UPS蓄電池如何選型與維護(hù)

UPS 稱為不間斷電源,是因?yàn)橥ｋ姷臅r(shí)候,它能快速轉(zhuǎn)換到"逆變"狀態(tài),從而不會(huì)讓在使用中的電腦因?yàn)橥蝗煌ｋ娢磥?lái)得及存儲(chǔ)而失去重要文件;UPS供電系統(tǒng)在各行業(yè)數(shù)據(jù)中心中起到重要的電源保障作用,要為負(fù)載提供不間斷的供電,就必須具有電能儲(chǔ)存的功能,

UPS里用的大多是閥控式免維護(hù)鉛酸蓄電池(英文名稱為Valve Regulated Lead Battery,簡(jiǎn)稱 VRLA電池),根據(jù)容量大致分為三類,即大型、中性、小型。單體在200Ah及以上為大型,20～200Ah為中型,20Ah以下為小型。UPS電源在設(shè)計(jì)上選用的多為中型鉛酸蓄電池,而電力系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上一般均選用大型鉛酸蓄電池,目前我國(guó)國(guó)內(nèi)鉛酸蓄電池行業(yè)已步入成熟期,除了滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)自用之外,不少電池更是出口到世界各地,像雙登、圣陽(yáng)、南都、雄韜、瑞達(dá)、奧克萊電源等都是業(yè)界知名的閥控式鉛酸蓄電池制造商。

作為UPS系統(tǒng)里重要的一個(gè)組成部分,蓄電池的好壞會(huì)直接影響到UPS的性能;即使使用同樣的生產(chǎn)技術(shù),不同廠家的電池壽命也不一樣,電池一旦出現(xiàn)故障不僅會(huì)減少系統(tǒng)的可靠性及同時(shí)更換電池的成本也會(huì)很高。 有許多UPS故障是由蓄電池引起,因此有必要加強(qiáng)對(duì)蓄電池特性的了解,正確選配和使用蓄電池,同時(shí)做好日常維護(hù)盡可能地延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。

一. UPS蓄電池的選型

對(duì)于普通用戶,在選購(gòu)UPS時(shí)必須考慮技術(shù)性能、服務(wù)保證和產(chǎn)品價(jià)格,三大因素需綜合平衡、統(tǒng)籌兼顧,在UPS供電系統(tǒng)中,可以說(shuō)蓄電池是這個(gè)系統(tǒng)的支柱。沒(méi)有蓄電池的UPS只能稱做穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源,UPS之所以能實(shí)現(xiàn)不間斷供電,就是因?yàn)橛辛诵铍姵?。在設(shè)計(jì)UPS時(shí),首先應(yīng)考慮選擇什么型號(hào)的蓄電池,即蓄電池的額定電壓、額定容量及應(yīng)由多少節(jié)蓄電池組合等。

1.蓄電池的額定容量選擇

由于蓄電池的實(shí)際可使用容量與放電電流大小、系統(tǒng)電壓、放電時(shí)間、蓄電池工作環(huán)境溫度、蓄電池儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短、負(fù)載種類和特性等因素密切相關(guān)。蓄電池的容量一般是指在20°C,以20h放電率放電到1.75V/單體時(shí),蓄電池輸出的功率數(shù)(W)。

UPS電池的選型可以通過(guò)UPS功率大小及后備時(shí)間的已知來(lái)算,例如:

一臺(tái)UPS300KVA,延時(shí)30分鐘;

電池的zuida放電電流846A=標(biāo)稱功率300000VA×0.8÷(0.9效率*30節(jié)*10.5V每節(jié)電池放電電壓);

電池組的標(biāo)稱容量=846÷0.92C=919AH;

電池組的總?cè)萘?919AH×30節(jié)×12V=330840AH;

需要用電池150AH30節(jié)6組電池柜6個(gè)。

2.蓄電池的指標(biāo)選擇

內(nèi)阻:應(yīng)選擇內(nèi)阻小的蓄電池,這樣才能持續(xù)大電流放電。如果內(nèi)阻較大,在充放電過(guò)程中功耗加大,使蓄電池發(fā)燙。

浮充電壓:在相同溫度下,浮充電壓值高意味著儲(chǔ)能量大,質(zhì)量差的蓄電池浮充電壓值一般較小。蓄電池浮充電壓值在不同的溫度時(shí)應(yīng)進(jìn)行修正。

在大中型(幾kVA-幾千kVA)UPS中采用2V單體系列蓄電池,避免采用小容量組合蓄電池進(jìn)行混聯(lián)。

二.蓄電池的安裝使用和維護(hù)

1、蓄電池的運(yùn)行環(huán)境與安裝

作為備用蓄電池,蓄電池平時(shí)都處于浮充狀態(tài),此時(shí)蓄電池內(nèi)部仍進(jìn)行著復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換。浮充過(guò)程中所用的電能基本上轉(zhuǎn)換為熱能。因此要求蓄電池所處的環(huán)境應(yīng)有良好的通風(fēng)散熱能力或有空調(diào)設(shè)備。

電池盡可能安裝在清潔、陰涼、通風(fēng)、干燥的地方,并要避免受到陽(yáng)光、加熱或輻射熱源的影響,讓電池有一個(gè)良好的工作、儲(chǔ)存環(huán)境。

蓄電池一般應(yīng)在5℃～35℃范圍內(nèi)進(jìn)行充電,低于5℃或高于35℃都會(huì)降低壽命,充電的設(shè)定電壓應(yīng)在指定范圍內(nèi),如超出指定范圍將造成蓄電池?fù)p壞、容量降低、壽命縮短。

(1)初充電:蓄電池在安裝或大修后的頭一次充電,稱為初充電。初充電是否良好,將嚴(yán)重影響蓄電池的壽命。

(2)浮充充電:為了確保直流電源不間斷,延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命,通常都采用充電電源與蓄電池組并聯(lián)的浮充供電方式。

(3)均衡充電:在正常運(yùn)行狀態(tài)下的電池組,通常不需要均衡充電。但如果發(fā)現(xiàn)電池組中單體電池之間電壓不均衡時(shí),則應(yīng)對(duì)電池組進(jìn)行均衡充電。

(4)補(bǔ)充充電:電池在存放、運(yùn)輸、安裝過(guò)程中,會(huì)因自放電而失去部分容量。因此,在安裝后投入使用前,應(yīng)根據(jù)電池的開(kāi)路電壓判斷電池的剩余容量,然后采用不同的方法對(duì)蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充充電。對(duì)備用擱置的蓄電池,每3個(gè)月應(yīng)進(jìn)行一次補(bǔ)充充電。

2.蓄電池的日常使用與維護(hù)

隨著國(guó)內(nèi)科技的不斷發(fā)展與生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟,UPS的性能越來(lái)越好,平均無(wú)故障時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng),整機(jī)的可靠性越來(lái)越高,做好UPS中蓄電池的使用與維護(hù)變得尤為重要。

(1)新電池的充電

新的蓄電池在安裝完畢后,一般要進(jìn)行一次較長(zhǎng)時(shí)間的充電,充電要按說(shuō)明書(shū)中的規(guī)定進(jìn)行,待電池組充電完畢后,進(jìn)行一次放電,放電后再次充電,目的是延長(zhǎng)電池的使用壽命,提高電池的活性和充放電特性。

(2)定期充放電

UPS蓄電池長(zhǎng)期閑置不用或使蓄電池長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)而不放電,會(huì)導(dǎo)致電池中大量的硫酸鉛吸附到電池的陰極表面,導(dǎo)致內(nèi)阻增大、活性下降,使蓄電池的使用壽命大大縮短。對(duì)于市電供電良好的單位,需要每隔三個(gè)月進(jìn)行一次“治療性”充、放電過(guò)程,即電池帶載放電、再充電操作,并記錄相關(guān)數(shù)據(jù),與以前放電記錄進(jìn)行比較分析電池性能狀況,對(duì)電池組整體進(jìn)行維護(hù)檢查,真正遇到市電停電時(shí),才能有效保護(hù)負(fù)載安全。

(3)嚴(yán)禁深度放電

蓄電池的使用壽命與蓄電池的放電深度密切相關(guān)。深度放電會(huì)造成蓄電池內(nèi)部極板表面硫酸鹽化,導(dǎo)致蓄電池內(nèi)阻增大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使個(gè)別電池出現(xiàn)“反極化”現(xiàn)象和電池的破壞性損壞。電池的放電深度嚴(yán)重影響電池的使用壽命,非迫不得已,不要讓電池處于深度放電狀態(tài)。

(4)定期測(cè)量電池浮充電壓、內(nèi)阻

隨著UPS使用時(shí)間的延長(zhǎng),總有部分電池的充放電特性會(huì)逐漸變壞,內(nèi)阻增大、端電壓明顯下降,需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)更換,否則會(huì)影響整組電池的使用。這種電池的性能不可能在依靠UPS內(nèi)部的充電電路來(lái)解決,繼續(xù)使用會(huì)存在隱患,需要維護(hù)人員定期進(jìn)行測(cè)量檢查每個(gè)單體電池的電壓、內(nèi)阻,發(fā)現(xiàn)超出范圍的電池進(jìn)行確認(rèn)、及時(shí)更換。

(5)其他注意事項(xiàng)

①每次蓄電池組放電后應(yīng)及時(shí)充電;

②不要使蓄電池組被過(guò)電流或過(guò)電壓充電;

③蓄電池應(yīng)避免長(zhǎng)期擱置不用,也不能長(zhǎng)期浮充而不放電。