Газорекомбінаціонние батареї акумуляторів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Тенденції застосування резервних джерел живлення

На ринку резервних джерел живлення домінують тенденції децентралізації джерел та зниження їх вартості.

Децентралізація енергопостачання при встановленні батарей акумуляторів в якості невід'ємних компонентів обладнання, або поблизу обладнання, тобто в одній системі, вимагає мінімального виділення газу, високої щільності енергії та терміну експлуатації батарей, порівнянного з терміном служби устаткування.

Зменшення вартості передбачає зниження вимог до терміну служби за рахунок скорочення капіталовкладень, тому ця тенденція свідчить не на користь таких хімічних джерел струму як нікель-кадмієві і свинцево-кислотні батареї Plante. Важливими перевагами децентралізованої установки є: відмова від спеціальних приміщень, супутніх будівельних витрат і мінімальні вимоги до технічного обслуговування батарей.

Типи свинцево-кислотних батарей можна розділити на категорії відповідно до терміну їх служби, які визначаються сферою застосування в тих чи інших пристроях. Батареї газорекомбінаціонного типу задовольняють вимогам, які пред'являються до джерел живлення систем сигналізації, малим джерелам безперебійного живлення, джерел живлення автоматичних телефонних станцій та систем аварійного освітлення [1].

Батареї з великим терміном служби, більше 10 років, в основному, використовуються в системах телекомунікації, потужних ДБЖ, комутаторах, в системах енергетики, і централізованих системах аварійного освітлення. Є залишковий попит на акумулятори з рідким електролітом з підвищеним терміном служби, які застосовуються на великих телефонних вузлах та інших системах, особливо в тих країнах, де використовується не найсучасніше обладнання. В основному, спостерігається тенденція до зменшення ємності і зниження вимог до терміну служби акумуляторних батарей.

Серія батарей Powersafe компанії Chloride розроблялася з урахуванням тенденцій ринку, і призначалася спеціально для пристроїв з терміном служби більше 10 років з ємністю в діапазоні від 20 Ач до 1000 Ач (від 19 Ач до 1689 Ач).

Результати періодичних випробувань протягом 17 років служби, які вже пройшли з моменту випуску першої серії, показали, що розрахунковий термін служби в 10 років був досягнутий (серійне виробництво акумуляторів Powersafe розпочато в 1982 році).

Конструкція елемента Powersafe

Переваги газорекомбінаціонних елементів обумовлені принципами, покладеними в основу конструкції, які визначають їх експлуатаційні параметри.

У конструкції елемента Powersafe використовуються електроди з свинцево-кальцій-олов'яного сплаву, розробленого компанією Chloride. До складу сплаву не входить сурма, тому відсутня корозія поверхні контакту пластини з монтажними стрижнями групи електродів, з якою доводилося стикатися іншим виробникам, які використовували сурму в складі сплаву монтажних стержнів і токоподводами.

Використання низькоомних прошарків з мікростекловолокна, оригінальної конструкції кришки і висновків, забезпечує високу навантажувальну здатність акумуляторів.

Особлива увага приділялася безпеки батарей. Всі пластмасові деталі конструкції є вогнетривкими (по категорії UL94 V0). Серед додаткових заходів слід відзначити суцільну ізоляцію, захист від надлишкового тиску (згідно стандарту U0924 максимальне тиск 0,05 атм) і надійність токоподвода. Всі батареї Powersafe витримують коротке замикання протягом 0,5 секунди, що вдвічі перевищує цей параметр для аналогічних батарей від інших виробників.

Ефективність газорекомбінаціі

Реакція рекомбінації газів при роботі акумуляторної батареї описана в [1]. Виділення незначної кількості газу, не вимагає додаткової примусової вентиляції приміщення або обладнання, в якому встановлені батареї.

Для стаціонарних умов роботи з малим струмом безперервного підзаряду визначення виділення газу по втраті маси є недостатньо точним.

У роботі [2] були проведені вимірювання, і аналіз виділення газу за визначений період часу. Понад 95% газу, що виділився - водень, присутність азоту і кисню обумовлено наявністю повітря в корпусі батареї.

Таблиця 1.

Об'єм газу при напругах безперервного підзаряду акумуляторів 2,27 В і 2,40 В

Напруга підзаряду,

У

Середній струм підзаряду,

мА

Обсяг H2 *,

літрів

2,27 (Powersafe) 25,2 0,20
2,40 (Powersafe) 487 1,17
2,27 (Звичайні) 95 40,70 + 20,35 O2
* Протягом періоду більше 6 тижнів

У табл. 1 наведені результати вимірювань об'єму газу, який виділився в залежності від струму безперервного підзаряду при напругах безперервного підзаряду 2,27 В і 2,40 В для газорекомбінаціонних елементів у порівнянні зі звичайними акумуляторами. Елементи Powersafe володіють ефективністю газорекомбінаціі не менше 98%. Результати спостереження двох значень струму безперервного підзаряду в герметизованих елементах вказують на причину того, що виробники газорекомбінаціонних батарей завжди рекомендують ретельно контролювати умови заряду.

Дійсно, за результатами досліджень, газорекомбінаціонная батарея при підвищеній напрузі безперервного підзаряду 2,40 У вийде з ладу протягом терміну від 18 місяців до 2 років [3].

Умови роботи і заряду

Відповідно до рекомендацій виробника для елементів Powersafe рекомендуються такі умови роботи:

Рекомендується використовувати лише зарядні пристрої з постійним зарядним потенціалом.

Напруга безперервного підзаряду від 2,27 В до 2,30 В при температурі 20 ° С. При цьому не потрібно застосовувати обмежувачі струму. Характерне значення струму постійного підзаряду не перевищує 1 мА на кожен Ач ємності батареї.

Для стабілізації струму максимальне додаткове значення напруги може становити 2,40 В не більше 24 годин, при цьому характерне значення струму безперервного підзаряду становить 5 мА на кожен Ач ємності батареї.

Значення напруги безперервного підзаряду при середньорічних температурах навколишнього середовища нижче 15 ° С або вище 25 ° С необхідно коригувати [1].

Найменша допустима напруга постійного підзаряду становить 1,60 В.

Кількість елементів, що включаються послідовно, не обмежена.

Паралельно рекомендується підключати не більше 4 елементів. У кожному з паралельних банок елементів, що збираються в батарею опір зовнішніх ланцюгів повинна відрізнятися не більше ніж на ± 5%.

Після 5 днів розряду батареї необхідно дозаряжать. Це необхідно робити також у тому разі, якщо напруга холостого ходу елемента знизилася в результаті зберігання нижча 2,11 В.

Амплітуда пульсацій струму повинна становити не більше 7% для 3 Ач батарей в діапазоні частот від 100 Гц до 300 Гц. (Мається ймовірність того, що взаємодія компонент деяких систем може призводити до неглибоким високочастотним циклам заряду-розряду).

Ці робочі характеристики відповідають верхнього рівня маси кислоти при заряді.

Очевидно, що виміряти рівень кислоти в газорекомбінаціонних резервних елементах неможливо. Беручи до уваги потреби в інформації про стан батарей, які знаходяться в процесі експлуатації, компанія Chloride ввела систему моніторингу батарей [1].

Стандарти та атестації

Елементи Powersafe відповідають вимогам Британського стандарту 6290, Частини 1, визначальною методику випробувань, і Частини 4, 1986, яка відноситься головним чином до стаціонарних газорекомбінаціонним свинцево-кислотних батарей із клапанним регулюванням.

Стандарт BS 6290, крім усього іншого, встановлює критерії щодо терміну служби елементу, здатності витримувати коротке замикання, виділення газу, вогнестійкості, а також параметрів навколишнього середовища та електричних контрольних параметрів.

Елементи Powersafe відповідають також стандарту BS 2011 (Механічні навантаження) і BS 6334 (Пожежна безпека).

Конструкція батарей Powersafe розрахована на роботу в газорекомбінаціонном режимі в процесі всього терміну експлуатації, що підтверджується випробуваннями, проведеними на підприємстві-виробнику.

Багато спеціалізовані газорекомбінаціонние батареї, які повинні задовольняти вимогам стандарту BS 6290, Частина 4, не забезпечені відповідними відомостями про параметри конструкції або відповідними опублікованими даними. Будь-який продавець у разі сумнівів щодо призначення того чи іншого продукту повинен представити письмовий висновок виробника батареї про результати випробувань, що підтверджує відповідність батареї вимогам стандарту BS 6290 Частина 4.

В даний час Європейські та IEC стандарти на даний вид продукції відсутні.

Переваги газорекомбінаціонной технології

Одним з основних переваг газорекомбінаціонних батарей є висока щільність енергії, в порівнянні зі звичайними свинцево-кислотними батареями, особливо при високих швидкостях розряду.

Таблиця 2.

Щільність енергії акумуляторів при високих швидкостях розряду

Тип Ємність С10 до 1,85 В, Аг Струм розряду * до 1,62 В, А Обсяг корпусу, л

Питома енергія *,

А хв / л

POWERSAFE 300 916 9,3 493
PLANTE 300 714 24,6 145
TUBULAR 300 448 11,6 154
PASTED 300 606 14,8 205
* Для розряду протягом 5 хвилин

У табл. 2 представлені 4 основних типи свинцево-кислотних резервних батарей, кожна з яких володіє номінальною ємністю 300 Аг, зіставляються струми 5-хвилинного розряду, а також обсяги, займані кожним з елементів. Завдяки низькому внутрішньому опору газорекомбінаціонних елементів і їх значно меншому корисного обсягом при еквівалентної ємності, в порівнянні із звичайними елементами, щільність енергії газорекомбінаціонних елементів значно вище, що особливо сильно проявляється при високих швидкостях розряду.

Таблиця 3.

Номінальна ємність акумулятора,

забезпечує швидкість розряду 160 кВт / 5 хв

Тип Ємність С10 до 1,85 В, Аг
POWERSAFE 160
PLANTE 250
PASTED 255
TUBULAR 420

У табл. 3 зіставляються номінальні ємності, необхідні для 4-х типів елементів для забезпечення виділення постійної потужності в 160 квт протягом 5-хвилинного розряду.

Площа, призначена для установки елементів живлення, може бути обмежена. Можна встановити елементи Powersafe на вертикальній стійці, що істотно економить площу підлоги в порівнянні із звичайними акумуляторами.

Порівняння простору, необхідного для забезпечення 160 кВт/5мін розряду з використанням 180 елементів показує, що батарея Powersafe займає 46% площі підлоги в порівнянні з площею, займаної акумуляторами Tubular.

Додатковими перевагами використання батарей Powersafe є:

Висока стійкість по відношенню до вібрацій в навколишньому середовищі і стійкість по відношенню до ударів, що забезпечується щільною і жорсткою конструкцією. Продукція атестована по сейсмічної стійкості.

Безпека та надійність експлуатації, яка забезпечується застосуванням вогнестійких матеріалів конструкції, відсутністю кислоти у вільному стані, мінімальним газовиділенням, цільної ізоляцією і здатністю витримувати коротке замикання.

Зручність експлуатації, наявність конструктивних пристосувань для підйому, різьбових висновків і можливість установки висновків на лицьовій панелі, при необхідності, для зручності установки і обслуговування.

Встановлення та застосування

Батареї Powersafe можна встановлювати на стійках, у відсіках, і всередині апаратури, для живлення якої вони призначені. Приклади використання:

Контейнерне обладнання, таке як вилучені телекомунікаційні станції.

Настінні стелажі або стійки при обмеженій можливості використання поверхні підлоги.

Установка під підлогою при необхідності одержання більшої енергії в межах наявної площі.

Установка в мобільному обладнанні, або вагонетках для підземних робіт.

У шахтах чи на підприємствах хімічної промисловості.

На бурових установках для забезпечення функцій резервного електроживлення, в тому числі індукційне гальмування, управління процесом буріння і т.п.

Установка в сейсмонебезпечних місцях.

Компанією випускається набір інженерних пристосувань, включаючи стійки, відсіки і настінні стелажі. Для потужнострумових пристроїв для цілей безперебійного енергозабезпечення випускаються спеціальні щитки, що забезпечують підключення кабелів перерізом до 600 мм2.

Список літератури

Лаврус В.С. Джерела енергії. К.: Життєпис, 1997.

Harrison AI and Wittey BA (1984) "Gas Recombination Lead Acid Stationary Batteries" 14th International Power Sources Symposium.

Harrison AI, Bagshaw NE, Thompson E. (1982) "Rack Mounted Power for Modern Telecommunications Systems", Intelec Proceedings.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
27кб. | скачати


Схожі роботи:
Сонячні батареї
Аналіз епізоду На батареї Раєвського
Задачі артилерійської батареї в ході оборонного бою
Організація метеорологічної підготовки в артилерійському дивізіоні батареї
Толстой л. н. - Роль епізоду на батареї Раєвського в романі л. н. товстого війна і мир
© Усі права захищені
написати до нас