《工業(yè)用電設(shè)備》-電力系

1、工業(yè)用電設(shè)備-電力系工業(yè)用電設(shè)備-電力系電解和電鍍?cè)谥绷饔秒娫O(shè)備中用電量最大，電解鋁和電解燒堿都屬九種高耗電產(chǎn)品之列（P233） 直流用電設(shè)備： 直流電動(dòng)機(jī)、直流電弧爐、直流電焊機(jī)、 電解、電鍍等等。直流電源： 電力電子變換裝置將交流電轉(zhuǎn)換為直流電， 蓄電池第5章 直流用電設(shè)備及直流電源本章內(nèi)容9/21/20222上海電力學(xué)院 電力系電解和電鍍?cè)谥绷饔秒娫O(shè)備中用電量最大，直流用電設(shè)備：第5章 5.1 電解 電解：利用直流電流引起的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行生產(chǎn)的工藝。5.1.1 電解燒堿 一電解燒堿生產(chǎn)的基本原理 陰極反應(yīng):H+ + e H 2 H H2 陽極反應(yīng):Cl e Cl 2 Cl Cl2全部反應(yīng)的

2、化學(xué)方程式為2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2+ H2 圖5.1.1 電解燒堿示意圖第5章 直流用電設(shè)備及直流電源燒堿9/21/20223上海電力學(xué)院 電力系5.1 電解 電解：利用直流電流引起的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行生產(chǎn)的工5.1.1 電解燒堿 一電解燒堿生產(chǎn)的基本原理 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 根據(jù)上述化學(xué)方程式，可以算出理論上:電解產(chǎn)生1t燒堿(100 % NaOH ),同時(shí)生產(chǎn)0.866t氯氣（100）和0.025t氫氣(100)，需要消耗100的NaCl 1.463t。電解制堿時(shí)，在陽極上產(chǎn)生氯氣，陰極上產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉。這些產(chǎn)物如果不把它們隔離分開，將會(huì)按

3、下式進(jìn)行反應(yīng)： 2NaOH十Cl2 NaC1ONaClH2O產(chǎn)生次氯酸鈉，次氯酸鈉還會(huì)進(jìn)一步變成氯酸鈉，就得不到所需要的氯和堿；如果不把氫氣和氯氣隔開，還會(huì)發(fā)生爆炸事故。9/21/20224上海電力學(xué)院 電力系5.1.1 電解燒堿 一電解燒堿生產(chǎn)的基本原理 第5章5.1.1 電解燒堿 一電解燒堿生產(chǎn)的基本原理 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 為了解決上述問題，在電解槽的陰陽極之間設(shè)置了多孔滲透性的隔膜材料，把電解槽分為陽極室和陰極室兩部分，這種采用隔膜的電解方法稱“隔膜法電解”。隔膜材料能讓離子(Na+、Cl、H+、HO)和水分子通過，卻阻止陰陽極電解產(chǎn)物的混合。因此，在隔膜電解

4、槽陽極室產(chǎn)生的氯氣，不會(huì)進(jìn)入陰極室，經(jīng)陽極室上方氯氣支管導(dǎo)出；在陰極室產(chǎn)生的氫氣，也不會(huì)進(jìn)入陽極室，由陰極箱氫氣支管導(dǎo)出，氫氧化鈉溶液經(jīng)陰極室下方導(dǎo)出。圖5.1.2 立式隔膜電解槽示意圖9/21/20225上海電力學(xué)院 電力系5.1.1 電解燒堿 一電解燒堿生產(chǎn)的基本原理 第5章5.1.1 電解燒堿 一電解燒堿生產(chǎn)的基本原理 二. 電解燒堿的生產(chǎn)流程三. 立式吸附隔膜電解槽第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 9/21/20226上海電力學(xué)院 電力系5.1.1 電解燒堿 一電解燒堿生產(chǎn)的基本原理 第5章四電解燒堿的電量消耗 電耗是電解生產(chǎn)的一個(gè)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。電解燒堿耗電較多其中：直

5、流電能消耗約占97%98， 交流動(dòng)力用電約占23， 電費(fèi)約占生產(chǎn)成本的50。法拉第定律：電解過程中電極上所產(chǎn)生物質(zhì)的量， 與通過電解質(zhì)溶液的電量成正比， 即與電流強(qiáng)度及通電時(shí)間成正比。5.1.1 電解燒堿 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 9/21/20227上海電力學(xué)院 電力系四電解燒堿的電量消耗 電耗是電解生產(chǎn)的一個(gè)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)五槽電壓 5.1.1 電解燒堿 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 槽電壓即電解槽的實(shí)際工作電壓， 是一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)，與能耗有極其密切的關(guān)系。槽電壓由 理論分解電壓、 過電壓、 金屬導(dǎo)體電壓降、 電解質(zhì)溶液電壓降、 隔膜電壓降（離子膜電

6、壓降）、 接觸電壓降組成。9/21/20228上海電力學(xué)院 電力系五槽電壓 5.1.1 電解燒堿 第5章 直流用電五槽電壓 5.1.1 電解燒堿 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 表5.1.1 電解槽槽電壓分布情況9/21/20229上海電力學(xué)院 電力系五槽電壓 5.1.1 電解燒堿 第5章 直流用電1大功率整流電源圖5.1.7 電解燒堿的供電結(jié)構(gòu)框圖 工廠主變電所內(nèi)的變壓器，用于將電網(wǎng)高壓降低；三相橋式（200V）；雙反星形帶平衡電抗器（200V ）；6、12、24、36或48相 調(diào)節(jié)電壓保持恒流降低電壓，雙繞組或三繞組六電解燒堿供電5.1.1 電解燒堿 第5章 直流用電設(shè)備及直

7、流電源 5.1 電解 9/21/202210上海電力學(xué)院 電力系1大功率整流電源圖5.1.7 電解燒堿的供電結(jié)構(gòu)框圖 工 IGBT大功率逆變電解電源： 體積小、重量輕、高效節(jié)能，比普通電源節(jié)能30% 功率因數(shù)可做到0.95。電源具有穩(wěn)壓、低紋波、軟啟動(dòng)等功能，抗沖擊能力強(qiáng)、輸出波形平穩(wěn)、電解質(zhì)量穩(wěn)定、電壓電流調(diào)節(jié)范圍寬，恒流恒壓自動(dòng)切換并對(duì)電網(wǎng)電壓有自動(dòng)補(bǔ)償功能。防觸電、過熱、電壓異常等多種保護(hù)功能，工作時(shí)安全可靠。該系列產(chǎn)品是專門為惡劣的強(qiáng)腐蝕環(huán)境設(shè)計(jì)的全封閉式電源，廣泛用于銅箔廠、氯堿廠大電流低紋波電解。亦可用于其它化工行業(yè)大電流電解。2大功率逆變電解電源六電解燒堿供電5.1.1 電解燒堿

8、 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 9/21/202211上海電力學(xué)院 電力系 IGBT大功率逆變電解電源：2大功率逆變電解電源六電解某型號(hào)IGBT大功率逆變電解電源的主要技術(shù)參數(shù) 2大功率逆變電解電源六電解燒堿供電5.1.1 電解燒堿 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 9/21/202212上海電力學(xué)院 電力系某型號(hào)IGBT大功率逆變電解電源的主要技術(shù)參數(shù) 3電解燒堿對(duì)供電的要求1）高壓（35kV或110kV）供電，電解燒堿生產(chǎn)的用電量大，2）供電電壓穩(wěn)定、不間斷 從電網(wǎng)引來兩路或三路獨(dú)立電源。 電壓穩(wěn)定，連續(xù)生產(chǎn)，不僅對(duì)生產(chǎn)有利、槽的使用壽命延長(zhǎng)， 還可降低直流損耗

9、。 如果電流波動(dòng)頻繁，就會(huì)造成氯、氫氣和電解流量的波動(dòng)， 使正常生產(chǎn)受到破壞，還容易破壞隔膜。 嚴(yán)重時(shí)會(huì)因氫氯混合而引起爆炸。3）嚴(yán)禁突然停電。 突然停電會(huì)造成氯氣外溢，直接影響操作人員、 甚至工廠周圍居民的健康安全，造成環(huán)境污染。六電解燒堿供電5.1.1 電解燒堿 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 9/21/202213上海電力學(xué)院 電力系3電解燒堿對(duì)供電的要求1）高壓（35kV或110kV）供電1提高整流效率2降低槽電壓、減小直流電壓損失3采用金屬陽極電解槽 據(jù)資料介紹，用金屬陽極電解槽代替石墨電極電解槽， 每噸燒堿可節(jié)電530kWh。4保證鹽水質(zhì)量5合理保持鹽水溫度并加強(qiáng)對(duì)電

10、解槽保溫6降低堿損失7選擇合適的電流密度七電解燒堿的節(jié)電途徑5.1.1 電解燒堿 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 9/21/202214上海電力學(xué)院 電力系1提高整流效率七電解燒堿的節(jié)電途徑5.1.1 電解燒5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 鋁因其質(zhì)輕、抗腐蝕性強(qiáng)、具有對(duì)各種形式加工的適應(yīng)性、制造加工費(fèi)用低、外觀美觀等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于： 建筑業(yè)、電力行業(yè)、包裝業(yè)、汽車結(jié)構(gòu)、海上應(yīng)用、 航空航天、家用電器、加工設(shè)備、紡織設(shè)備、 煤礦機(jī)械、移動(dòng)式灌溉管與工具等領(lǐng)域。9/21/202215上海電力學(xué)院 電力系5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流

11、電源5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 20002008年我國(guó)電解鋁產(chǎn)量十年來我國(guó)電解鋁工業(yè)發(fā)展迅速，技術(shù)裝備水平明顯提高，但投資嚴(yán)重過熱，產(chǎn)量從2000年283萬噸急劇增加到2008年的1376萬噸，占世界總產(chǎn)量約33%。2009年已建產(chǎn)能已超過2100萬噸。9/21/202216上海電力學(xué)院 電力系5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 我國(guó)鋁產(chǎn)量占世界鋁產(chǎn)量的比重9/21/202217上海電力學(xué)院 電力系5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源5.1.2 電解鋁 第5章 直

12、流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 電解鋁的生產(chǎn)在電解槽中進(jìn)行，電解鋁主原料：氧化鋁（Al2O3）， 基本材料：陽極糊（由焦粉、焦粒和瀝青組成）、 冰晶石（3NaFAlF3）、 氟化鋁以及其他氟化物，如氟化鎂、氟化鈣等 電極：碳素材料。一 . 電解鋁生產(chǎn)的基本原理電解質(zhì)9/21/202218上海電力學(xué)院 電力系5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 電解槽的化學(xué)反應(yīng)是： Al2O33/2C 2 Al3/2CO2 Al2O3 3C 2 Al3CO電解的結(jié)果是： a. 陰極上得到鋁； b. 陽極上生成CO2和CO氣體； c

13、. 電解質(zhì)Al2O3被不斷消耗掉。一 . 電解鋁生產(chǎn)的基本原理9/21/202219上海電力學(xué)院 電力系5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 二 . 電解鋁的生產(chǎn)流程圖5.1.11 電解鋁的基本生產(chǎn)流程三 . 電解槽9/21/202220上海電力學(xué)院 電力系5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 耗電很大， 一座年產(chǎn) 50000 噸電解鋁廠每年耗電89億kWh， 需要功率達(dá)100MW。 電耗占成本的50%左右。 電解鋁生產(chǎn)消耗的電能約占總電耗的 90， 而另10則用于動(dòng)力，如廠房通風(fēng)、排煙、運(yùn)輸、 供水、

14、壓風(fēng)、供氣及照明等。5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 四 . 電解鋁用電情況9/21/202221上海電力學(xué)院 電力系 耗電很大，5.1.2 電解鋁 第5章 直流5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 四 . 電解鋁用電情況有色金屬工業(yè)是國(guó)家重點(diǎn)高耗能產(chǎn)業(yè)之一，2005年我國(guó)有色金屬工業(yè)總耗能量約占全國(guó)總能耗的3.1%。在國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源領(lǐng)導(dǎo)小組等五部委聯(lián)合發(fā)布千家企業(yè)節(jié)能行動(dòng)實(shí)施方案中，2004年企業(yè)綜合能源消費(fèi)量達(dá)到18萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上的千家企業(yè)中，有色金屬企業(yè)占了71家，其中鋁冶煉企業(yè)51家。電解鋁產(chǎn)品能耗相對(duì)較高，俗稱“電老虎

15、”。經(jīng)過多年技術(shù)進(jìn)步，國(guó)內(nèi)電解鋁企業(yè)綜合交流電耗由2001年15470 kWh /t降到2008年14323 kWh /t ，而且電解鋁產(chǎn)量較大，2008年10種有色金屬總產(chǎn)量2519萬噸，其中電解鋁產(chǎn)量1318萬噸，占52%以上，其耗電量約占全國(guó)總耗電的5%。9/21/202222上海電力學(xué)院 電力系5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源兩種電解電源情況：1. 大功率整流器設(shè)備（目前采用較多） 功率因數(shù)降低。高次諧波對(duì)電網(wǎng)的影響。 隨著直流用電的增長(zhǎng)，整流裝置高次諧波對(duì)電網(wǎng)的危害也正日漸嚴(yán)重。2. 高頻開關(guān)直流電源， 采用高頻諧振逆變控制技術(shù)， 功率因數(shù)高，對(duì)電網(wǎng)的諧波污染小，無

16、干擾。5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 四 . 電解鋁用電情況五 . 槽電壓9/21/202223上海電力學(xué)院 電力系兩種電解電源情況：5.1.2 電解鋁 第5章 直流1必須有兩個(gè)以上的獨(dú)立電源，供電連續(xù)不能間斷， 可靠性高。2交流供電電壓采用220kV或110kV。 220kV或110kV交流電壓經(jīng)降壓變電所降至10kV后， 再經(jīng)調(diào)壓變壓器、整流變壓器和電力電子變換裝置將交流電變?yōu)?直流電向電解槽供電。1降低電解槽平均電壓2提高電流效率七電解鋁的節(jié)電途徑5.1.2 電解鋁 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.1 電解 六 . 供電要求9/21/202224上海

17、電力學(xué)院 電力系1必須有兩個(gè)以上的獨(dú)立電源，供電連續(xù)不能間斷，1降低電解電鍍：利用電化學(xué)方法對(duì)零件進(jìn)行表面加工的一種工藝。 電鍍時(shí)零件為陰極，鍍液中的金屬離子在直流電的作用 下沉積在零件表面形成均勻、致密的金屬鍍層。圖5.2.1 硫酸鍍銅工作 原理示意圖 1-陽極；2-鍍液；3-陰極5.2.1 電鍍的基本原理5.2 電鍍 第5章 直流用電設(shè)備及直流電源電鍍是在電鍍槽中進(jìn)行的。電鍍槽中置有電極和電鍍液，電極通以直流，所用的電鍍液必需具有被鍍金屬的離子。 9/21/202225上海電力學(xué)院 電力系電鍍：利用電化學(xué)方法對(duì)零件進(jìn)行表面加工的一種工藝。圖5.2.圖5.2.1 硫酸鍍銅工作 原理示意圖 1

18、-陽極；2-鍍液；3-陰極5.2.1 電鍍的基本原理陰極反應(yīng): Cu2+ + 2e Cu 2 H+ + 2e H2 陽極反應(yīng)： Cu 2e Cu2+ 4OH 4e 2 H2O+ O2 2SO42+ 2 H2O 4e 2 H2SO4+ O2第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.2 電鍍 硫酸鍍銅用的電鍍液主要成分是硫酸銅CuS045H20和硫酸H2SO4。5.2.2 電鍍的分類及作用9/21/202226上海電力學(xué)院 電力系圖5.2.1 硫酸鍍銅工作5.2.1 電鍍的基本原理陰極反1. 大功率整流器設(shè)備（目前采用較多）。2. 高頻脈沖開關(guān)電鍍電源(用于鍍金、銀、鎘、銅、鋅等不同材料的電鍍。3. 大

19、多數(shù)的電鍍?cè)O(shè)備都使用電壓為612V的不同功率的直流電源。 只有鋁及其合金在陽極氧化時(shí)需要電壓為60120V的直流電源。電鍍?cè)O(shè)備包括：電氣設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、固定槽設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、 過濾設(shè)備。一電氣設(shè)備電氣設(shè)備包括：配電線路、配電盤、電鍍電源、匯流條等。電鍍電源：5.2.3 電鍍?cè)O(shè)備第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.2 電鍍 9/21/202227上海電力學(xué)院 電力系1. 大功率整流器設(shè)備（目前采用較多）。電鍍?cè)O(shè)備包括：電氣一電氣設(shè)備電鍍電源：5.2.3 電鍍?cè)O(shè)備第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.2 電鍍 脈沖開關(guān)電源應(yīng)用于電鍍與直流電鍍相比有如下特點(diǎn): a. 電源體積小，重量輕，效率高，控制精

20、度高。 b. 輸出電流為方波高頻脈沖電流，脈沖電源可通過控制輸出電壓的波形、頻率和占空比及平均電流密度等參數(shù),改變金屬離子的電沉積過程，使電沉積過程在很寬的范圍內(nèi)變化,從而在某種鍍液中獲得具有一定特性的鍍層。 c. 輸出電壓，電流可調(diào)，限壓，限流可調(diào)，大大提高客戶使用靈活性，并有遠(yuǎn)程操作功能。 d. 保護(hù)功能齊全，輸入過壓保護(hù)，輸出過熱，過流保護(hù)，并有報(bào)警功能。 e. 功率因數(shù)高，對(duì)電網(wǎng)的諧波污染小，無干擾。 f. 省電。 g. 采用防鹽霧酸化的措施，增加電源在惡劣環(huán)境下的使用壽命。9/21/202228上海電力學(xué)院 電力系一電氣設(shè)備電鍍電源：5.2.3 電鍍?cè)O(shè)備第5章 直流一電氣設(shè)備電鍍電源

21、：5.2.3 電鍍?cè)O(shè)備第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.2 電鍍 表5.2.1 HT系列高頻脈沖開關(guān)電鍍電源與晶閘管整流器的比較（1000A12V） 9/21/202229上海電力學(xué)院 電力系一電氣設(shè)備電鍍電源：5.2.3 電鍍?cè)O(shè)備第5章 直流1. 電鍍車間里的電器必須采用防腐型， 否則應(yīng)安裝在單獨(dú)的房間內(nèi)。 (電鍍車間有腐蝕性、酸性或堿性的溶液，以及在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蒸汽和飛沫對(duì)大多數(shù)金屬和纖維質(zhì)絕緣都有腐蝕作用，對(duì)電器很有害)2. 36V以上的裸導(dǎo)體必須采取防護(hù)措施， 否則人體觸及會(huì)有一定危險(xiǎn)。 車間內(nèi)的電線管最好采用明敷。 直流母線和金屬支架等，都應(yīng)涂上防腐油漆。（電鍍車間的環(huán)境潮濕）

22、。以上兩項(xiàng)是電鍍供電極為重要之點(diǎn)。5.2.4 電鍍供電第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.2 電鍍 9/21/202230上海電力學(xué)院 電力系1. 電鍍車間里的電器必須采用防腐型，5.2.4 電鍍供電蓄電池應(yīng)用領(lǐng)域： 通信、照明（事故照明）、汽車起動(dòng)、動(dòng)力牽引、 國(guó)防、電力系統(tǒng)、自動(dòng)控制、儀器儀表等。蓄電池：將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能， 再將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的一種電源設(shè)備?；窘Y(jié)構(gòu)：電解液和正負(fù)電極。5.3 蓄電池第5章 直流用電設(shè)備及直流電源9/21/202231上海電力學(xué)院 電力系蓄電池應(yīng)用領(lǐng)域：蓄電池：將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，5.3 蓄電池鉛酸蓄電池的優(yōu)點(diǎn)：（與鐵-鎳蓄電池，鎘-鎳蓄電池，鉛-銀蓄電

23、池，氫-鎳蓄電池、鋰離子蓄電池等比較）：a除鋰離子二次電池外，在常用體系蓄電池中，鉛酸蓄電池 的電壓最高，為2.0V； 堿性蓄電池的電壓為1.2V；鋅-銀蓄電池的電壓為1.65V1.1V；b較廉價(jià)，在世界范圍內(nèi)均可生產(chǎn)低倍率和高倍率放電的電 池，價(jià)格為鎘-鎳蓄電池的1/31/5；c可制成小至1Ah大致幾千Ah的各種尺寸和結(jié)構(gòu)的蓄電池；d高倍率放電性能良好，可用于引擎起動(dòng)，能以35倍率、 910倍率，甚至高達(dá)2627倍率的電流放電；e高低溫性能良好，可在-4060條件下工作；f電能效率高達(dá)60%；g易于浮充使用，沒有記憶效應(yīng)； h易于識(shí)別荷電狀態(tài)。5.3.1 閥控式密封鉛酸蓄電池（簡(jiǎn)稱VRLA）

24、目前廣泛應(yīng)用的蓄電池。第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.3 蓄電池9/21/202232上海電力學(xué)院 電力系鉛酸蓄電池的優(yōu)點(diǎn)：5.3.1 閥控式密封鉛酸蓄電池（簡(jiǎn)稱VR鉛密度大，使其比能量低，理論比能量為240Wh/kg，實(shí)際只有1050Wh/kg；維護(hù)復(fù)雜，充電速度慢；使用壽命較鎘-鎳和鐵-鎳蓄電池短；制成小尺寸比較難（鎘-鎳堿性電池可制成0.5Ah）；放電態(tài)長(zhǎng)期保存會(huì)導(dǎo)致電極的不可逆硫酸鹽化；所產(chǎn)生的酸霧污染環(huán)境；在某些結(jié)構(gòu)和用途中，由于氫化銻和氧化砷析出而引起公害。普通鉛酸蓄電池的缺點(diǎn)：5.3.1 閥控式密封鉛酸蓄電池（簡(jiǎn)稱VRLA）第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.3 蓄電池9/2

25、1/202233上海電力學(xué)院 電力系鉛密度大，使其比能量低，理論比能量為240Wh/kg，實(shí)際只5.3.2 鉛酸蓄電池分類及用途 見P164表5.3.1 整體采用密封結(jié)構(gòu)，不漏液、不污染，可回收，使用安全可靠，能量高、成本低、壽命長(zhǎng)（10年）、容量更大（是普通鉛酸蓄電池的兩倍）。對(duì)于新發(fā)展的雙極性和水平式VRLA蓄電池，C/3（C為蓄電池容量）放電比能量50Wh/kg，正常運(yùn)行時(shí)無須對(duì)電解液進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)酸加水，又稱為“免維護(hù)”蓄電池。它已被廣泛地應(yīng)用到電力、郵電通信、船舶交通、應(yīng)急照明等許多領(lǐng)域。VRLA蓄電池已逐漸取代了普通鉛酸蓄電池。VRLA蓄電池的特點(diǎn)：5.3.1 閥控式密封鉛酸蓄電池（

26、簡(jiǎn)稱VRLA）第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.3 蓄電池9/21/202234上海電力學(xué)院 電力系5.3.2 鉛酸蓄電池分類及用途整體采用密封結(jié)構(gòu)，不漏液、1充電：蓄電池從其它直流電源獲得電能叫充電。2放電：蓄電池向外電路輸出電能叫放電。3浮放電：蓄電池和其它電源并聯(lián)對(duì)外電路輸出電能叫浮放電。4安時(shí)容量：蓄電池的容量是以安培小時(shí)(Ah)為單位的， 稱為安時(shí)容量。蓄電池的安時(shí)容量Q為：Q = IFtF5電量效率（安時(shí)效率）：輸出電量與輸入電量之比 稱電量效率，也稱安時(shí)效率，6電能效率（瓦時(shí)效率）：輸出電能與輸入電能之比 稱電能效率，也稱瓦時(shí)效率，5.3.3 蓄電池常用技術(shù)術(shù)語第5章 直流用電

27、設(shè)備及直流電源 5.3 蓄電池9/21/202235上海電力學(xué)院 電力系1充電：蓄電池從其它直流電源獲得電能叫充電。5.3.3 7自放電率：由于蓄電池本身局部作用而造成蓄電池容量的消 耗，這一容量損失與擱置不用前的容量之比， 稱蓄電池的自放電率。8使用壽命： 深循環(huán)使用的蓄電池，在保持輸出一定容量的情況下 蓄電池每充電、放電一次，叫做一次充放電循環(huán)。循 環(huán)使用的蓄電池以深循環(huán)次數(shù)來表示其使用壽命，浮充使用的蓄電池以使用年限表示其使用壽命，蓄電池只有80%容量時(shí)認(rèn)為其壽命終止。5.3.3 蓄電池常用技術(shù)術(shù)語第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.3 蓄電池9/21/202236上海電力學(xué)院 電力系7

28、自放電率：由于蓄電池本身局部作用而造成蓄電池容量的消5.蓄電池的重要特征就是反復(fù)充放電，充電時(shí)： 電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能貯存在蓄電池中，同時(shí)伴隨放熱過程。放電時(shí)： 化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽瑢?shí)現(xiàn)向負(fù)荷供電，伴隨吸熱過程。5.3.5 鉛酸蓄電池的基本工作原理5.3.4 蓄電池的結(jié)構(gòu)第5章 直流用電設(shè)備及直流電源 5.3 蓄電池9/21/202237上海電力學(xué)院 電力系蓄電池的重要特征就是反復(fù)充放電，5.3.5 鉛酸蓄電池的基本在充電時(shí)， 正極 PbSO4PbO2 將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在正極板中； 負(fù)極PbSO4 海綿狀Pb將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在負(fù)極板中。在放電時(shí)， 正極PbO2 PbSO4將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能向負(fù)載供電， 負(fù)極海綿狀Pb PbSO4將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能向負(fù)載供電。PbO2Pb2 H2SO4 2PbSO42H2O放電充電5.3.5 鉛酸蓄電池的基本工作原理第