UPS蓄电池阅读：1091

    用于船舶设备，有线电视，军用设备，紧急照明系统，备用电力电源，大型UPS和计算机备用电源发电站，电动轮椅，高尔夫车，电动叉车，铁路系统，发电站，电力系统。

    美国西恩迪

    UPS松下蓄电池

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    判别

    蓄电池的好坏判断有专用的蓄电池测量仪,但是一般的用户很少有这种仪器,都只有一只万用表.下面几点维修中判断蓄电池好坏的几点总结,以供参考.

    1、从外观判断：观察外观有无变形、凸出、漏液、破裂炸开、烧焦、螺丝连接处有无氧化物渗出等。

    2、 带载测量：若外观无异常，UPS工作于电池模式下，带一定量的负载，若放电时间明显短于正常放电时间，充电8小时以后，乃不能恢复正常的备用时间，判定电池老化。

    3、 用万用表测量：

    A 、电池放电模式下测量：测量电池组中各个电池端电压，若其中一个或多个电池端电压显明高于或低于标称电压（标称电压12V/节），判断电池老化。

    B 、 市电模式下测量：电池组中各个电池端的充电电压，若其中一个或多个电池的充电电压显明高于或低于其他电压，判定电池老化。

    C、 测电池组的总电压：电池组总电压明显低于标称值（以C1K电池组标称值是36V为例），充电8小时后乃不能恢复到正常值，即使恢复到正常值，放电时间达不到正常放电时间，判定电池老化。

    D、电池开机测量：UPS不开机，也不要接市电，先用万用表测量电池组总电压，以C1K为例，此时电压可能在36V-40V之间，属于正常值，表笔不要离开，一直盯住万用表的指示，然后接开机键，若此时电池总电压马上降至30V以下乃至十几伏，UPS马上自动关机，关机后电压立即恢复到原有值。判定电池老化。

    注意事项

    UPS蓄电池是UPS电源的重要组成部分，如蓄电池采购后未能及时安装，存放时应注意以下事项：

    （1） 保管时请注意周围温度不要超过-20℃～+50℃范围。

    （2） 保管蓄电池时必须使电池在完全充电状态下进行保管。由于在运输途中或保存期内因自放电会损失一部分容量，使用前请补充电。

    （3） 长期保管时，为弥补期间的自放电，请进行补充电。补充电的方法如下表：

    保管温度和补充电的间隔

    在超过40℃条件下保管时,对电池寿命有很坏影响,请避免

    （4） 请在干燥低温,通风良好的地方进行保管。

    （5） 由于蓄电池在保管过程中也有发生性能劣化，在管理上请尽早安排使用。

    （6） 如在保管或转移运输过程中电池包装不慎被水淋湿，应立即除掉包装纸箱，以免被水打湿的纸箱成为导体造成电池放电或烧坏正极端子（因为水是导电的）。

    （7） 定期对电池进行检查。不要用汽油等有机溶剂或油类进行清洗（避免对UPS蓄电池包装结构造成腐蚀），另外请避免使用化纤布。

    更换

    UPS蓄电池组的更换是利用二极管的反向逆止特性，人为使新旧蓄电池组（GB、GB’）之间存在电压差，在新蓄电池GB’投入，旧蓄电池组GB退出时，由二极管作为电子开关，瞬时向直流母线供电，从而避免了新旧蓄电池组因电压的差异而在并联过程中产生环流，保证了直流电源的稳定性。同时也避免了UPS蓄电池池组更换过程中因中断直流母线电源盒直流母线无蓄电池组供电，而有可能造成直流系统不可靠的因素。

    其方法是：

    1、充电机2#U停止运行，取下UPS蓄电池组GB’中串接的熔断器FU。

    2、在熔断器FU5两端的A、C点并接二极管V（2CZ 200A/800V）.

    3、检查接线无误后送蓄电池熔断器FU。

    4、取下熔断器FU5，二极管V串于电路，合SA3，检查二极管阴极对—WOM电压约241V，阳极对—WOM电压约218V，二极管反向截止。直流母线由充电机1#U，蓄电池组GB、GB’并联供电，但因蓄电池组GB’电压低，直流负载由充电机1#U，蓄电池组GB供电。

    5、断开SA1，取下熔断器FU3、FU4。蓄电池组GB’经二极管V瞬间向直流母线供电。

    6、启动充电机2#U，并将其电压调至额定值，直流母线由充电机2#U，蓄电池组GB’并联供电。

    7、从蓄电池屏拆除旧蓄电池组GB，并在就近处直流屏连接号，将其正、负引线分别与充电机1#U的正、负极对应连接。

    8、启动充电机1#U,使其与组装的旧蓄电池并联后的电压为241V。

    9、停用充电机2#U，蓄电池组GB’的电压短时降至235V左右。

    10、合SA1，充电机1#U、旧蓄电池组GB、新蓄电池组G B’并联向直流母线供电，但因充电机1#U与旧蓄电池组GB并联后的电压高于新蓄电池组GB’的电压，所以负载电流由充电机1#U及旧蓄电池组GB供电，但因二极管V反向截止，不会向新蓄电池组GB’反充电。

    11、断开SA3，将新蓄电池组GB’拆除装至蓄电池屏。

    12、将并接于熔断器FU5两端的二极管V接于熔断器FU3两端。

    13、装熔断器FU4，充电机1#U，新旧蓄电池组并联向直流母线供电，因二极管V的作用，充电机1#U，旧蓄电池组只向直流母线供电，而不向新蓄电池组反充电。

    14、断开SA1，新UPS蓄电池组经二极管V向直流母线供电。

    15、装熔断器FU3，二极管V被短接。此时二极管V已失去作用，应带电拆除。

    16、拆除旧蓄电池组。

    17、合SA1，充电机1#U与新蓄电池组，并联向直流母线供电。

    1．过放电(over discharge):低于蓄电池规定的终止电压后继续放电.

    2、恢复充电(recover charge):为下一次放电做准备，对已放电的电池充电使其恢复容量.

    3．过充电(over charge):达到完全充电状态之后继续进行的充电.

    4．完全放电(full discharge):把蓄电池按规定的放电电流放电至规定的终止电压.

    5．额定电压(nominal voltage):表示电池电压时使用的标准电压.一般情况下比初始电压稍低一些的理论值.

    6．循环服务方式(cycles service system):以充电后放电作为一个循环来使用的方式.

    7．放电电流(maximum discharge current):在不引起变形，外观异常，极柱熔断等情况下蓄电池可以放出的电流.

    8．自放电(self discharge):不向外部提供电流，电流容量内部流失减少的现象.

    9．额定容量(nominal capacity):在标准规定的温度，放电电流和终止电压条件下，蓄电池完全充电后能提供的由制造厂标明的安时电量.

    10．小时率(hour rate):以恒定电流放电至设定的终止电压的时间率，一般以小时作为单位来体现电池的容量.

    11．实际容量(actual capacity):蓄电池实际拥有按一定小时率放电的容量,表示为Ah.

    12．涓流式连续补充电(trickle charge):为弥补蓄电池的自放电，在脱离负载的状态下，不停地以微小电流充电.

    13．浮充充电(floating charge):蓄电池和负载并联接到整流充电器上，由充电器不断的向蓄电池以一定的电压保持充电状态的充电方式,在停电或负载发生变动时，电池能够直接不间断向负载提供电力.

    14．定电压充电(constant voltage charge):保持端子间电压恒定的充电方式.

    15．定电流充电(constant current charge):用恒定的电流充电的方式.

    16．备用式(stand-by use):一直处于充电状态的浮充充电和涓流式连续充电，备应急使用.

    17．内阻(internal resistance):蓄电池内部电解液和极群组电阻的总和.

    18．放电终止电压(cut-off voltage of discharge):根据放电电流大小和电池类别不同而设定的放电到理论上应停止放电时的端子电压.

    19．容量保存性能(capacity conservation performance):蓄电池完全充电后，在一定条件下以开路状态放置一段时间仍然保有的容量.

    20．内短路(internal short-circuit):在单个电池内部的极群里,正负极板之间短路的现象.

    1．计算蓄电池的放电电流值：

    I=Pcosф/（η*E临界*N）

    注：P →UPS电源的标称输出功率

    cosф →UPS电源的输出功率因数（UPS一般为0.8）

    η→ UPS逆变器的效率，一般为0.88~0.94（实际计算中可以取0.9）

    E临界 →蓄电池组的临界放电电压（12V电池约为10.5V，2V电池约为1.7V）

    N →每组电池的数量（由各品牌各系列产品而定）

    2．根据所选的蓄电池组的后备时间，查出所需的电池组的放电速率值C，然后根据：

    电池组的标称容量= I/C

    3．时间与放电速率C

    4．以MTT系列300KVA延时30分钟为例：

    已知：MTT系列UPS电源电池节数N 为32节，功率因素cosф为0.8,逆变器效率η为0.9,

    根据：I=Pcosф/（η*E临界*N），

    则放电电流=标称功率300000VA×0.8÷（0.9效率*32节*10.5V每节电池放电电压）=794AH

    又知30分钟电池的放电速率C为0.92，

    根据：电池组的标称容量= I/C

    电池组的标称容量= 794÷0.92C=863AH

    电池组的总容量=863AH×32节×12V=331392AH

    由些可得需要用电池150AH32节6组

    电池柜6个尺寸800*900*2000

    对备用的电池来讲，当电池供电后，对电池重新充满电所需要的时间，一般不少于 24 小时；对循环用电池来讲，如果知道上一次的放电量及初始充电电流，可以按如下公式计算出环境为25 ℃时需要的充电时间。

    A. 当放电电流大于0.25C 时

    Cdis

    Tch = I +3 ～5

    B. 当放电电流小于0.25C 时

    Cdis

    Tch = I +6 ～10

    注：Tch = 电池充满电所需要的时间（小时）

    Cdis = 电池上一次的放电的电量（安时）

    I = 初始充电电流（安培）

    即使UPS使用的是同样的电池技术，不同厂家的电池寿命大不一样， 这一点对用户很重要，因为更换电池的成本很高(约为UPS售价的30%)。电池故障会减小系统的可靠性，是非常烦人的事情。

    温度影响

    温度对电池的自然老化过程有很大影响。详细的实验数据表明温度每上升摄氏5度，电池寿命就下降10%，所以UPS的设计应让电池保持尽可能的温度。所有在线式和后备/在线混合式UPS比后备式或在线互动式UPS运行时发热量要大( 所以前者要安装风扇)，这也是后备式或在线互动式UPS电池更换周期相对较长的一个重要原因。

    充电影响

    电池充电器UPS非常重要的一部分，电池的充电条件对电池寿命有很大影响。如果电池一直处于恒压或“浮”型电器充电状态，则UPS 电池寿命能提高。事实上电池充电状态的寿命比单纯储存状态的寿命长得多。因为电池充电能延缓电池的自然老化过程，所以UPS无论运行还是停机状态都应让电池保持充电。

    电压影响

    电池是个单个的“原电池”组成，每一个原电池电压大约2伏，原电池串联起来就形成了电压较高的电池，一个12伏的电池由6个原电池组成，24 伏的电池由12个原电池组成等等。UPS的电池充电时，每个串联起来的原电池都被充电。原电池性能稍微不同就会导致有些原电池充电电压比别的原电池高，这部分电池就会提前老化。只要串联起来的某一个原电池性能下降，则整个电池的性能就将同样下降。试验证明电池寿命和串联的原电池数量有关，电池电压就越高，老化的就越快。UPS容量一定时，设计时应尽可能让电池电压，这样UPS电池寿命就越长，对于电池电压一定时，应选择数量少电压高的原电池串联的电池，不要选择数量多电压低的原电池串联的电池。有些厂家UPS的电池电压比较高，这是因为容量一定时，电压越高，电流就越小，就可选用较细的导线和功率较小的半导体， 从而降低UPS成本。容量1KVA左右的UPS的电池电压一般为24～96V。

    电流影响

    理想情况下，为了延长UPS电池寿命，应让电池总保持在“浮”充电或恒压充状态。这种状态下电状态，充满电的电池会吸收很小的充电器电流，它称为“浮”或“自放电”电流。尽管电池厂商如此推荐，有些UPS的设计(很多在线式) 使电池承受一些额外的小电流，称为纹波电流。纹波电流是当电池连续地向逆变器供电时产生的，因为据能量守恒原理，逆变器必须有输入直流电才能产生交流输出。这样电池形成了小充放电周期，充放电电流的频率是UPS输出频率(50或60Hz)的两倍。

    普通后备式、在线互动式或后备/铁磁式UPS不会有纹波电流，其它设计的UPS会产生大小不等的纹波电流，这取决于具体的设计方法。只要检查一下UPS的结构图就能知道该UPS能否产生纹波电流。

    如果在线式UPS的电池在充电器和逆变器之间，那么电池就会有纹波电流，这是普通的“双变换”UPS。

    如果用截止二极管、继电器、变换器或整流器把电池与逆变器隔离开，那么电池就不会有纹波电流。当然这种设计的UPS不总是一直“在线”，所以这种UPS被称为“混合后备/在线式”UPS。

    总结

    电池是UPS系统中最不可靠的部分，但是UPS设计得好坏直接影响到电池的可靠性。让电池一直保持充电状态(即使UPS停机)能延长电池的寿命，尽量避免选用电池电压高的UPS。有的UPS设计会使电池产生纹波电流，造成电池不必要的过热。大多数UPS使用的电池都差不多，但UPS设计不同会大大影响电池的寿命。一节电池是12V,UPS要接96V,也就是说要接8节 。服务器780W,加20%,大约为1000W,2个小时，每节电池大约为20AH,可以用8节标称容量为24AH的电池。

    品牌有很多，大多数人选国产免维护铅酸蓄电池，正规厂家品质保障，使用寿命长，性价比高。

    1、浮充充电时，请用充电电压2.275V/单格（20℃时的设定值），进行定电压充电或0.002CA以下的电流进行定电流充电。温度有0C以下或40C以上时，有必要对充电电压进行修正，以20C为起点每变化一度，单格电压变化-3mv。2、循环充电时，充电电压以2.40-2.50V/单格（20℃时的设定值），进行定电压电压充电。温度在5C以下或35℃以上进行充电时，以20℃为起点，每变化一度充电电压调整-4mv/单格。

    充电初期电流控制在0.25CA以下。

    充电量设为放电量的100-120%，但环境温度在5C以下时，设为120-130%。

    温度越低（5C以下）充电结束时间越长，温度越高（35C以上）越容易发生过充电，所以特别是在循环使用时，在5C～30C内进行充电较好。

    为防止过充电尽量安装充电计时器，或自动转换成涓流式充电方式。

    充电时电池温度要控制在-15C～+40C的范围内。

    关于放电

    放电时请将电池温度控制在-15℃- +50℃的范围内。

    连续放电电流请控制在3CA以下（H控制在6CA以下）。

    放电终止电压依电流的大小而变化，大体如下所述。注意放时，电压不得低于下述电压。

    放电以后请迅速充电。如不小心过放电之后也请立即充电。

    放电电流

    放电终止电压

    0.2CA未满

    1．75CA/单格

    0.2CA以上0.5CA未满

    1．70CA/单格

    0.5CA以上 1.0CA未满

    1．55CA/单格

    1．0CA以上

    1．30CA/单格

    安装须知

    安装蓄电池时，请务必遵守以下事项：

    1．1不要在密封空间或火的附近安装蓄电池，否则有引发爆炸及火灾的危险。

    1．2不要用乙烯薄膜类有可能引发静电的东西盖住蓄电池，产生静电时有时会引起爆炸。

    1．3不要在有可能进水的地方安装蓄电池，否则有发生触电、火灾的危险。

    1．4请不要在超过-40 °C~60 °C环境下安装蓄电池。

    1．5不要在有粉尘的地方使用蓄电池，否则有可能造成蓄电池短路。

    1．6将蓄电池放进箱内使用时，要注意空气流通。

    1．7不要有粘性或标贴类物体压住上盖，因上盖下面有排气阀，电池内产生的气体将不能逸出。

    1． 8并联的个数——浮充电时，插接式端子电池最多只能关联三列，螺栓紧固式端子没有特别限制，但并联数量小可靠性增加。另外，并联接线时，有必要考虑使各列之间接线导体和接触电阻等同，为使各列充放电电池保持均衡，实际使用上请不要超过三列。

    1．9同时使用容量不同、新旧不同，厂家不同的电池时，由于其特性值不同有可能使蓄电池和机器受到损坏，所以请避免使用。

    关于保管

    1．保管时请注意温度不要超过-20℃～+40℃范围

    2．保管电池时必须使电池在完全充电状态下进行保管。由于在运输途中或保存期内因自放电会损失一

    部分容量，使用时请补充电。

    3．长期保管时，为弥补保管期间的自放电， 请进行补充电。

    在超过40C条件下保管时，对电池寿命有很坏影响，请避免！

    4．请在干燥低温，通风良好的地方进行保管。5．如在保管或转移过程中电池包装不慎被水淋湿，应立即除掉包装纸箱，以避免被水打湿的纸箱成为

    导体造成电池放电或烧坏正极端子。

    日常维护

    1．定期对电池进行检查，如发现有灰尘等外观污染情况时，请用水或温水浸湿的布片进行清扫。不要

    用汽油、香蕉水等有机溶剂或油类进行清洗，另外请避免使用化纤布。

    2．浮充时，电池充电过程中总电压或指示盘上电压表的指标值偏离下表所示基准值时（±0.05V/单

    格）应调查原因并作处理。