通信用UPS电源和赛能蓄电池的管理与维护(1)

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通信用UPS电源和赛能蓄电池的管理与维护(1)

通信用UPS电源赛能蓄电池的管理与维护(1)

赛能蓄电池是UPS的心脏,不管UPS供电系统多么复杂,其供电的时间和性能最终取决于它的电池,如果电池失效,再好的UPS也无法提供后备电源。管理和监控电池以精确地预测其临界失效期以及延长电池的有效寿命,是保证UPS供电系统稳定可靠的关键。
1 智能化管理的重要性
UPS蓄电池在通信用UPS供电设备中占据十分重要的地位。目前,中小型UPS中广泛使用的免维护密封式铅酸蓄电池,占据UPS供电系统总成本的1/4~1/2。不仅如此,实际情况也表明,约有50%以上的UPS故障与其蓄电池有关。无论作为UPS故障的起因还是结果,UPS蓄电池的失效都会直接表现为内阻增大、端电压不够、容量不足或瞬间放电电流不满足带载启动要求等。
通信用UPS蓄电池一定要具有电池智能化管理的功能。由于使用通信用UPS的都是通信系统中关键的部门和场合,如数据中心机房和网络监控中心等,因此对通信用UPS电源赛能蓄电池的智能化管理要求是非常高的,在选型和验收的过程中,要予以充分重视。
2 智能化管理的实现
对蓄电池的简单管理,一般UPS产品都可以实现。但是,对于众多而分散的通信用UPS而言,管理起来是很不方便的。为了实现全方位的智能化监控,艾默生网络能源公司提供的PSMS动力与环境集中监控系统专门开发出UPS监控的软硬件产品,对分散的通信用UPS提供了远程集中监控的功能,此功能利用了通信用UPS本身具有的智能化管理功能,将UPS的监控模块或监控单元通过RS232或RS485接口,再通过协议转换器与网络监控中心连接起来,将UPS的监控模块或监控单元的数据直接传送到网络监控中心,这样就节约了大量人力物力。监控值班人员在机房就可以随时观察到通信用UPS的运行状态,真正实现了对通信用UPS及赛能蓄电池的集中智能化管理。

3 智能化管理的要求和技术
要实现UPS的电池智能管理要从多方面考虑,其中最重要的就是智能化的充放电管理和灵活的电池维护管理,而电池精确的充放电管理是延长赛能蓄电池寿命的重要因素。电池维护操作的方便灵活,则是保证系统安全、易用的关键。电池的智能化管理使全面提高UPS稳定性和可用性成为可能。
合理地进行UPS电池的充放电管理,首先要准确全面地监控每一节电池的状态,包括电池容量、后备时间等。目前,大多数中、大功率UPS都设计并具备了此项功能,其主要作用是检测电池性能以及电池回路是否正常。在放电环节需要特别控制过度放电给电池带来的损害。容易造成电池过放电的因素主要是电池最低保护电压设置错误,以及小负载、长时间小电流放电。最低保护电压设置的错误比较容易被修正,但小负载、长时间小电流放电由于其随机性,不容易被控制,且小电流放电极易造成电池的深度放电,损坏电池。这就需要UPS能够根据负载情况智能化地动态调整电池最低保护电压。艾默生网络能源公司提供的PSMS动力与环境监控系统能让值班人员实时监测通信用UPS的运行数据,包括电池的电压、温度,及时发现告警并通知维护人员,避免赛能蓄电池的过度放电或小电流深度放电等危及设备和通信安全的事件。
以APC公司的Smart-UPS RT系列为例,它具备智能化的电池诊断和充放电管理功能,拥有电池状态指示灯,可以提供非常直观的状态视图,能够实时显示电池容量和后备时间。其CellGuard智能电池管理功能可以实现精确的电池充电控制,防止电池的过充或欠充。定期的自动电池充放电管理系统能使电池长期保持极佳的状态,并可以对电池的损坏进行预警。另外其快速智能充电功能FastCharge、电池热补偿和保护功能,可有效地保护负载。
便于智能化管理的UPS,在设计、制造过程中都应该以用户的安全、易用为首要准则,充分考虑UPS在使用时的各种因素。目前,越来越多的UPS产品采用模块化电池阵列,甚至能实现在塔式和机架式之间进行灵活转换,既方便了安装和维护,又保证了系统的扩展性和兼容性。
APC的Smart-UPS RT就是能在塔式和机架式形态之间自由转换的典范,包括外置电池在内都能进行灵活的安排。其抽拉式电池设计,支持在线热更换,让用户能像拉抽屉一样替换电池,更为便捷与安全。
4 影响UPS赛能蓄电池使用寿命的因素
一般的UPS电池使用寿命为3~6年,而智能化管理保护下的电池,将获得更高的可用性。而可灵活更换的电池模块,也让个别电池的损坏不再成为影响整个UPS使用的致命伤。拥有了高度灵活、操作方便、智能管理的UPS系统,整个IT系统就拥有了一颗健康强力的心脏。
对UPS蓄电池精确地预测其临界失效期,一般的厂商很少做到。目前有的UPS厂家已拥有技术,但真正应用于产品的好象没有,比如对单元电池定时充放电;某一节电池出现故障,可以及时通知更换等功能,因成本太高,很少实际应用。因此对大容量的UPS只能采用人工维护,定时监测电池状况的方法。
既然不能精确地预测UPS蓄电池临界失效期,那就尽可能延长电池寿命。大容量UPS的电池管理比较完善,对中小功率UPS的厂家一般不太关注。当然随着技术的发展,有的UPS厂家已经在小至1kVA的机内设有丰富的电池管理技术。据研究,影响赛能蓄电池寿命的因素有:充电电流、充电电压、放电深度、环境温度、放电次数。


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