FirstPower蓄電池FP1245 12V4.5AH/20HR浮充

FirstPower蓄電池FP1245 12V4.5AH/20HR浮充

閥控電池?zé)崾Э氐脑?br />1.產(chǎn)生熱量的原因：閥控電池在放電后回充時(shí)，一般充電設(shè)備*行均充，設(shè)定不超過0.1C的均充電流，即12V150AH的電池，均充電流不超過15A（0.1C*150AH），隨著電池端電壓不斷上升，充電電流則不斷下降，當(dāng)端電壓滿足（一般2.25~2.27V/只）轉(zhuǎn)入恒壓充電，充電電流降至某一個(gè)設(shè)定的很小值后（依各廠家不同，設(shè)定值略有不同）轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)，上述就是三段式充電的過程。
前期由于電池放電，特別是放電量較大時(shí)，在后期充電過程中電能基本補(bǔ)充損失的化學(xué)能，沒有過多的電能轉(zhuǎn)化為熱能，而電池即將充滿時(shí)，電能將大部分轉(zhuǎn)化為熱能，引起電池內(nèi)部溫度升高，所以在充電后期或是浮充狀態(tài)，保證小電流充電，避免大量電能轉(zhuǎn)化為熱能是非常重要。

工業(yè)用UPS從原則上來(lái)講,可以分成兩種:一種是為生產(chǎn)過程中的電氣設(shè)備供電的,這種UPS的選用要看具體的設(shè)備而定,而且UPS的容量都很大,有的就采用動(dòng)態(tài)UPS,對(duì)這一種使用UPS的情況此處不做分析。另一種則是在工業(yè)自動(dòng)化控制過程中所用設(shè)備、器件的電源使用UPS。如發(fā)電廠使用的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、重要的機(jī)、電、爐保護(hù)系統(tǒng)等就需要使用UPS。又如在石化工廠常常使用的分布控制系統(tǒng)(DCS)也是如此。那里有一些檢測(cè)壓力、溫度、流量等檢測(cè)儀表、調(diào)節(jié)儀表、控制閥和泵等執(zhí)行器件。對(duì)于此類設(shè)備、器件的電源的可靠性要求是很高的,否則會(huì)造成生產(chǎn)過程紊亂,甚至癱瘓。例如某石化工廠的DCS系統(tǒng)使用的UPS因市電電源中斷,而電池中有一塊電池?fù)p壞放不出電,DCS系統(tǒng)不能工作,造成生產(chǎn)過程癱瘓。一塊電池很容易更換,但生產(chǎn)過程設(shè)備的清理恢復(fù)卻用了三天時(shí)間,損失慘重。
這里討論的是在工業(yè)領(lǐng)域中第二種情況下使用的UPS。這一類UPS與普通數(shù)據(jù)中心使用的UPS有很多不同的特點(diǎn)。

（1）可靠性
對(duì)大公司而言，一般小型分布式UPS單相電源保護(hù)裝置很難滿足自身需求。集中式UPS的設(shè)計(jì)系以高密度服務(wù)器硬件的需求為考慮，由于這些硬件通常使用三相電源，其UPS當(dāng)然也是越堅(jiān)固耐用越好，以便這類UPS同時(shí)對(duì)單相及三相負(fù)載提供保護(hù)。比起往昔，今日的服務(wù)器功率越來(lái)越高，但更高的溫度會(huì)大幅縮短UPS電瓶的壽命。遠(yuǎn)離配置的集中式UPS會(huì)保護(hù)其電瓶，從而延長(zhǎng)電瓶壽命周期，并可減少費(fèi)時(shí)傷財(cái)?shù)碾娖控舱叟c更換。
（2）穩(wěn)定輸出及增加空間利用
集中式UPS通常是聯(lián)機(jī)運(yùn)作的雙轉(zhuǎn)換架構(gòu)，可提供較高穩(wěn)定度的功率曲線，并能消除大多數(shù)的電力中斷（如尖波、失真、電壓突波）。另一方面，分布式UPS的設(shè)計(jì)是為因應(yīng)電源的變動(dòng)（通過互動(dòng)線路架構(gòu)），這意味著異常狀態(tài)會(huì)被傳遞到終端裝置。再者，集中式備份架構(gòu)中的UPS與服務(wù)器機(jī)架分開，因而可空出寶貴的空間供服務(wù)器硬件使用。
（3）改善經(jīng)濟(jì)規(guī)模
為了增加分布式備份架構(gòu)的容量，數(shù)據(jù)支持人員必須為每個(gè)服務(wù)器機(jī)架人工增設(shè)額外的UPS，這在大型企業(yè)會(huì)是極為繁瑣且無(wú)效率的作業(yè)。除了會(huì)減少可供服務(wù)器硬件使用的寶貴機(jī)架空間外，其也使得數(shù)據(jù)技術(shù)人員需監(jiān)控及維修的設(shè)備倍增。集中式UPS建立冗余容量則僅為單一步驟程序，可大幅節(jié)約作業(yè)的時(shí)耗。
（4）缺點(diǎn)：能源效率差及成本問題
使用集中式UPS需要較大的占地面積，且其規(guī)劃、安裝、設(shè)置、測(cè)試及啟用所需協(xié)調(diào)作業(yè)相對(duì)繁瑣。多數(shù)公司選擇使用集中式UPS時(shí)往往是高估所需。而企業(yè)過度估計(jì)集中式UPS的所需容量，浪費(fèi)的能量幾乎高達(dá)25%。這種見的狀況所產(chǎn)生的過度“能源”相對(duì)出現(xiàn)過度“熱量”，從而加重?cái)?shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)需求，造成能源成本高漲。這類UPS常需使用空調(diào)系統(tǒng)才能管控其額外的能（熱）量輸出。
除數(shù)據(jù)中心額外增加的冷卻需求所致的成本外，集中式UPS的價(jià)格也大幅高于其較輕量的對(duì)手－分布式UPS。

這類UPS的特點(diǎn)是負(fù)載與市電電源*隔離。為了防止市電的任何干擾影響負(fù)載的穩(wěn)定工作,必須把負(fù)載與市電*隔離。這就需要UPS有輸出隔離變壓器,而且旁路輸入也需要經(jīng)過一個(gè)隔離變壓器,以保證在旁路工作時(shí)也能與市電隔離。這樣,在負(fù)載側(cè)就形成了一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng),有自己的接地或者是不接地的懸浮系統(tǒng)。
從UPS來(lái)看,滿足這種負(fù)載的要求,輸出隔離變壓器是必須的,而不是額外的。如果采用不帶輸出隔離變壓器的UPS,就需要外加輸出隔離變壓器,是否能滿足負(fù)載需要,那就要由用戶來(lái)確定了。
這類UPS的第二個(gè)特點(diǎn)是負(fù)載常常要求單相電源供電,需要選用三相輸入/單相輸出型的UPS。這對(duì)UPS來(lái)說(shuō)問題不大,因?yàn)樗鑅PS容量不大,常常是100kVA左右。但是對(duì)于旁路來(lái)說(shuō),就是一個(gè)值得探討的問題了。旁路隔離變壓器用什么樣的呢?用三相輸入/三相輸出,顯然是不合理的,只單相帶載,既浪費(fèi)又極不平衡。用單相220V輸入/單相220V輸出,也很不平衡。比較好的辦法是用單相380V輸入/單相220V輸出。這樣在電源側(cè)的平衡程度要好一些。變壓器的容量可以按UPS容量來(lái)選擇。電源的容量需要按兩相有電流的大小來(lái)考慮。此外還有雙變壓器方案、Scott變壓器方案、三相五柱變壓器方案等,但都不如單相380V輸入/單相220V輸出的方案簡(jiǎn)單。
而在市電電壓不穩(wěn)定或干擾較大時(shí),為了在旁路工作狀態(tài)下,對(duì)負(fù)載不產(chǎn)生干擾,需要在旁路隔離變壓器的后面,再加上穩(wěn)壓器,以保證負(fù)載可靠穩(wěn)定地工作。這也是常用的一種供電電路。
對(duì)于發(fā)電廠和變電站用的UPS,在直流環(huán)節(jié)還要有特殊的要求。因?yàn)榘l(fā)電廠中有強(qiáng)大的直流系統(tǒng),用來(lái)為繼電保護(hù)系統(tǒng)和高壓開關(guān)的驅(qū)動(dòng)裝置提供電源。這個(gè)電源必須十分可靠,否則會(huì)造成系統(tǒng)的紊亂,釀成重大事故。因?yàn)橛辛诉@個(gè)直流電源,UPS就不需要單獨(dú)設(shè)立自己的直流電源,而是使用公共的直流電源。這樣就帶來(lái)兩個(gè)問題:一是UPS的直流電壓需適應(yīng)公共的直流電壓,一般發(fā)電廠的直流電源電壓是220V,因此UPS的直流電壓要與這個(gè)電壓相匹配。另一個(gè)問題是公共直流系統(tǒng)容量很大,有自己的充電電源,不需要UPS充電,電池只為UPS放電用。所以在電池與UPS直流母線之間要增加防反二極管。發(fā)電廠自己的直流系統(tǒng)非常重要,專門有對(duì)地絕緣要求,因此要求UPS直流與交流電源之間必須隔離。這樣就在UPS的交流輸入端增加隔離變壓器。這個(gè)變壓器同時(shí)也為直流電壓所需數(shù)值提供了方便。平時(shí)UPS的直流電壓略高于電池組的電壓,電池對(duì)UPS不能放電。

由于工作場(chǎng)合變動(dòng)或其他應(yīng)用方面的需要，原先安裝好的EPS應(yīng)急電源為了迎合需要遷移安裝的場(chǎng)地。在拆移EPS應(yīng)急電源時(shí)，為了不損壞EPS，不影響后續(xù)的正常使用，那么在拆移EPS應(yīng)急電源時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)，具體事項(xiàng)如下：
1.由于EPS應(yīng)急電源內(nèi)置蓄電池的數(shù)量、U重量，以及無(wú)扣定內(nèi)置式的特殊設(shè)計(jì)，在EPS應(yīng)急電源遷移前需拆卸EPS蓄電池，具體做法：先關(guān)閉EPS應(yīng)急電源全部輸出/輸入，切斷EPS前端市電，逐步將蓄電池卸載后轉(zhuǎn)移至別處，如搬遷路途遙遠(yuǎn)或需長(zhǎng)途運(yùn)輸，為了安全起見，把EPS應(yīng)急電源重新放回包裝時(shí)的紙箱中且內(nèi)墊耐用的海綿型泡沫進(jìn)行裝車運(yùn)輸，到目的地再按照說(shuō)明書要求重新安裝EPS。
2.由于EPS應(yīng)急電源的體積與重量的因素，在裝車卸貨都要求使用釵車、吊車搬運(yùn)EPS應(yīng)急電源。如短距離的搬移應(yīng)該使用推車，不能依靠人力直接拖移或翻動(dòng)搬移，這是由于EPS應(yīng)急電源內(nèi)部控制的部分CPU芯片，PCB，液晶顯示等部件相對(duì)比較脆弱，不可劇烈振動(dòng)或受到?jīng)_擊。

閥控式鉛酸蓄電池（以下簡(jiǎn)稱閥控電池）因其成熟的技術(shù)，高性價(jià)比和維護(hù)簡(jiǎn)單等特性，被廣泛應(yīng)用于通信、電力系統(tǒng)當(dāng)中。但導(dǎo)致閥控電池失效的原因有很多，其中熱失控就是典型現(xiàn)象，熱失控的直接導(dǎo)致后果就是是電池內(nèi)部電解液干涸，電池內(nèi)阻異常，電池殼體變形膨脹，甚至破裂，散發(fā)出大量酸性氣體。
閥控電池的結(jié)構(gòu)決定了熱失控現(xiàn)象的產(chǎn)生，閥控電池與排氣式富液電池相比較，富液電池的電解液容量較多且有良好的排氣散熱功能，大量的電解液對(duì)化學(xué)反應(yīng)溫度上升有很好的緩沖作用，且反應(yīng)時(shí)蒸發(fā)的氣體帶走了大部分熱量，即便采用不同的充電方式，都不易在富液電池使用中出現(xiàn)熱失控，而閥控電池封閉的結(jié)構(gòu)與相對(duì)較少的電解液決定這種結(jié)構(gòu)易發(fā)生熱失控，由于溫度與電流的平衡關(guān)系脆弱，表現(xiàn)在過充電時(shí)電解水產(chǎn)生的熱量不能很好的釋放，溫度和電流形成正反饋，相互推升直至失控。
上述兩個(gè)反應(yīng)均是放熱反應(yīng)。而浮充電流對(duì)溫度十分敏感，溫度的上升會(huì)導(dǎo)致浮充電流增大，若充電設(shè)備沒有溫度補(bǔ)償功能，不能及時(shí)調(diào)整浮充電壓（當(dāng)溫度上升時(shí)適當(dāng)降低浮充電壓，且保證浮充電流不變），浮充電流增加又加速放熱反應(yīng)的進(jìn)行，則浮充電流和溫度相互影響逐步升高，直至出現(xiàn)熱失控。
曾處理過一場(chǎng)熱失控事故，事故地點(diǎn)在某大廈地下3層，兩臺(tái)UPS各掛20支電池，兩臺(tái)UPS電源和電池品牌均對(duì)應(yīng)一致且在相同環(huán)境中，一組共20塊電池全部膨脹報(bào)廢，另一組20支電池完好，電池為產(chǎn)品同一批次，進(jìn)場(chǎng)時(shí)曾做過檢測(cè)，不存在質(zhì)量問題。后經(jīng)分析，造成熱失控的直接原因是UPS電源充電部分故障，是由于過充引起，非電池問題。
原因如下：
1.從UPS電源歷史記錄中可查，該UPS電源在電池沒有放電的情況下，突然由浮充轉(zhuǎn)均充并充電12個(gè)小時(shí)，導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度突升，殼體變形。
2.地下室精密空調(diào)之前由于室外機(jī)過臟，高壓鎖定停機(jī)，缺少了降溫設(shè)備導(dǎo)致加速了熱失控的發(fā)生。
3.UPS間沒有監(jiān)控設(shè)備和負(fù)責(zé)人員，*處于無(wú)人看管的狀態(tài)。
對(duì)于此次事故，客戶曾有疑問，懷疑電池膨脹的原因是由于電池排氣閥未能及時(shí)打開所致。膨脹變形原因分為熱變形和受力變形，電池殼體承受壓力變形的能力遠(yuǎn)大于排氣閥，若出現(xiàn)內(nèi)部壓力過高，肯定會(huì)首先打開排氣閥減少壓力。實(shí)際電池膨脹是因?yàn)闊嶙冃卧斐桑跓崾Э厍闆r下，內(nèi)部溫度過高造成殼體高溫變形。
預(yù)防措施
1.建議使用帶有溫度補(bǔ)償?shù)某潆娫O(shè)備，增加電池監(jiān)控設(shè)備為上策，以對(duì)每一塊電池實(shí)時(shí)測(cè)量性能。
2.UPS間室內(nèi)環(huán)境應(yīng)通風(fēng)，溫度維持在20~25°C，配備機(jī)房空調(diào)，以適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間不間斷的恒溫需求。
3.免維護(hù)電池只是維護(hù)量相對(duì)降低，并非不需維護(hù)與保養(yǎng)，在使用中也是需要有人維護(hù)。
綜合上述，閥控式鉛酸蓄電池?zé)崾Э厥窃谕庖虻恼T導(dǎo)下逐步發(fā)生的，因此在使用中對(duì)可能造成熱失控的因素要稍加注意，在一定程度上可預(yù)防熱失控的出現(xiàn)，保障設(shè)備的安全，保障客戶的利益。