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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(guī)格各異,，但按其基本性質(zhì)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(H2SO4)或者膠體構(gòu)成,，極板由鉛Pb和過氧化鋁PbO2構(gòu)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或者氫氧化鈉NaOH(燒堿)組成。極板由于電池的結(jié)構(gòu)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(tǒng)的鉛酸蓄電池是開口式結(jié)構(gòu)，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(huán)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(xiàn)在UPS供電系統(tǒng)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(yōu)點是在充電時正極板上產(chǎn)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(guī)定浮充壽命期內(nèi)不必加水維護,，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(diào)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(tǒng)的鉛酸蓄電池,，其正極活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2),，負極活性物質(zhì)是海綿狀鉛(Pb)，電解液是稀(H2SO4),，其電極反應方程式如下：

PbO22H2SO4Pb≒2PbSO42H2O

5.兩種閥控式密封鉛酸蓄電池比

目前閥控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,，采用特制安全閥使電池保持一定的內(nèi)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”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(nèi)的硅凝膠是以SiO2質(zhì)點作為骨架構(gòu)成的三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),，它將電解液包藏在里邊。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后,，骨架要收縮,，使凝膠出現(xiàn)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(qū)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，兩種電池的性能也各有千秋,。

6.UPS供電系統(tǒng)中蓄電池的配置和選擇

在UPS供電系統(tǒng)中,，可以說蓄電池是這個系統(tǒng)的支柱。沒有蓄電池的UPS只能稱做穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源,。UPS之能實現(xiàn)不間斷供電,，就是因為有了蓄電池。在設計UPS時,，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(jié)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(tǒng)電壓,、放電時間,、蓄電池工作環(huán)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(shù)(W),。

(2)蓄電池的指標選擇

內(nèi)阻：應選擇內(nèi)阻小的蓄電池,，這樣才能持續(xù)大電流放電。如果內(nèi)阻較大,，在充放電過程耗加大,，使蓄電池發(fā)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(zhì)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(lián)。

7.蓄電池的使用和維護

7.1VRLA蓄電池的運行環(huán)境與安裝

作為備用蓄電池,，蓄電池平時都處于浮充狀態(tài),，此時蓄電池內(nèi)部仍進行著復雜的能量轉(zhuǎn)換。浮充過程中所用的電能基本上轉(zhuǎn)換為熱能,。要求蓄電池所處的環(huán)境應有良好的通風散熱能力或有空調(diào)設備,。

電池盡可能安裝在清潔、陰涼,、通風,、干燥的地方，并要避免受到陽光,、加熱或輻射熱源的影響,，讓電池有一個良好的工作、儲存環(huán)境,。

蓄電池一般應在5℃～35℃范圍內(nèi)進行充電,，低于5℃或高于35℃都會降低壽命，充電的設定電壓應在指定范圍內(nèi),，如超出指定范圍將造成蓄電池損壞,、容量降低、壽命縮短,。

(1)初充電：蓄電池在安裝或大修后的次充電,，稱為初充電。初充電是否良好，將嚴重影響蓄電池的壽命,。

(2)浮充充電：為了確保直流電源不間斷,，延長蓄電池的使用壽命，通常都采用充電電源與蓄電池組并聯(lián)的浮充供電方式,。

(3)均衡充電：在正常運行狀態(tài)下的電池組,，通常不需要均衡充電。但如果發(fā)現(xiàn)電池組中單體電池之間電壓不均衡時,，則應對電池組進行均衡充電,。

(4)補充充電：電池在存放、運輸,、安裝過程中,，會因自放電而失去部分容量。在安裝后投入使用前,，應根據(jù)電池的開路電壓判斷電池的剩余容量,，采用不同的方法對蓄電池進行補充充電。對備用擱置的蓄電池,，每3個月應進行補充充電,。

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