UPS电池使用和维护基础

UPS电池使用和维护基础

UPS电池使用和维护 基础

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电池在UPS中的作用： 线性负载UPS要为负载提供一定的后备时间，就必须具有

电能的储存；到目前为止，还没有找到一种技术能够储存 交流电能，也就是说电能的储存技术仍然只能采用直流形 式。 电池在UPS电源中的主要作用就是储存电能，一旦市电中

断，由电池放电供给逆变器，由逆变器将电池释放出的直流电转变为正弦交流电，维持UPS电源的正常输出，确保 计算机在一定的时间内正常用电。 在市电正常供电时，电池在整流-充电电路中储存电能，

同时对直流电路起到平滑滤波的作用，并在逆变器发生过 载时，起到缓冲器的作用。

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电池的分类：电池在UPS电源中已得到广泛的应用，其品种繁多，型号齐全，规格各异，但按其基本性质电池可以分为酸性 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)或者

胶体硫酸构成，极板由铅Pb和过氧化铝PbO2构成，通过化学 反应贮存电荷，起到电池储能的作用； 碱性电池：碱性电池的电解液一般是由氢氧化钾KOH或者氢氧

化钠NaOH(烧碱)组成。极板由于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。

电池也可以按照使用方式进行分类，可以分为开口型、密封型两 大类电池。

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电池的充电： 电池的充电特性——曲线具有三个阶段： 恒流充电阶段：恒流充电的控制方法是降压限流，随着电池容量的

恢复，电池的电压不断上升，一直达到恒压充电电压为止，因此这 一过程也称之为升压充电(Boost-charging)。放电越深则恒流充电 阶段越长，反之则较短。 恒压充电阶段：这一过程电池的电压保持不变，充电电流逐渐减小

,对密封电池来说，应维持在6~8小时，然后转入浮充状态，恒压充电过程也称之为恢复充电(Recharging)。 浮充电阶段：这一过程是为保持电荷的储量及防止自放电所必需的

维持充电。通常认为每安培小时的充电电流降至10毫安以下时即认为电池已进入浮充电状态。浮充电流通常很微弱故有时又称为涓流 充电(Trickling charging)。

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按照UPS功率计算电池容量 UPS所需的直流功率为：

UPS容量 功率因数 200 0.8 Pdc = 170.2 KW 逆变器效率 0.94 每组电池的串连只数为：

UPS终止电压 338 V No = =204.8 205单体(cell) 电池终止电压 1.65V 根据电池放电功率表，选择MPS12-100(12V-100AH)电池

,每个单体放电功率为209W(1.65V/cell, 30分钟时),则

需要的电池组数为：

Pdc 170.2 KW G =3.97组 4组 单体功率 单体数No 209 205 W (单体数) 即需要的电池配置为：12V-100AH电池34只×4组。

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按照放电电流计算电池容量 UPS所需的最大直流电流为：

Im ax

Pdc 170 .2 KW 503 .5 A UBend 338V

根据汤浅电池放电曲线可知，当电池终止电压为

1.65V/cell(9.9V/只)时，与30分钟的放电曲线交点为 1.05C,则需要电池的容量为：电池放电电流( ) 503.5 A A 电池容量C= = 479.5 AH 5 100AH 电池放电速率 1.05C 即：200KVA 30分钟后备时间，需要100AH-12V的电池

5组并联，每组34只，选择NP12-100电池。

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电池过放电的自动保护

电池的监测与保护

当电池电压低于终止电压时，逆变器自动停机，切换至旁路 供电；同时为了避免电池长时间小电流放电，造成电池永久 性损坏，UPS可以设定时间T,在电池给逆变器供电达2T时 ，UPS会显示 “电池低电压”的预报警，当电池给逆变器供电

达3T时，逆变器自动停机切换至旁路供电。 温度补偿式充电 环境温度对电池的使用影响很大，电池温度上升，意味着化学 反应增强，电池 的放电能力也增强，但电池寿命会降低。因此UPS中专门设置 了电池温度传感 器，用以控制浮充电压和电流。

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蓄电池的使用环境 阀控蓄电池应安装在远离热源和易产生火花的地 方，最好在清洁的环境中使用。建议电池室温在 15℃ 至35℃之间，最好安装空调，控制温度在 25℃左右。潮湿、通风不畅、太阳照射等环境必然 会使阀控蓄电池的寿命缩短(如果温度为35℃时， 电池寿命将折半.)。因此环境清洁、良好的通风条 件、环境温度以及无太阳照射是十分必要的。另外 为了方便蓄电池的维护，选择机房时要留有适当的 维护空间。 浮充电压设置过高，温度过高都将导致电池的寿命 缩短 电池的混用 UPS新、旧混用的现象，将会导致新电池过早的失 效旧电池提前失效。

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电池自动放电检测功能 自动放电开始时，整流-充电器将输出电压降低到终止电

压+10V,电池带逆变器负载放电2分钟，电池带真实负 载放电，有利于活化电池性能； 2分钟之后，如果电池电压大于终止电压+10V,则整流

-充电器自动起动，恢复正常运行； 如果在2分钟之内，电池电压降低到终止电压+10V,说

明可能有电池故障，整流-充电器立即起动恢复到浮充电 压，同时产生电池故障报警。

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电池的测量 1.早期蓄电池电压的测量法 2.核对放电法一是利用实际负载进行核对性放电试验，二是利用传统电阻箱 进行放电试验。 优点：核对放电法具有容量测试准确可靠的优点，因

此，仍然 是目前世界上检测电池性能的最可靠方法，同时由于核对放电 本身可以对电池起到一定的维护作用，所以，核对放电是其他 设备暂时还不能替代的。 缺点：核对放电时间长，风险大，电池组须脱离系统，进行核 对性放电试验，必须具备一定条件，首先，尽可能在市电基本 保障的条件下进行；其次，机房必须有备用电池组。

3.在线快速容量测试法(电池巡检法)

在放电状态下，对蓄电池组的各单体电池的端电压进行巡 检，找出端电压下降最快的一只，将其确认为落后电池，再利 用核对放电仪器，对该节电池进行核对放电，检测其容量，即 代表该组电池的容量。

4.电导(内阻)测量法

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阀控铅酸蓄电池的维护日常维护 阀控密封铅酸蓄电池并不是不需要管理，电池的变化是一个渐进和 积累的过程，为了保证电池使用良好，作好运行记录是相当重要的， 要检测的项目如下： ●单体和电池组的浮充电压(一次/月); ●电池外壳和极柱温度(一次/月); ●电池的壳盖有无变形和渗液(一次/月); ●极柱、安全阀周围是否有渗液和酸雾逸出(一次/月); ●重新拧紧连接处螺钉(一次/半年); · 1、容量测试方法 ●每年以实际负荷做一次核对性放电，放出额定容量的30-40%; 2、蓄电池容量测试及再充电： ●每3年以假负载做一次容量试验，放电深度为80%C10(10小时率);