CSB蓄電池HRL1223W HRL系列風力發電用

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UPS中蓄電池的幾個問題的探討（2）

2.9 浮充與均充

　　由于電解液和極板中存在有雜質，這種雜質會在極板上形成局部放電，這種局部放電現象就是“自放電”，自放電隨電池的老化程度而加劇。浮充電就是將充足電的蓄電池組與充電器同時并接在直流母線上，以補充電池的自放電，大體上使蓄電池經常保持在充滿電的狀態。浮充電的電壓各個廠家稍有不同，在2.15± 0.05左右，浮充電流可按

　　I=0.0009Q0

　　式中I是浮充所需要的電流值（A），Q0是蓄電池的額定容量(Ah）。該電流值只是用于補充自放電的損失，如果電池沒有充滿，則該電流需要增大。

　　以浮充電進行運行的蓄電池，由于電池組中每個電池的不均衡性造成每個電池的自放電是不一樣的，而對電池組的浮充電流是一致的，結果會出現部分電池處于欠充電狀態。　　

　　為了使蓄電池組中每個電池處于健康狀態，一定的時間后必須對電池進行一次均充。均衡充電過程就是使蓄電池容量的恢復過程。均衡充電電壓一般保持在2.35V。

　　對于大部分中小容量UPS，采用的先限流后衡壓的充電方式，限流值是根據充電器本身和電池容量而定的，不超過充電器的電流大輸出能力和0.25 C10 A的充電電流。至于限壓值一般處于浮充和均充電壓值之間的一個值

，這個也與一些電池廠家表明不需要均充的說法一致。

　　長期的均充（高壓充電）容易造成電池過充，易使電池發熱鼓包，從而縮短電池的使用壽命。只浮充不均充便會使電池欠充，造成個別電池落后。

　　不同的電池有一個蕞佳的浮充電壓（一定的溫度下），有一定時間的均充效果更好。充電時間取決于放電量、充電電流和溫度。

　　2.10 電池壽命與放電深度

　　電池的使用壽命與電池的放電深度密切相關，對于標稱壽命為3～5年密封電池而言，其關系如下表：

　　
       因此為了延長電池的使用壽命，非迫不得已，不要讓電池處于深度放電狀態，一般UPS廠家設計方案，當UPS處于滿載或半載條件下放電到自動關機的電池的放電深度為50%左右（標機深度淺，長機深度深），如果UPS電源在過度輕載（放電電流小于0．05 C20 A）放電到UPS電源自動關機，則電池會因為深度放電而提早損壞。也是UPS廠家建議用戶配置負載不要太輕的原因之一。當然，高檔次的UPS除了有長機和標機有不同的終止電壓，還有根據負載的大小來決定終止電壓。有效的延長電池的使用壽命。

　　另外將UPS的交流輸入電壓范圍拓寬，可以有效的減少電池的放電次數。

　　3 UPS電源中蓄電池容量的配置

　　3.1UPS中電池電壓設定

　　一般來說，UPS中的標稱電池電壓（或12V電池的個數）沒有哪個標準規定，是廠家根據采用的電路拓撲需要、機箱結構、功率等級、成本需要等來設計的。

　　后備式方波輸出的UPS，一般采用12V或24V電池，經過推挽及變壓器升壓得到220V的交流方波。一般功率在1kVA以下。在線互動式一般采用24V或48V的電池。

　　單進單出傳統在線式，一般采用16節*12V=192V，充電電壓為216V左右，因為該電壓與低限值交流整流后的電壓相當（75%*220*1.414*0.9=210V）。以3～15kVA單進單出機器居多。

　　對于三進單出的傳統電路結構，一般先采用自耦變壓器（或隔離變壓器）降壓，也適用16節*12V=192V或者32節384V。

　　至于三進三出機器，則電池電壓等級更多，有348V、360V、576V、720V。

　　對于小功率高頻機器，1kVA的電池電壓以36V的居多，也有24V或48V的，2kVA一般為72V，也有2kVA和3kVA為了電池兼容，都采用96V的。原則是采用N個7AH的電池滿足標機的時間（5—10分鐘）需要，以達到蕞佳性價比。

　　3.2 UPS中電池容量的配置計算

我們知道，電池實際可使用的容量與放電電流大小、環境溫度、電池的新舊等有關。要想精確計算容量是很難的事情。

假設放電過程中為恒功率放電，（UPS輸出功率不變，盡管逆變效率在變，但為了計算方便，忽略不計），在放電初期，電池電壓高，放電電流小，此時逆變的效率也高。相反，在放電將要終止時，電池電壓低，放電電流大。也就是在放電過程中電流是變化的，并且從電池的放電特性曲線看，不同的放電電流，電池的端電壓也不同，工程設計公式為：