通信用UPS电源和赛能蓄电池的管理与维护(2)

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通信用UPS电源和赛能蓄电池的管理与维护(2)

通信用UPS电源和赛能蓄电池的管理与维护(2)

针对这五个因素,一般有如下对策:
(1)充电器的性能
充电器的性能需大大增强,采用恒压恒流分段式充电技术,对赛能蓄电池进行最优充电,充电电流的纹波尽可能小,才能延长电池的寿命。最优充电电流随着电池容量的不同而不同,因此随着后备时间的不同、电池容量的不同要求充电器的充电电流可增加或减少。现在有的UPS厂家为了共用充电器,将充电器的功率做大,针对用户的实际电池配置,将充电器的电流调小。这样做的优点是可以满足不同电池配置的要求,缺点是浪费成本,同时如果限制充电电流的装置失效,或用户维护不当,就会损坏电池。用户看到的电池膨胀,有些就是充电电流太大,导致电池热失控引起的。有的厂家就以正常配置设计充电器的功率,后备时间过长的或过短的就无法兼顾了。现在最好的方案是充电器模块设计,可并联、均流。根据不同的配置选择数目不等的充电器,既可节约成本,又可满足用户不同的要求。
(2)放电深度的控制技术
目前UPS厂家对赛能蓄电池的终止放电电压在各种电池容量、各种负载下均是固定的。这对大电流放电时电池能量不能充分利用,而小电流放电时又极易造成电池的深度放电,损坏电池。大电流、小电流是针对电池容量而言的,例如100Ah的电池,当放电电流为0.5C,即100×0.5A=50A以上时称大电流放电;小于0.01C即1A的放电电流称小电流放电。小电流放电很容易造成涓流放电,使电池永久性损坏。研究发现,电池的放电电流越大,电池所允许的终止放电电压越小;相反,放电电流越小,电池所允许的终止放电电压就越大。可见电池放电终止电压是可变的。随着技术的发展,有的UPS厂家已提出了电池放电终止电压自动调节技术,通过实时监测放电电流的大小,自动调节电池终止放电电压。这样既能保护电池,又能最大限度地使用电池的电能。

(3)环境温度补偿技术
研究发现,当环境温度升高时,赛能蓄电池组本身固有的“存储寿命”会逐渐缩短。例如:电池的预期寿命在环温为20℃时为10年,在环温为45℃时只有5年。如果选配有温度补偿功能充电器的UPS可以使电池的寿命延长30%~50%。因为当环境温度升高时,电池所允许的浮充电压阈值下降。此时,若浮充电压为固定值,势必对电池组置于过压充电工作状态,加剧电池的化学反应,造成蓄电池中的水分子大量电解,放出氢气和氧气而逸出,电解液不断干涸,电池容量减少,从而缩短电池的寿命。环境温度补偿技术是指UPS可以根据环境温度的不同自动调整浮充电压,从而不会使电池处于过充状态,延长了电池的寿命。
(4)放电次数
放电次数与电池寿命是相对应的,减少放电次数就是延长电池寿命。因此要减少电池放电次数就得尽量减少电池工作,选择适应电网能力强的UPS首当其选,如允许输入电压范围宽、输入频率范围宽等。
(5)均浮充功能
研究发现蓄电池在正常使用过程中,会发生电解液液面位置、比重、温度的变化,以及各个电池的端电压、电池内阻的变化不均衡情况。这种不均衡情况会导致赛能蓄电池组输出电压过低或电池组内阻过大,长此以往会缩短电池的寿命。为防止这种不均衡情况不断加剧,在一定时间内,应提高充电电压,对电池单元进行充电,使各单元电池都达到均衡一致的状态,起到活化电池的目的,从而延长电池寿命。均浮充转换技术就是根据对电池充电电流的检测及电池容量情况判断,自动进行电池均浮充转换。
5科学使用UPS蓄电池
科学使用UPS电池就是要明确电池的正确使用方法,延长电池的寿命,使之发挥最大的作用。
(1)控制好充电电压,防止过压充电
对于端电压为12V的电池,正常的浮充电压在13.5~13.8V之间。浮充电压过低,电池充不满,浮充电压过高,会造成过压充电。当浮充电压超过14V时,即认为是过压充电。过压充电会导致电解液中的水被分离成氢气和氧气而溢出,使电池的寿命缩短。
(2)控制好充电电流,防止过流充电
理想的充电电流应采用分阶段定流充电的方式,即在充电初期采用较大的电流,充电一定时间后改为较小的电流,至充电末期改用更小的电流。充电电流的设计一般为0.1C,当充电电流超过0.3C时可认为是过流充电。过流充电会导致电池极板弯曲,活性物质脱落,使电池损坏。
(3)防止UPS电池过流放电
赛能蓄电池实际放出的容量与放电电流有关。放电电流越大,电池的效率越低。例如,12V/24Ah的电池当放电电流为0.4C时,放电至终止电压的时间是1h50min,实际输出容量17.6Ah,效率为73.3%。当放电电流为7C时,放电至终止电压的时间仅为20s,实际输出容量0.93Ah,效率为3.9%。所以应避免大电流放电。一般电路设计和用户选择负载,都要保护UPS电池逆变放电电流不超过2C。
(4)防止UPS电池深度放电
尽管小电流放电能提高电池的效率,但是当用极小电流(小于0.05C)长时间放电时,将导致电池实际放出容量超过其额定容量,从而造成电池严重的深度放电。按厂家的数据统计,当电池放电深度为100%时,电池实际使用寿命约为200~250次充放电循环;放电深度为50%时,约为500~600次充放电循环。因此,在使用UPS时,既要避免重载过流放电,又要避免长时间轻载逆变造成电池深度放电。
(5)定期操作UPS
从理论上讲,UPS电池放电次数太多会严重影响其使用寿命,但也不是越少越好。市电长期不停的地区,用户要每隔一定时间,例如3个月,人为关断UPS交流输入,使用UPS赛能蓄电池逆变供电。这种定期的实验操作,有助于延长电池寿命。实际维护经验表明:一般正常使用的UPS,其电池寿命不超过5年。如果操作维护不当,从来不对UPS进行维护和操作,电池用不到三年就失效了。可见定期维护和操作UPS,让电池适当放电是多么重要。
6维护UPS电池的技巧与方法
UPS电池一般为免维护蓄电池,但在有些情况下维护UPS电池是十分必要的,且具有实际意义。
6.1欠压电池的充电技巧
有些UPS电池欠压是由于UPS逆变器末级驱动电路损坏,造成电池放电所致。若在排除电路故障后,及时将电池接入原电路充电,仍然会使电池复好如初。问题在于欠压的电池无法使UPS启动成功,即切换到市电(充电)状态。此时,可用如下办法解决:
(1)先用好的电池将UPS启动到市电状态后,再撤掉好电池换上待充电的欠压电池。注意在调换电池时,要求UPS空载运行。一般UPS进入市电状态后,只要保持输入市电正常,撤掉赛能蓄电池不会影响市电供电状态。
(2)将欠压的电池先充电到10.5V以上,再接入原UPS电路,便可使UPS成功启动。给欠压的电池充电,可利用电脑电源中的+12V电源给电池直接充电。充电中注意观察充电电流,根据测出的实际充电电流,以确定是否加限流电阻。
6.2电池的活化处理
活化处理是指对电池的均衡充电。以下几种情况都会导致电池的内阻增大、端电压太低或容量减小,这些电池需要通过均衡充电来恢复其原有的性能指标。
(1)长时间放置不用,超过静态存储时间的电池。常温环境,一般UPS电池的静态存储时间为9个月。当温度为31℃~40℃时,静态存储时间为5个月。
(2)放电后未能及时充电的电池。
(3)长期工作于浮充状态(即UPS长期工作于市电状态)并超过静态存储时间。
(4)不慎放电,将电池端电压放至低于终止电压。均衡充电电流一般选0.3C或略小于0.3C。额定电压为12V的电池,均衡充电电压一般选14.5V。没有专用充电器的用户,可参考上述数据搭接出复活旧赛能蓄电池所需的电路。

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