蓄电池的认识

1、 專題技術研討專題技術研討 題目題目：蓄電池及各式充電之認識 值班工作對於系統中的任何設 備均應深入瞭解；直流系統如同 變電所的血管、神經，應以禮相 待。1前言：前言：一.為何用DC直流電?1. 交流電AC難以儲存，在失去來源(例如全 停電)時，立即消逝無蹤。2.直流電DC以蓄電池(化學能)儲存，當AC失去時以DC維持保護、監控、照明、操作的能力。3.交流電以來回振盪型式存在，不易架構工作點；而直流電P(+)、N()之間的電位階很明確，所以控制回路、電驛、電子設備、電腦、通訊都需要用直流建構工作框架。2二.變電所蓄電池的運用: 蓄電池在加載消耗能量(放電)後，用外加直流充電機(通常是交流電經整

2、流、濾波)充電，循環使用，並持續供應系統直流電。1. 操作用蓄電池組、通訊室蓄電池組與充電機、負載並聯在一起，負載從電池消耗的能量由充電機補充電，達到平衡。此時蓄電池就像電容器，使輸出的直流更加平穩。32.也可以由蓄電池的直流電經過振盪、整形等程序做出60HZ正弦波，當交流110V電源失去時取而代之，成為不中斷電源(UPS)。3.壁掛式緊急照明燈裡頭的蓄電池平時浮接充電，當交流110V電源失去時(變電所全停電)，以b接奌接照明燈，照亮控制室。4直流系統直流系統 (操作用蓄電池組)#1充電機充電機#1AC NFB#1DC NFB整流濾波整流濾波電壓控制電壓控制DC分電分電 箱箱配電盤配電盤負負載

3、載SID手動旁路手動旁路#2充電機充電機#2AC NFB#2DC NFB整流濾波整流濾波電壓控制電壓控制SID手動旁路手動旁路蓄電池室蓄電池室控制室控制室92個個串聯串聯5 注意事項：當變電所全停電時，失去了補充電的能力，單獨靠蓄電池供電；所以蓄電池要維護良好，並做容量試驗，量負載電流，預估設備能夠正常運作的時間。全停電時間超過2小時以上，應考慮先將蓄電池切離。若蓄電池容量及電壓已低，且復電時間拖延，應以緊急發電機改接充電。緊急發電機應注意充電機是三相或單相。6三. 蓄電池的種類:1.市售有:普通鉛酸蓄電池、鉛鈣固體免維護電池、鹼性鎳鉻、鎳鎘、鎳鐵、鎳氫、鎳銅電池以及鋰電池等，族繁不及備載。2

4、. 為因應各種需求，各種品牌，有各式各樣的材質(極板與電解質) 。3.不同的蓄電池使用時，放電、充電的方式影響性能及壽命至巨，最好遵照生產廠商使用說明書作業。7四.鹼性鎳鎘蓄電池特性1.鹼性鎳鎘蓄電池極板以鋼柵構成，過充電時極板不易受損，過放電時極板不彎曲，堅固耐震，本公司變電所採用(以前用鉛酸電池)。2. 充電可大到2.8小時率，放電可大到1小時率(若單電池240AH ，可充240/2.8=85.7A ；可放電240A) ，使用靈活。3.即使完全放電到端電壓為0，極板也不會造成永久傷害。8鹼性鎳鎘蓄電池之放電曲線1020304050607080901000.91.01.11.21.31.4伏

5、特定電流放電之%低電流低電流中電流中電流高電流高電流9n1.曲線顯示，高電流放電時，放電達總容量 80% ，直流電壓會急劇下降；低電流放電時，電壓下降率較平緩且放電達將近全容量， 電壓才會急劇下降。n2.台東P/S蓄電池容量240AH ，直流消耗16安培達到平衡(蓄電池已充滿，大部份是系統在用)，屬於低電流放電；240/16=15小時。n3.充電機為100 A級，依照鹼性鎳鎘蓄電池特性，充電可大到2.8小時率，單電池240AH可充240/2.8=85.7A ， 蓄電池足可快速維持高容量水準。10五.充電時蓄電池之連結方式1. 分離式(單顆)充電2. 多顆電池並聯充電3. 多顆電池串聯充電(本公

6、司採用)11電池電池連結方式連結方式優優 點點 缺缺 點點分離式單電池充電 製作簡單。 使用單純，可以在電池與設備並 接狀態下使用。 充電效率可以控制到很高。 多顆電池使用時，成本較高，體積較大。 多顆電池並聯充電 製作難度不高。 體積可以適度控制。 充電效率可以控制到很高。 充電設備供電能力需要很強，成本與體積將大幅增加。 考慮成本與體積下，將使充電時間加長。 需注意待充電池在並接時的壓差問題，以免造成瞬間大電流或高熱，影響電池壽命。 使用時，需將電池自系統拆下，使用麻煩。 多顆電池串聯充電 可以在電池與設備並接狀態下使用。 適當規劃下，可以大幅縮小體積與節省成本。 設計上較為複雜。 每個電

7、池需要並接一組限壓電路，以防止過充。 需要視應用規劃，應用時可能受到限制。 無適當規劃時，成本將提高不少。 無複雜的電路控制下，整體充電效率很差。 總結：無適當規劃時，弊多餘利！ 充充電電時時蓄電池蓄電池之連結之連結應用比較表：應用比較表： 12六.充電方式簡單(控制電壓)方式充電： (圖1) 1. 由簡單的整流器、濾波器、平滑漣波電容 器、最多加個控制電壓裝置，市面上買到的產品大多是這種。 2.藉由控制電壓控制充電電流，或僅靠電池組的內阻決定充電電流，因對受充蓄電池不瞭解，常常過充電。 13充電時間充電時間電池電壓電池電壓充電電流充電電流充電電流充電電流電池電壓電池電壓圖一圖一14定電流充電

8、： (圖2) 1. 充電機設計成定電流輸出，用此種方式充 電，電流大時容易過充，應設定小電流 、長時間充電，或加裝過壓檢知器、過壓切斷器。 2.充電初期充電機和電池的壓差大，定電流可避免充電電流過大的損傷，但充電時間拉長。15充電時間充電時間電池電壓電池電壓充電電流充電電流充電電流充電電流電池電壓電池電壓圖二圖二16定電流、定電壓接續方式充電： (圖3) 1. 較理想的充電方式。 2. 充電初期用定電流充到一定電壓後以該 定電壓浮充，如此可避免過充電，但電 壓設定失準容易充電不足。 3. 鎳鎘蓄電池過充電時極板不易受損，因 此寧可過充電，不要充電不足，應定期 定時提高充電機輸出電壓做均衡充電

9、。17充電時間充電時間電池電壓電池電壓充電電流充電電流充電電流充電電流電池電壓電池電壓圖三圖三18充充 電電 方方 式式循循 環環 使使 用用浮浮 充充 使使 用用補補 充充 電電特性圖特性圖簡單方式簡單方式充電充電 可短時間內充電 因為充電電流很難控制，易產生過充電 不適用 可短時間內充電 適於並聯的電池充電，為防止過充電，需控制時間 圖圖 一一定電流充電定電流充電 設計上需有保護電路，防止過充電 不適用 以控制時間來補充與放電相同的容量 圖圖 二二定電流定電流、定電壓充電定電壓充電 正確的充電方式 一般充電需很長時間 設定正確電壓、電流可以快速充電，在最後階段需防止過充。 正確的充電方式

10、充電電壓不精確可能導致過充電或未飽和充電 對於深度放電後的充電時間較長 在指定條件下可給串聯的電池充電 圖圖 三三蓄電池充電方式和特點：蓄電池充電方式和特點：19七.實際應用多顆電池串聯充電在運用上有許多難處，以往用鉛酸電池以及定電壓充電機，單顆電池過充電損壞或充電不足性能衰退的很多；定電流、定電壓接續方式充電及鎳鎘電池才是正道。台東P/S操作用蓄電池在事故及操作時消耗電流才會稍大一點，平常消耗電流16安培，以131V浮充(Floating) ，每月提高充電機輸出電壓至140V做均衡充電(Equalizing)五小時。20汽車電池在啟動時需要瞬間大電流輸出，只有啟動時大大的放電一下，然後進入浮接充電；一般配置鉛酸電池，充電不足時常無法啟動，用鎳鎘蓄電池就很理想，但價格貴。UPS 久久放一次電(小電流)，平常保持浮接充電即可。電動車大概都是騎到快沒電再充電,而且每次如此，