科华ups电源__供电系统的蓄电池选择、配置及维护！

 

      大型石油化工企业的明显特点是原料及产品绝大多数为易燃、易爆、有毒、腐蚀性强的物质：生产工艺连续性强，主动化程度高，技术杂乱，设备品种繁多，稍有不慎就可能发作破坏性很大的事故。因而石化企业对供应可靠电源确保的UPS供电体系的可靠性、连续性和安全性要求很高。

 

　　

　　科华UPS供电体系在各职业数据中心中起到重要的电源确保效果，要为负载供应不间断的供电，就有必要具有电能贮存的功用。因而，蓄电池成为UPS供电体系的重要组成部分。而因为蓄电池自身或许办理上的原因，现在有许多UPS故障是由蓄电池引起。因而有必要加强对蓄电池特性的了解，正确选配和运用蓄电池，尽可能地延长蓄电池的运用寿数。一起，如何办理蓄电池成为各个UPS厂家及职业用户重点研讨的问题。

　　

　　以下对现在大型UPS体系广泛选用的阀控式密封铅酸（VRLA）蓄电池在UPS供电体系中的效果、作业原理、装备、选用、装置、保护等方面进行讨论。

　　

　　2.蓄电池在科华ups电源供电体系中的效果和含义

　　

　　在UPS供电体系中，蓄电池大多选用免保护蓄电池。蓄电池在UPS供电体系中的主要效果就是贮存电能，一旦市电中止，由电池放电供应逆变器，由逆变器将电池释放出的直流电转变为正弦交流电，坚持UPS的电源输出，确保负载在必定的时刻内正常用电。

　　

　　在市电正常供电时，电池在整流－充电电路中贮存电能，一起对直流电路起到滑润滤波的效果，并在逆变器发作过载时，起到缓冲器的效果。

　　

　　而在日常作业中，人们往往片面地以为蓄电池是免保护的而不加注重。但是因为对蓄电池的不合理运用，发生了蓄电池的电解液干涸、热失控、早期容量损失、内部短路等问题，进而严重影响到供电体系的可靠性。有材料标明，蓄电池故障而引起UPS主机故障或作业不正常的比例大约为60%。由此可见，加强对UPS电池的正确运用与保护，对延长蓄电池的运用寿数，下降UPS供电体系故障率，有着越来越重要的含义。

　　

　　3.蓄电池的品种

　　

　　蓄电池在UPS中已得到广泛的应用，其品种繁多，类型完全，标准各异，但按其根本性质能够分为酸性电池和碱性电池两大类：

　　

　　酸性电池：酸性电池的电解液一般是由稀硫酸（H2SO4）或许胶体硫酸构成，极板由铅Pb和过氧化铝PbO2构成，经过化学反响贮存电荷，起到电池储能的效果。

　　

　　碱性电池：碱性电池的电解液一般是由氢氧化钾KOH或许氢氧化钠NaOH（烧碱）组成。极板因为电池的结构不同而各异。如镉镍电池正极板是氢氧化镍Ni(OH)3，负极板是镉Cd；铁镍电池的正极板是氢氧化镍Ni(OH)3，负极板是铁Fe；银锌电池的正极板是过氧化银Ag2O3，负极板是锌Zn。

　　

　　4.铅酸蓄电池的作业原理

　　

　　UPS、直流电源设备常用的蓄电池是铅酸蓄电池。传统的铅酸蓄电池是开口式结构，电池在运用过程中，有氢气和氧气以及酸雾逸出，不只污染环境还具有危险性，保护时需求加水、加酸，已逐步被商场淘汰。现在UPS供电体系中蓄电池大多选用阀控式密封铅酸（VRLA）蓄电池。阀控式铅酸蓄电池的主要优点是在充电时正极板上发生的氧气，经过再化合反响在负极板上还原成水，运用时在规则浮充寿数期内不必加水保护，所以又称为免保护铅酸蓄电池。可见，免保护只是与一般蓄电池相比，运转中免除了增加纯水或蒸馏水，调整电解液液面的项目，并非免除全部保护作业。

　　

　　阀控式密封铅酸蓄电池的作业原理，根本上沿袭于传统的铅酸蓄电池，其正极活性物质是二氧化铅（PbO2），负极活性物质是海绵状铅（Pb），电解液是稀硫酸（H2SO4），其电极反响方程式如下：

　　

　　PbO2+2H2SO4+Pb≒2PbSO4+2H2O

　　

　　5.两种阀控式密封铅酸蓄电池比较

　　

　　现在阀控式密封铅酸蓄电池主要有两类，即玻璃纤维隔板阴极吸收式密封铅蓄电池（如GNB、霍克电池）和硅凝胶密封铅蓄电池（如德国的阳光电池）。

　　

　　两种电池极板相同：正极板栅选用铅钙锡铝四元合金或低锑多元合金，负极板栅选用铅钙锡铝四元合金。并运用紧装置和贫液规划，在电池的上盖中设置了一个

　　

　　单向的安全阀。因为选用无锑的铅钙锡铝四元合金，进步了负极析氢过电位，然后抑制氢气的分出，一起，选用特制安全阀使电池坚持必定的内压。

　　

　　两种电池隔板不同：即分别选用超细玻璃纤维棉（AGM）隔板和硅凝胶二种不同方法来“固定”硫酸电解液。它们都是运用阴极吸收原理使电池得以密封的，但给正极分出的氧气抵达负极供应的通道是不同的。对AGM密封铅酸蓄电池而言，AGM隔阂中虽然坚持了电池的大部分电解液，但有必要使10%的隔阂孔隙中不进入电解液。正

　　

　　极生成的氧气就是经过这部分孔隙抵达负极而被负极吸收的。对胶体密封铅酸蓄电池而言，电池内的硅凝胶是以SiO2质点作为骨架构成的三维多孔网状结构，它将电解液包藏在里面。电池灌注的硅溶胶变成凝胶后，骨架要进一步收缩，使凝胶呈现裂缝贯穿于正负极板之间，给正极分出的氧气供应了抵达负极的通道。

　　

　　由此看出，两种电池的差异就在于电解液的“固定”方法和供应氧气抵达负极通道的方法有所不同，因而两种电池的功能也各有千秋。

　　

　　6.UPS供电体系中蓄电池的装备和挑选

　　

　　在UPS供电体系中，能够说蓄电池是这个体系的支柱。没有蓄电池的UPS只能称做稳压稳频电源。UPS之所以能实现不间断供电，就是因为有了蓄电池。在规划UPS时，首先应考虑挑选什么类型的蓄电池，即蓄电池的额外电压、额外容量及应由多少节蓄电池组合等。

　　

　　（1）蓄电池的额外容量挑选

　　

　　因为蓄电池的实践可运用容量与放电电流巨细、体系电压、放电时刻、蓄电池作业环境温度、蓄电池贮存时刻的长短、负载品种和特性等因素密切相关。蓄电池的容量一般是指在20°C，以20h放电率放电到1.75V／单体时，蓄电池输出的功率数（W）。

　　

　　(2)蓄电池的指标挑选

　　

　　内阻：应挑选内阻小的蓄电池，这样才能持续大电流放电。假如内阻较大，在充放电过程中功耗加大，使蓄电池发烫。

　　

　　浮充电压：在相同温度下，浮充电压值高意味着储能量大，质量差的蓄电池浮充电压值一般较小。蓄电池浮充电压值在不同的温度时应进行修正。

　　

　　在大中型（几kVA-几千kVA）UPS中选用2V单体系列蓄电池，避免选用小容量组合蓄电池进行混联。

　　

　　7.蓄电池的运用和保护

　　

　　7.1VRLA蓄电池的运转环境与装置

　　

　　作为备用蓄电池，蓄电池平常都处于浮充状况，此刻蓄电池内部仍进行着杂乱的能量转化。浮充过程中所用的电能根本上转化为热能。因而要求蓄电池所处的环境应有杰出的通风散热能力或有空调设备。

　　

　　电池尽可能装置在清洁、阴凉、通风、干燥的当地，并要避免受到阳光、加热或辐射热源的影响，让电池有一个杰出的作业、贮存环境。

　　

　　蓄电池一般应在5℃～35℃范围内进行充电，低于5℃或高于35℃都会下降寿数，充电的设定电压应在指定范围内，如超出指定范围将形成蓄电池损坏、容量下降、寿数缩短。

　　

　　（1）初充电:蓄电池在装置或大修后的第一次充电，称为初充电。初充电是否杰出，将严重影响蓄电池的寿数。

　　

　　（2）浮充充电:为了确保直流电源不间断，延长蓄电池的运用寿数，一般都选用充电电源与蓄电池组并联的浮充供电方法。

　　

　　（3）均衡充电:在正常运转状况下的电池组，一般不需求均衡充电。但假如发现电池组中单体电池之间电压不均衡时，则应对电池组进行均衡充电。

　　

　　（4）弥弥补电:电池在寄存、运送、装置过程中，会因自放电而失掉部分容量。因而，在装置后投入运用前，应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量，然后选用不同的方法对蓄电池进行弥弥补电。对备用放置的蓄电池，每3个月应进行一次弥弥补电。

　　

　　7.2VRLA蓄电池的运用与保护

　　

　　随着科技的不断发展，UPS的功能越来越好，平均无故障时刻越来越长，整机的可靠性越来越高。做好UPS中蓄电池的运用与保护变得尤为重要。

　　

　　(1)新电池的充电

　　

　　新的蓄电池在装置结束后，一般要进行一次较长时刻的充电，充电要按说明书中的规则进行，待电池组充电结束后，进行一次放电，放电后再次充电，意图是延长电池的运用寿数，进步电池的活性和充放电特性。

　　

　　(2)守时充放电

　　

　　UPS蓄电池长时刻闲置不用或使蓄电池长时刻处于浮充状况而不放电，会导致电池中大量的硫酸铅吸附到电池的阴极外表，导致内阻增大、活性下降，使蓄电池的运用寿数大大缩短。对于市电供电杰出的单位，需求每隔三个月进行一次“治疗性”充、放电过程，即电池带载放电、再充电操作，并记载相关数据，与曾经放电记载进行比较剖析电池功能状况，对电池组整体进行保护查看，真实遇到市电停电时，才能有效保护负载安全。

　　

　　(3)禁止深度放电

　　

　　蓄电池的运用寿数与蓄电池的放电深度密切相关。深度放电会形成蓄电池内部极板外表硫酸盐化，导致蓄电池内阻增大，严重时会使单个电池呈现“反极化”现象和电池的永久性损坏。电池的放电深度严重影响电池的运用寿数，非无可奈何，不要让电池处于深度放电状况。

　　

　　(4)守时丈量电池浮充电压、内阻

　　

　　随着UPS运用时刻的延长，总有部分电池的充放电特性会逐步变坏，内阻增大、端电压明显下降，需求及时发现、及时替换，否则会影响整组电池的运用。这种电池的功能不行能在依托UPS内部的充电电路来处理，持续运用会存在危险，需求保护人员守时进行丈量查看每个单体电池的电压、内阻，发现超出范围的电池进行承认、及时替换。

　　

　　(5)其他注意事项

　　

　　①每次蓄电池组放电后应及时充电；

　　

　　②不要使蓄电池组被过电流或过电压充电；

　　

　　③蓄电池应避免长时刻放置不用，也不能长时刻浮充而不放电。

　　

　　8.蓄电池的智能办理

　　

　　蓄电池在正常情况下处于静态寄存、备用作业状况，为防止用户在完全不知情的情况下，因为市电供电中止而形成UPS在极短时刻内进入“蓄电池电压过低主动关机”的作业状况，然后停止向负载供电。这就要求保护人员不只需求每日依照规则的时刻段进行现场巡视外，还需求将蓄电池办理纳入UPS监控体系，UPS实时对电池的状况进行检测，并将电池的相关信息经过网络传送到值班室或控制室以便作业人员了解电池的状况，以确保电池的作业质量。为了进步电池的运用寿数，减少保护作业，下降保护本钱。应建立杰出的电池保护体系，必定要具备：

　　

　　（1）主动均/浮充转化。即供电正常时对电池进行均恒充电。电池放电后主动对电池进行均恒充电，当电池充溢后，主动转为浮充电。

　　

　　（2）充电限流。采纳先恒流后恒压的充电方法。充电初期，充电电流较大，UPS根据所装备的蓄电池电池容量，主动将充电电流约束在0.1～0.2C，对蓄电池进行恒流充电，确保蓄电池充电时安全快速。当蓄电池容量达到80%今后，科华UPS转为浮充电压对蓄电池进行恒压充电。

　　

　　（3）后备时刻显示及低电压报警。当UPS因为各种原因切换到蓄电池供电时，用户需求及时地了解体系的后备时刻，且采纳相应的措施。当蓄电池电压降到低限时，报警告诉用户，然后主动关机以防止蓄电池深度放电。

　　

　　（4）温度补偿。环境温度变化时，有必要对浮充电压进行校正，校正系数为18mV/℃（标称12V的电池）。为简单计，能够分级校正。

　　

　　电池静置时，温度太高，电池的自放电加剧。电池运用条件推荐为20℃～25℃，温度太低，电池放电容量下降，充电接受能力下降。温度太高，反响加剧，导致失水，极板腐蚀加剧。电池的充电电压经过温度补偿来改变，温度高时，充电电压下降，使电池处于最佳浮充状况。

　　

　　因而，确保电池服务最佳方案是将环境温度控制在20℃～25℃，控制放电次数、放电深度、放电和充电电流以及守时充放电的周期。

　　

　　9.结语

　　

　　以上经过对阀控式密封铅酸蓄电池在UPS供电体系中的效果、作业原理、装备保护等方面进行进行全面剖析，并结合实践作业经验，提出一些行之有效的方法，协助用户进步蓄电池保护办理水平，更加明确了蓄电池在确保UPS供电体系安全运转中的重要效果。