镉镍碱性蓄电池及免维护型铅酸蓄电池.pdf

电 p铅螭 电 魁 新产 品介绍 镉 镍碱性 蓄 电池及 免维护 型 铅 酸 蓄 电 池 浙 江 省 电 力 局 TM? r z - 长期以来 ， 我省 电力工业直流系统 ， 大多 数采 用 固定型铅 酸 蓄 电池 ， 由于它 的固有 缺 点 ， 越来越不 能适 应 电力工业发展的要求 。 国 外直流 电源均 已由免维护型铅酸蓄 电池镉镍 碱性蓄 电池替代 。 这二 种电池我国 、 我 省都 已 由厂家 生产、 现介 绍如下。 一 、镉镶碱性蓄电池 镉 镍 碱性 蓄 电池 正极 板为 氧化镍 粉 ， 负 极板 由氧化镉粉组成 。 由于制造方式 的不 同 ， 如全烧 结 ， 半烧结 和压成式 等 ， 因此 特性 也不 同。电解液为氢氧化钾溶 液 。 在 充 电后 ， 正极 板 为 氢 氧化镍 ， 负极 板 为金 属 镉 ， 放 电终 止 时 ， 正极板转化成氢氧化亚镍 ， 负极板转化成 氢氧化镉 。充放 电过程中总的化学反 应式 如 下 ： 朴 Cd+ 2 KOH + 2 Ni ( OH ) 3 F cd( OH) 2 兀F 巳 + 2 KOH+ 2 Ni ( OH ) 2 单 只蓄 电池额定 电压 为 1 2伏 ， 空载 电 压 为 1 3 2 9伏 ， 一 般 2 2 0伏 系统 用 1 8 0只， 1 1 0伏 系统 用 9 O只。由于内阻小 、 具有短 时 间高倍率 放 电能 力、 自放 电小 、 低 温性 能好 、 寿 命长 、 维护简单 、 使用方便 、 体积较 小 ， 因此 易于装在 直流屏 内。 由于极板 制造 的不 同 ， 根 据 放 电倍率的 大小 ， 划分为下列几种型式 ： 1 超 高倍 率 ( GNC 型) ： 放 电 电流 大 于 额定容量的 7倍 ， 极板为全烧 结型 ， 瞬 时可以 容量的 5 O倍 率放 电 ， 内阻最小 。它适宜 于要 求容量 不大 ， 但 需作 为高压 断路器 的控 制 电 源 ， 要求 冲击 电流大的小型变 电所 。 2 高倍 率 ( GNG 型 ) ： 放 电电 流大 于额 定容量 的 3 5倍 ， 正极板 为烧 结的镍 基板 ， 经 过化学 浸渍 碱化 ， 制成氢氧化镍 电极 。 负极板 由粘结剂 将活性 物质涂 膏 粘结 ， 在金属 集 流 网上制成镉 电极 。 结构较坚 固 ， 具有较 高的机 械强度 ， 能在正常冲击及扰动条件下使用 。 使 用 范围同超 高倍率 ， 瞬时 4 O倍 率放 电 价格 较低 。 3 中倍 率 ( GNZ型 ) ： 放 电电 流大 于 额 定容量 的 0 5倍 ， 是把粉状 活性 物质 填充在 穿孔镀镍 钢带 制成 的扁 盒子 里 正极 活性物 质为氢氧 化镍 ， 负极板为氢氧 化镉 ， 用滚 轮把 上 下钢带扣 合在 一起制 成极板 条 ， 将若 干钢 盒 彼此相互 扣 合 ， 再通 过压 紧轮滚 轧而 制成 电极板 。 按 电池容量大小 ， 选 择一定数量 的正 负极板 组成 电极板 组 ， 正负极 板 间装有 隔离 网片 ， 外 装塑料外 壳 ， 加 电解 液构 成 电池 。 这种 电池价格低 寿命长 ， 适用 于冲击 电 流不大 ， 但 要求大 的直流 电源容 量 的大型 变 电所和发 电厂 。 4 低 倍 率 ( GND型 ) ： 放 电电流 低 于 额 定容 量的 0 5倍 ， 放 电倍率 低 价格 更低 ， 适 宜 于要求 直流 电源容 量大 ， 冲击 电流不高 的 一 57 维普资讯 http:/ 场 所 。 镉镍 蓄 电池一般 以 浮 充方 式运 行 ， 浮 充 电 流 单 只 电 池 为 3 5 ma Ah 电 压 约 为 1 3 6 1 4 5伏 ， 均 衡充 电为单 只电池 1 4 8 1 5 0伏 。 正常 充 电方 式 ， 以 0 2倍额 定容量 的 电 流 充 电 7小 时 ， 单 只 电 池 约 为 1 5 5 1 6 0 伏 ， 再充 0 1倍额定容量 的 电流补充电 充电 4小时 。 快速 充 电时 ， 赙以 0 5倍额定容量 的 电流充 2小 时作 为第 一 阶段 ， 再 以 0 2倍额 定容 量的 电流 充 2小时 。 镉镍 电池的充 电与铅酸蓄 电池 充电辜概 念有所 不同 ， 其 充 电小 时和充 电 电流乘 积 不 等于额定容量 ， 在 充放 电的化学反 应中 ， 电解 液 只作电流的传导体 ， 浓度不起变化 ， 因此不 能根 据 比重来 判断 ， 只 能依据单体 电压来 判 断充放 电的程度 。 二 、 免维护型大容量铅酸蓄电池 这种 型号蓄 电池 系引进 美 国专 利 ， 采用 超 细玻 璃纤维 作为 隔膜 ， 电解液 吸附在 隔膜 及极 板中 ， 无流 动电解液 。蓄 电池 充 电期间 少量 的氧气在 电池 内 自行复合 ， 并装有 自动 安 全 排 气 阀 ， 在 压 力超 过 正常 时 ， 能 自动 开 启 电池一直在 低内压环境下工作 ， 正常使用 无气 体和酸雾排 出电池外 。由于板栅 和极 板 技术 、 高 能密度 的设 计 均 较先 进 因此 寿 命 长 ， 根 据制 造厂介 绍 ， 在 予期 的 2 o年 使用 期 内无需灌酸加水 。 蓄 电池 出厂时 已带 液荷 电 出厂( 即 已充 好 电) ， 单 体 电压 2 1伏 ， 每组组 成 6伏或 l 2 伏 ， 一般 2 2 0伏 系统用 1 1 0只， 1 1 0伏 系统 用 5 5只。现 场安装 只需 卧式 组合堆叠使 用 ， 装 在制造 厂供应 的钢 壳框 架上 ， 十分便利 。 由于 自放 电率低 ， 电池可贮存较 长时 间 在 出厂 6 个 月内 ， 安装后 即可使用 。超过 6个 月， 只需 对单 体电池 以 2 3 5伏 电压 充电 ， 几小时后即 可 投 入 。 一 58 一 在 5 1 O 范 围 内 工 作 ， 具 有 常 规 铅 酸 蓄电池的性 能 ， 其 计算方 法一般均可 引用 。 由 于免维 护铅酸 蓄 电池 内阻极 低 ， 大 电流放 电 性 能好 -j j , 时放 电容 量为 1 O小时放 电容量 的 5 3 ， 一分 钟率 放 电电流可 以达到 8小 时 率 额定容 量值 ， 因此放 电性 能、 低 温性 能、 使 用寿命和机械强度等均 比常规 电池有更 大改 进 。 充 电方 式 ： 经 常 以浮 充 方 式 运 行 ， 2 5 时 ， 单 体 充 电电压 为 2 2 5 2 2 8伏 ， 当 电压 低 于下限 值时 ， 应 以单体 电 压 2 4优进 行均 衡充 电。充 电时 间 ， 2 1 3 2 时 为 l O小 时 1 O 一 2 O 应 充 电 2 O小 时 。 对 循环 使用的 蓄 电池 ， 采用 限流恒 压方 法 充 电 。 三 、 三种蓄电池的 比较 1 免维 护 铅酸蓄 电 池奉 体 价格 约 比常 规 铅酸 电池贵一倍 ， 但 比镉镍 电池便宜 。 更 由 于镉镍 电池单 体 电压 为 1 2伏 ， 铅酸 电池 为 2 1伏 如 以 2 2 0伏 系 统 计 免维 护 电 池 为 1 1 0只 镉镍 电池要 1 8 0只。 根 据制造 厂综 合效益 的 比较 ， 免维 护 蓄 电池本体 价格 比常规 电池虽 较高 ， 但 不需蓄 电室 ， 维护简单 、 寿命较长 ， 综 合效益 反而好 。 即使 已建有蓄 电池室 如旧电池更新 ， 调换 为 免维护型铅酸 蓄电池 ， 仍可节 省费用 ， 而且 蓄 电池室可移作他用 。镉锦碱性 电池也不需 蓄 电池室 ， 占地 少。 2 安装 方面 ： 免维 护铅酸蓄 电池荷 电 出 厂 ， 安装 便利 。 镉 镍 电池带 电解液放 电状 态出 厂 ， 按要求 排列 连接后 即可 充 电。普通 蓄 电 池 ， 要 在蓄 电池室 内装 台架 安装 ， 要调酸 、 充 电和充放循环 ， 酸 液和酸 雾要 污染环境 。 3 维护方 面 ： 免维 护蓄 电池 ， 自放 电小 容量损失小 ， 每年 监测电压一次 ， 不需 加水加 酸 ， 低 温特 性好 ， 1 O ， 有 6 O 额 定容 量 一 2 0 C也 还有 4 5 额 定容 量 寿命长 浮 充使 维普资讯 http:/ 用 可 2 0年 。镉镍 电池 ， 自放 电小 ， 容 量 损失 小 ， 温 度变 化影 响 小 ， 一1 8 C可放 出 7 O 的 额定 容量 ， 浮充使用寿命 1 0 1 5年 。 普通 铅酸 电池 每 日要测 定 电压 、 比重 ， 定期 加水加 酸 ， 维 护工 作量大 ， 自放 电大 温 度变化 影响大 一2 0 C不能放 电 浮 充使用寿 命 6 8年 。 4 放 电倍 率 ： 免维护 蓄 电池 内阻 低 ， 放 电倍 率高 ， 一小时便可放出额定容量 。 镉镍 电 池 内阻极低 ， 超高 倍率 及高倍 率 电池 可 高 倍率放 电。 普通 铅酸电池放 电倍率低 一 小时 内只能 放出 5 O 的额 定容 量 。 5 免维护 铅酸 蓄 电池和 镉锿 碱 性 电池 的 配套 充 电装 置 系按 电池 要求设 计 ， 自动化 程度及 安全性均 较高 普通铅酸蓄 电池 ， 用一 般蓄 电池 的充 电屏 ， 大部份 手动调压 。 根据 上述 情况 ， 建议 新 建发 电厂和 变 电 所 能积极 推 广 上列新型 直流 电源 ， 以节 省投 资 ， 减少维护工作量。 如原有蓄电池使用寿命 已到， 也应以上列 电池作为更新换代产品。 参考资料 1 新 宇 电源 厂镉 镍 电池 使 用维 护说 明 书 2 华达龟 源系统公司密封免维 护铅酸 蓄 电池使用说明书 浙江省 电力学会 电力 系统专委会 1 9 9 3年 年 会 征 文 通 知 浙江 省 电力学 会 电 力系统 专 委 会决 定 1 9 9 3年 4季度 召开 1 9 9 3年 年 会 特 向 全 省 从事 电力系统工 作的同 志 ， 广泛征 集年会 论 文 ， 征文 的主要 内容 ： 1 提 高 电力系统安全稳 定的技术措旋 ； 2 电力系统分析计算方法 的研 究； 3 5 0 9 k V、 2 2 0 k V 电网分 层分 区 问题 的 探 讨 ； 4 提 高直 流 输 电系统运 行 可 靠性 的措 施 ； 5 5 0 0 k V 超高 压 输 变 电和 大 型发 电机 组等进 口设 备存在问题的 剖析和改进 ； 6 电网的无功、 调压及 降损措施研 究 ； 7 系统 调峰措施的探讨 ； 8 系统谐波污染的分析 及治理 ； 9 电 力系统 的通 讯和 调度 自动 化有 关 问 题 ； 1 9 电网经 济运行 ； 1 I 机组 励 磁装置 的 可靠性 分 析 、 研 究 及灭磁开关的改进 ； l 2 电网( 包括 城 网) 规划 优化及 负荷预 测方法的正确性 分析 ； 1 3 高压变 电所主变选 型分 析友最佳 主 变台数论证 ； 1 4 有关电力系统的其它问题。 应征 论文请 于 1 9 9 3年 7月底 前将 全 文 寄省电力中心调度所费翩( 邮编 3 1 0 0 0 7 ) ( 省电力学 会电力系统专 委会) 5 9 维普资讯 http:/