铅酸蓄电池的工作原理以及在UPS电源供电过程中的用途介绍

2020-10-31      1288 次浏览

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,维护时要加水、加酸,已逐渐被市场淘汰。现在UPS电源电池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重要优点是在充电时正极板上出现的氧气,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。


蓄电池在UPS电源电池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,起到电池储能的用途。


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。

蓄电池在UPS电源供电过程中的用途


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一旦市电发生意外而瞬间波动甚至中断时,交流UPS电源系统则是由蓄电池放电供给逆变器电能,由逆变器将电池释放出的直流电转变为正弦交流电,以维持UPS电源电池输出。也就是说,交流UPS系统在输入异常情况下,全靠蓄电池及时补充电能量,以确保供电不中断。


在UPS电源电池供电系统中,蓄电池大多采用免维护蓄电池。蓄电池在UPS供电系统中的重要用途就是储存电能,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用途,并在逆变器发生过载时,起到缓冲器的用途。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,出现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。

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