UPS蓄电池的选用原则及维护方法

发表时间:2021/3/3   来源:《中国电气工程学报》2020年9期   作者:刘运昌
[导读] 在现代社会背景下,UPS电源系统被充分运用于各个领域中,比如:金融、通信、保险、交通、税务、军队、教育、政府等,
        刘运昌
        91033部队 山东省青岛市 266000
        摘要:在现代社会背景下,UPS电源系统被充分运用于各个领域中,比如:金融、通信、保险、交通、税务、军队、教育、政府等,其中蓄电池的综合性能直接影响到UPS系统的电能储存能力。因此,工程人员要想在最大程度上发挥蓄电池的应用价值,建议优化选择蓄电池的类型、容量和品牌,分别考虑蓄电池的后备放电时间、容量、蓄电池组数、使用周期、使用环境等,以此强化UPS蓄电池系统的运行效率,保证其能够满足各项使用需求[1]。
关键词:UPS蓄电池;选用原则;维护方法
引言
        蓄电池是根据电化学原理制成的,它在工作时容易受气温条件、所带负荷变化、充放电电流的大小、充放电时机等情况的影响。处于完全充满电状态的蓄电池,即使放置不用,因自身内阻放电,也会造成蓄电池硫酸化,使其容量减小,甚至报废。因此,要重视UPS蓄电池的选用,加强对蓄电池的维护保养和正确使用,以延长蓄电池的使用寿命,保证UPS应急供电的电能需求。
1  UPS电源系统组成结构
        蓄电池是UPS电源系统中的重要构成部分,是能够实现电能储存与利用的关键构件;UPS电源系统在电力系统应用过程中,一旦出现意外断电的情况,则可以利用UPS电源系统的蓄电池组对逆变器供电,促使其能够将直流电源转化为交流电,若UPS蓄电池组能够在一段时间内持续供电,则能够保证UPS系统在此时间内不间断地向负载设备供电,从而不会影响所带负载的正常工作。关于UPS蓄电池的结构组成,主要包括:壳体、极柱、电解液、极板组、隔板等。在系统运行的过程中,蓄电池能够将化学能转化为电能向外供电,同时当蓄电池与外界电力系统相联而将电能转化为化学能进行存储,实现蓄电池放电、充电的反复利用。
2蓄电池工作原理
        典型的铅酸蓄电池具有两种极板类型,一种是铅(负极板活性物质),另一种是二氧化铅(正极板活性物质)。在放电过程中,铅板(负极板)与硫酸H2SO4电解质发生反应产生硫酸铅(PbSO4)和自由电子,二氧化铅(PbO2)板(正极板)与硫酸H2SO4电解质发生化学反应,产生氢离子和氧离子,在极板上产生水和硫酸铅(PbSO4)。在充电过程中,该过程逆反应。
3  UPS蓄电池的选用原则
        3.1UPS蓄电池的容量选择
        在蓄电池的选择过程中,工程人员要关注蓄电池的容量。一般情况下,不同的用电设备会给出特定的额定功率或者额定电流参数,且不同类型的负载之间具有较大的差距。工程人员可以结合负载总容量,结合公式“USP容量≥80%的负载容量”,就是控制USP蓄电池的最大容量在负载容量的80%左右。之所以选择80%,主要是考虑到负载启动时产生的电流冲击情况,还需要考虑到以后的扩容问题。此外,要想合理选择蓄电池的容量,建议结合放电需求、应用场景、终止电压、系统效率及电池组数等参数,调整UPS蓄电池的功率;工程人员还需要根据蓄电池的恒定功率计算逆变器的选择参数。
        3.2 UPS蓄电池的寿命问题
        蓄电池使用寿命与使用工作环境、日常使用频率和习惯、放电深度、充电管理及维护保养密切相关,主要表现在以下3个方面。首先,蓄电池单体一致性差异。个别单体因生产制造及安装误差出现一致性差异,在后续使用中差异性加深,并影响整组蓄电池寿命。其次,环境因素。环境温度、空气湿度、酸碱度影响蓄电池的导电性能及电化学反应效率与热平衡。最后,充放电不均衡。小电流放电将导致极板上较大的硫酸铅晶体不易还原,大电流深度放电易破坏蓄电池结构(易形成不可逆硫化),大电流充电或长时间充电易造成蓄电池失水、内阻增大。在充放电循环往复中不断增大差异性,最终形成落后蓄电池。


4探讨UPS蓄电池的维护方法ttl
        4.1日常蓄电池维护建议
        第一,在UPS的整个生命周期内创建维护工作台,以收集单个电池的传输、更换、容量和电阻等信息,并对电池状态进行整体分析。第二,电池和电池组的充电要求得到进一步优化。防止过充电和欠充电现象的发生,充电电流适宜,充电及时。第三,加大机房风扇的维护力度,确保机器间通风良好,从而保证电池的运行环境,防止温度过高,影响蓄电池的寿命。第四,根据设计任务优化蓄电池组数,保证停电时蓄电池待机时间,防止电池充电低于70%。频繁放电大大降低了电池的寿命。5 .通过测量电池寿命周期内的电池电阻值并在三个充电周期内给电池充电,完成电池电量跟踪记录。
        4.2严格按照使用和操作说明使用ups
        输入负荷必须符合标准,严禁接入电机、复印机等感性负荷,如果接人需增大UPS的容量。2 .按照正确的方法开关UPS电源,关机时先卸掉UPS所带负载,然后再关机,开机后,一切参数正常再加负载。对于ups蓄电池,必须每2-3个月定期充放电,并测量每只蓄电池的电压内阻,做好记录,检测蓄电池的容量和质量,及时发现落后电池、硫化电池、反极电池,并视情进行更换或处理,以确保电池续航时间和足够的电池电量。
        4.3电解液装配
        铅酸蓄电池电解液用符合国家标准的浓硫酸和符合国家标准的无色透明蒸馏水配置。如果电解中含有金属和其他污染物,可能会导致极端损坏和内部短路,从而降低电池容量和寿命。因此不可能用工业用酸和非蒸馏水生产电解质。电解液的纯度及内阻也对电池寿命产生巨大影响。内阻过大,自放电加剧,电池容量下降,极板硫酸化严重。电解液配置过程中,先将蒸馏罐放入玻璃或陶瓷中,然后慢慢地将浓硫酸沿玻璃棒慢慢倒入蒸馏水中,并不断搅拌,及时散发热量,防止电解液溅出。在电解液冷却后测量和调整,直到电解液达到要求 否则会影响蓄电池的寿命。
        4.4合理的保存环境
        在UPS蓄电池系统的使用过程中,要想进一步提高系统的应用效率,建议工程人员管理蓄电池,将蓄电池放置在合适的环境中。结合上述文章可以发现,UPS蓄电池系统所在环境条件能够直接影响到蓄电池的使用寿命及运行状态。因此,建议工程人员严格控制蓄电池所在环境的温度条件、通风条件与空气干燥度条件,确保环境温度始终在25℃左右,以此保证蓄电池处于最佳运行状态中。
        4.5建设稳定可靠的动环监控系统,实时掌控运行指标
        市场上动环监控系统比较杂乱,选择时尽量满足以下条件:一是可以对UPS输入输出电压、电流、电池端电压、电池内阻、电池表面温度、环境温度、环境湿度等指标进行实时测试;二是具有声光告警功能,即由管理员设定告警阈值,当所测的各种指标偏离阈值时,立即发出声光告警。三是具有信息存储能力,即对实时采集的信息定期进行存储。四是具有放电维护功能,即在进行触发性放电或主动放电时,系统可以实时跟踪并记录负载电压、端电压、放电电流和表面温度变化情况,并根据放电曲线比对厂家原始数据,获取蓄电池备电能力。五是具有分析控制能力。可以生成单块电池端电压、表面温度、负载电流等数据的变化曲线,综合负载、环境变化等因素,为做好日后维护工作提供参考。
结束语
        综上所述,UPS蓄电池系统是现代社会的产物,是能够为人们提供电源保障的重要技术形式。在实际应用的过程中,要想在最大程度上发挥UPS蓄电池系统的应用价值,延长蓄电池的使用寿命,建议分别从蓄电池的选择与维护两方面入手。一方面,要严格遵循容量选择原则、寿命选择原则与使用环境选择原则;另一方面,要定期检查UPS蓄电池系统,分析其中蓄电池的使用情况,合理开展活化处理,提高蓄电池的使用水平,且让蓄电池始终处于合适的环境中,保护蓄电池的化学稳定性,避免将其放置于高温高压环境中,避免过度使用。
结束语
[1]高彬杰.通信电源的维护与发展分析[J].通信电源技术,2018,35(06):205-206.
[2]伍德磊.通信电源维护与管理问题分析[J].通信电源技术,2018,35(06):267-268+270.
[3]詹驰.电力通信网中通信电源故障分析与维护措施[J].机电信息,2018(15):88-89.
[4]张俊明.对于通信电源系统的有效维护[J].中国新通信,2018,20(06):33.
[5]鲜涛,谢君鹏,赵勇,雷宇,李一波.电力通信电源的管理与维护[J].中国新通信,2018,20(03):17-18.
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