=0.25C10A1小时率放电电流I1I1=5.5I10=0.55C10A10小时率容量额定容量标称容量C103小时率容量C3C3=0.75C101小时率容量C1C1=0.55C1064.1.3 放电终止电压在25环境温度下以一定的放电率放电至能再反复充电使用的最低电压称为放电终止电压一般地10小时率蓄电池单体放电终止电压为1.8V3小时率蓄电池单体放电终止电压为1.8V1小时率蓄电池单体放电终止电压为1.75V4.2 放电特性放电容量与放电电流关系
13、放电电流越小放电容量越大?反之?放电电流越大放电容量越小?放电容量与温度关系温度降低放电容量减少?4.2.1 放电特性图下图为25温度下0.1C10(A)-2.0C10(A)的放电电流放电至终止电压时的定电流放电特性图放电时间1.71.61.91.82.12.01h30min10610 20h520.2C100.3C100.1C101min232.0C101.0C100.6C100.5C108端子电压V/单格74.2.2 放电容量与环境温度的关系图020406080100120-30-20-10010203040温度?容量C10?%?低倍率放电?1h高倍率放电?1h4.3 充电特性蓄电池放电后
14、的回复充电可以采用浮动充电方法电压2.23V/单体上图是按10小时率额定容量50及100放电后的定电流0.1C10(A)定电压2.23V充电特性图放电后的蓄电池充满电所需时间随放电量充电初期电流温度而变化如8图中100放电后的电池在25以0.1C10A2.23V/单格进行限流恒压充电24小时左右可以充电至放电量100以上4.4 保存特性4.4.1 蓄电池贮存环境温度贮存时间与容量的关系304050607080901000123456789101112剩余容量C10?%?保存时间?月?40?30?20?50?充满电的蓄电池如果放置没有使用也会由于自放电而损失一部分容量上图反映的是蓄电池在不同环境
15、温度下的容量保存情况环境温度越高贮存时间越长蓄电池的容量损失也越大由于温度越高蓄电池自放电越大长期保存时请尽量避免高温场所94.4.2 剩余容量与开路电压关系图剩余容量与开路电压关系剩余容量与开路电压关系剩余容量与开路电压关系剩余容量与开路电压关系304050607080901001.982.002.022.042.062.082.102.122.14开路电压开路电压开路电压开路电压V剩余容量剩余容量剩余容量剩余容量 C10%注长期保存后有时要经过几次循环充放电蓄电池才能恢复其容量4.5 寿命特性影响蓄电池使用寿命的主要因素环境温度放电次数?频度?放电深度充电电压?浮充电流?4.5.1 板栅腐
16、蚀效应通常浮动充电时电池内产生的气体通过氧复合反应被负极板吸收变成水不会由于电解液的枯竭引起容量丧失但长期使用时极板板栅会慢慢被腐蚀使电池寿命终止温度越高腐蚀速度越快浮充寿命相对缩短另外充电电流越大腐蚀速度越快所以必须选择合适的充电电压进行浮动充电104.5.2 环境温度与蓄电池使用寿命的关系下图为环境温度与蓄电池使用寿命的关系图可以看出环境温度因素对蓄电池使用寿命的影响是显著的所以应尽量避免在高温环境下使用蓄电池温度与寿命关系温度与寿命关系温度与寿命关系温度与寿命关系0102030405060708090100202530354045505560温度温度温度温度寿命百分比寿命百分比寿命百分比
17、寿命百分比%11五五五五 蓄电池安装蓄电池安装蓄电池安装蓄电池安装5.1 蓄电池安装流程到货点验安装准备电池架柜安装电池间连接防护措施测量单个电池开路电压及电池组总电压电池组与电源连接 检查电池型号规格数量包装附件外观等 安装工具准备 开箱检查电池外观 固定到地面 避免短路 保持电池10mm左右间距 端子连接片加绝缘保护盖 接线部位涂防锈剂 电池加盖防尘罩 以防电池接反或制造过程的反极 加载上电对电池进行充电5.2 蓄电池检查目视检查蓄电池的外观结构应符合以下两条蓄电池结构蓄电池的正负极端子应便于连接有明显标志其极性端子外形尺寸应符合厂家产品图样蓄电池端子配件螺栓螺母垫片连接线条等齐全蓄电池外
18、观蓄电池外观不得有变形裂纹接线端子完好表面不得有酸液及污迹注意电池极柱部位不得有腐蚀痕迹12?安装前注意事项小心导电材料短接蓄电池正负端子搬运蓄电池时不可在端子部位用力同时避免蓄电池倒置遭受摔掷或冲击不准打开排气阀5.3 安装及接线将金属安装工具如板手用绝缘胶带包裹进行绝缘处理先进行蓄电池之间的连接然后再将蓄电池组与充电器或负载连接多组电池并联时遵循先串联后并联的接线方式为保证较好的散热条件各列蓄电池需保持10mm左右间距连接前后在蓄电池极柱表面敷涂适量防锈剂蓄电池安装完毕测量电池组总电压无误后方可加载上电?安装时注意安装过程中应注意电池极性并保证电池组极性与设备的极性连接正确安装过程中要避免
19、连接工具连接导线及导电物品把单体电池或电池组短接由于电池在充电或存放过程中会产生易燃性气体电池安装位置须避开有火花产生的地方如开关保险丝等电池若内置设备使用最好安装在设备最下部并具备换气条件空间不能完全密闭不允许将容量不同新旧不同厂家不同的电池混合使用蓄电池安装后需对电池进行编号便于使用维护时的对号记录在蓄电池使用现场应配置蓄电池使用维护历史记录本记录蓄电池维护数据并为蓄电池更换提供历史参考资料13六六六六 蓄电池的使用蓄电池的使用蓄电池的使用蓄电池的使用6.1 对蓄电池的补充充电一般蓄电池出厂时为充满电状态若蓄电池出厂时间超过6个月或电池单体电压低于2.08V则在使用前一般需要进行补充充电在
20、补充充电完成后为确保电池的容量充足在允许的情况下建议做一次容量试验补充充电应采取恒压限流充电方法一般允许的最大充电电流0.25C10以100AH电池为例在25时最大充电电流不大于25A以20A为宜充电电压应按蓄电池说明书规定进行一般情况下补充充电的电压和充电时间如下表上述充电时间适用于环境温度25如环境温度降低则充电时间应适当延长反之则充电时间缩短如充电电流小于0.01Ct(100AH电池充电电流小于1A)并连续3小时不变表示电池已达到满荷电状态应停止充电或将电压调至浮充电压122.4242.35充电时间(h)单体电池电压(V)6.2 浮动充电蓄电池单体浮充电压一般介于2.23V2.30V之间
21、2V系列电池一般为2.232.25V12V6V系列电池单体浮充电压一般为2.252.30V浮充电压的设定必须遵照蓄电池生产厂家提供的参数随着温度的不同电池的浮充电压应相应调整温度补偿一般温度每升高1浮充电压应降低34mV/单体一般可按下表对浮充电压进行调整142.211%352.231%25-302.251%20-252.271%15-202.291%10-152.311%5h时K=0.85以上公式是按蓄电池在25环境温度下计算的如果蓄电池实际使用环境长期在25以下则将上述设计容量按以下公式换算成实际容量 21)25(1 1+=tkCC实际式中t放电时的环境温度 k1温度系数10小时率放电时k1=0.006/5小时率放电时k1=0.007/3小时率放电时k1=0.008/1小时率放电时k1=0.01/10.3 蓄电池容量选择注意事项蓄电池容量选择应考虑以下情况1投资经济性备用时间越长所需蓄电池容量越大投资成本越高蓄电池属消耗品有一定的寿命期限到期须加以更换2蓄电池容量与负载电流的关系推荐参考如下经验公式选择蓄电池容量C1050I3负载设备的地位如对于重要干线的通信设备将蓄电池设计容量加倍备份对于农村接入网将设计容量一分为二使用22