UPS 稱為不間斷電源,是因為停電的時候,它能快速轉換到"逆變"狀態,從而不會讓在使用中的電腦因為突然停電未來得及存儲而失去重要文件;UPS供電系統在各行業數據中心中起到重要的電源保障作用,要為負載提供不間斷的供電,就必須具有電能儲存的功能,

UPS里用的大多是閥控式免維護鉛酸蓄電池(英文名稱為Valve Regulated Lead Battery,簡稱 VRLA電池),根據容量大致分為三類,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電源在設計上選用的多為中型鉛酸蓄電池,而電力系統在設計上一般均選用大型鉛酸蓄電池,目前我國國內鉛酸蓄電池行業已步入成熟期,除了滿足國內市場自用之外,不少電池更是出口到世界各地,像雙登、圣陽、南都、雄韜、瑞達、奧克萊電源等都是業界知名的閥控式鉛酸蓄電池制造商。

作為UPS系統里重要的一個組成部分,蓄電池的好壞會直接影響到UPS的性能;即使使用同樣的生產技術,不同廠家的電池壽命也不一樣,電池一旦出現故障不僅會減少系統的可靠性及同時更換電池的成本也會很高。 有許多UPS故障是由蓄電池引起,因此有必要加強對蓄電池特性的了解,正確選配和使用蓄電池,同時做好日常維護盡可能地延長蓄電池的使用壽命。

一. UPS蓄電池的選型

對于普通用戶,在選購UPS時必須考慮技術性能、服務保證和產品價格,三大因素需綜合平衡、統籌兼顧,在UPS供電系統中,可以說蓄電池是這個系統的支柱。沒有蓄電池的UPS只能稱做穩壓穩頻電源,UPS之所以能實現不間斷供電,就是因為有了蓄電池。在設計UPS時,首先應考慮選擇什么型號的蓄電池,即蓄電池的額定電壓、額定容量及應由多少節蓄電池組合等。

1.蓄電池的額定容量選擇

由于蓄電池的實際可使用容量與放電電流大小、系統電壓、放電時間、蓄電池工作環境溫度、蓄電池儲存時間的長短、負載種類和特性等因素密切相關。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,蓄電池輸出的功率數(W)。 

UPS電池的選型可以通過UPS功率大小及后備時間的已知來算,例如:

一臺UPS300KVA,延時30分鐘;

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

電池組的標稱容量=846÷0.92C=919AH;

電池組的總容量=919AH×30節×12V=330840AH;

需要用電池150AH30節6組電池柜6個。

2.蓄電池的指標選擇

內阻:應選擇內阻小的蓄電池,這樣才能持續大電流放電。如果內阻較大,在充放電過程中功耗加大,使蓄電池發燙。

浮充電壓:在相同溫度下,浮充電壓值高意味著儲能量大,質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應進行修正。

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行混聯。

二.蓄電池的安裝使用和維護

1、蓄電池的運行環境與安裝

作為備用蓄電池,蓄電池平時都處于浮充狀態,此時蓄電池內部仍進行著復雜的能量轉換。浮充過程中所用的電能基本上轉換為熱能。因此要求蓄電池所處的環境應有良好的通風散熱能力或有空調設備。

電池盡可能安裝在清潔、陰涼、通風、干燥的地方,并要避免受到陽光、加熱或輻射熱源的影響,讓電池有一個良好的工作、儲存環境。

蓄電池一般應在5℃～35℃范圍內進行充電,低于5℃或高于35℃都會降低壽命,充電的設定電壓應在指定范圍內,如超出指定范圍將造成蓄電池損壞、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,延長蓄電池的使用壽命,通常都采用充電電源與蓄電池組并聯的浮充供電方式。

(3)均衡充電:在正常運行狀態下的電池組,通常不需要均衡充電。但如果發現電池組中單體電池之間電壓不均衡時,則應對電池組進行均衡充電。

(4)補充充電:電池在存放、運輸、安裝過程中,會因自放電而失去部分容量。因此,在安裝后投入使用前,應根據電池的開路電壓判斷電池的剩余容量,然后采用不同的方法對蓄電池進行補充充電。對備用擱置的蓄電池,每3個月應進行一次補充充電。

2.蓄電池的日常使用與維護

隨著國內科技的不斷發展與生產技術的不斷成熟,UPS的性能越來越好,平均無故障時間越來越長,整機的可靠性越來越高,做好UPS中蓄電池的使用與維護變得尤為重要。

(1)新電池的充電

新的蓄電池在安裝完畢后,一般要進行一次較長時間的充電,充電要按說明書中的規定進行,待電池組充電完畢后,進行一次放電,放電后再次充電,目的是延長電池的使用壽命,提高電池的活性和充放電特性。

(2)定期充放電

UPS蓄電池長期閑置不用或使蓄電池長期處于浮充狀態而不放電,會導致電池中大量的硫酸鉛吸附到電池的陰極表面,導致內阻增大、活性下降,使蓄電池的使用壽命大大縮短。對于市電供電良好的單位,需要每隔三個月進行一次“治療性”充、放電過程,即電池帶載放電、再充電操作,并記錄相關數據,與以前放電記錄進行比較分析電池性能狀況,對電池組整體進行維護檢查,真正遇到市電停電時,才能有效保護負載安全。

(3)嚴禁深度放電

蓄電池的使用壽命與蓄電池的放電深度密切相關。深度放電會造成蓄電池內部極板表面硫酸鹽化,導致蓄電池內阻增大,嚴重時會使個別電池出現“反極化”現象和電池的破壞性損壞。電池的放電深度嚴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。

(4)定期測量電池浮充電壓、內阻

隨著UPS使用時間的延長,總有部分電池的充放電特性會逐漸變壞,內阻增大、端電壓明顯下降,需要及時發現、及時更換,否則會影響整組電池的使用。這種電池的性能不可能在依靠UPS內部的充電電路來解決,繼續使用會存在隱患,需要維護人員定期進行測量檢查每個單體電池的電壓、內阻,發現超出范圍的電池進行確認、及時更換。

(5)其他注意事項

①每次蓄電池組放電后應及時充電;

②不要使蓄電池組被過電流或過電壓充電;

③蓄電池應避免長期擱置不用,也不能長期浮充而不放電。