在一個不間斷電源(UPS)系統(tǒng)中,可以說蓄電池是這個系統(tǒng)的支柱,沒有電池的UPS只能稱作穩(wěn)壓穩(wěn)頻(CVCF)電源。UPS所以能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷供電,就是因為有了蓄電池,在市電異常時,逆變器直接將蓄電池的化學(xué)能變成交流電能輸送出去,使用電設(shè)備得以連續(xù)運行下去。
目前,中小型UPS電源中廣泛使用的免維護(hù)密封鉛酸蓄電池,占據(jù)UPS電源總成本的1?4-1?2之多,不僅如此,實際維修也表明,約有50%以上的UPS電源故障與UPS蓄電池有關(guān)。UPS蓄電池的失效主要表現(xiàn)為端電壓不夠,容量不足或瞬間放電電流不滿足帶載啟動要求等。?
一般正常使用的UPS,其電池壽命在5年左右,但目前國內(nèi)有相當(dāng)部分UPS電池在投入使用不到1年就開始出現(xiàn)問題,更有甚者,有些進(jìn)口品牌的國產(chǎn)電池在制造工藝上存在先天的缺陷,另一方面是由于后天缺乏必要維護(hù)造成。值得注意的是許多使用單位由于缺乏必要的測試維護(hù)手段,根本不清楚自己系統(tǒng)UPS蓄電池的健康狀況,為UPS系統(tǒng)正常工作留下隱患。
一、傳統(tǒng)的UPS蓄電池測試維護(hù)手段?
一般UPS電源對電池的要求:滿足一定的端電壓;電池應(yīng)具有在啟動放電瞬間就能輸出大電流的特性;滿足一定的容量,以保證逆變供電的時間。
1.用萬用表測量電池的端電壓?
實踐證明,用萬用表測量UPS電池的浮充端電壓是無法判定舊電池是否已經(jīng)失效。所以一般要離線或在線測量電池的端電壓,被測電池的端電壓為12V左右(對12V電池而言),最低不能低于10.5V。不足10.5V的電池即為欠壓或已經(jīng)失效的電池。若這種電池在經(jīng)過充電或激活充電后端電壓仍達(dá)不到12V,即為失效電池。
2.測試UPS電池是否具有啟動瞬間輸出大電流的特性
后備式UPS電源由市電供電向逆變供電的切換時間要求小于7ms?一般設(shè)計為4-5ms左右。這就是說,一旦市電供電中斷,UPS電池必須在小于4-5ms時間內(nèi)輸出負(fù)載所需的電流。有些失效的電池能夠滿足端電壓和容量的要求,但不能在少于4-5ms內(nèi)放電電流達(dá)到大電流的要求,也是不合格電池。UPS電池瞬間輸出大電流的特性只有在關(guān)閉市電才能測試,在不知道電池性能情況下有一定的風(fēng)險,一般是不進(jìn)行的。UPS電池瞬間不能輸出足夠大電流,一般是由于電池長期沒有放電造成,經(jīng)常放電或有定期放電的UPS電池基本上不存在此問題。?
3.判別UPS電池的容量?
傳統(tǒng)判別UPS蓄電池容量的方法與判別一般蓄電池的方法一樣,將整組蓄電池組脫離通信電源系統(tǒng)并上電阻絲,以八或十小時率恒流放電,然后以最先到達(dá)放電終止電壓的某一單體蓄電池的放電時間與電流,來推算其容量。
傳統(tǒng)的容量測試有下列缺點:
a.需將電池組脫離系統(tǒng),增大系統(tǒng)死機(jī)風(fēng)險;
b.放電時間長,且需人工測試記錄,工作量大,此外UPS電池一般裝于箱式柜子里,測試工作也不是很容易;
c.電阻絲笨重且有紅熱現(xiàn)象,不安全且工作強(qiáng)度大。
二、國內(nèi)UPS蓄電池維護(hù)現(xiàn)狀
UPS蓄電池的維護(hù)與一般低壓系統(tǒng)蓄電池的維護(hù)類似,當(dāng)引進(jìn)新電池時,要求工程驗收,進(jìn)行深度放電;當(dāng)新電池投入使用后,要求保持適宜的電池工作環(huán)境溫度,要求定期測量各電池端電壓,當(dāng)各電池壓差過大時,要進(jìn)行均充,要求定期對電池進(jìn)行試探性容量試驗或深度放電,以便檢查電池組的性能優(yōu)劣以及保持電池的活性。
但是實際運用中,由于各種條件的限制,UPS蓄電池的維護(hù)很少有人完全按照上面所述進(jìn)行,首先新電池驗收,由于時間長,又無方便工具可供利用,有相當(dāng)多的人根本沒有做這一工作即將電池投入使用,據(jù)統(tǒng)計,在中國大陸約有95%以上的UPS電池缺乏必要的維護(hù),這為日后UPS供電故障埋下隱患;其次,新電池投入使用后,由于一般UPS電池是裝在柜子里,測量、脫離都不方便,很少測量端電壓,定期深度放電更是無從進(jìn)行;依現(xiàn)有條件(98%以上的UPS電池沒有安裝監(jiān)控設(shè)備),廣大維護(hù)人員所能進(jìn)行的只有每隔一段時間,關(guān)閉市電讓UPS電池對實際系統(tǒng)放電一段時間,充其量只是讓電池組活化一下,以保持電池的活性,而對于電池的性能優(yōu)劣及各節(jié)電池的剩余容量等重要數(shù)據(jù)還是無從知曉。
三、UPS蓄電池維護(hù)全面解決方案?
本方案由三個產(chǎn)品組成:BCSU-50H?UPS蓄電池組容量監(jiān)測設(shè)備、MBCT-2412?UPS單體電池在線充放電活化儀、BDCT-5000?UPS蓄電池專用智能負(fù)載。?
1.BCSU-50H?UPS蓄電池組容量監(jiān)測設(shè)備
可以在線監(jiān)測記錄UPS電池的浮充電壓、電流及充放電電壓、電流;BCSU只要在線監(jiān)測記錄到大于5分鐘的放電數(shù)據(jù)后即可判別電池組性能的優(yōu)劣、找出落后單體及給出每個單體的剩余容量,既避免了離線容量試驗的麻煩、不安全,又達(dá)到了容量試驗的目的;當(dāng)測得一組電池中電壓差較大時,還會給出均充建議信號;BCSU還可與智能負(fù)載BDCT配合對新電池進(jìn)行工程驗收或定期進(jìn)行深度放電,這里BDCT提供放電電流,BCSU主要起監(jiān)控告警作用,避免任何單體的過放電;此外,BCSU會自動生成測試報告,為您省卻大量工作。?
2.MBCT-2412?UPS單體電池在線充放電活化儀
對于BCSU發(fā)現(xiàn)的落后單體電池,在線進(jìn)行充放電(不影響整組其它電池的正常工作),以激活失效的活性物質(zhì)、降低內(nèi)阻、補(bǔ)償壓差并補(bǔ)充剩余容量,避免該落后單體進(jìn)一步惡化并影響到其它單體,即對電池進(jìn)行早期治療及預(yù)防,此外,可以利用MBCT對落后單體電池進(jìn)行深度在線容量試驗(不影響整組其它電池的正常工作),如此可精確知道該單體即整組電池的容量(最小落后單體決定整組電池的容量)。?
3.BDCT-5000?UPS蓄電池專用智能負(fù)載?
新引進(jìn)的UPS電池有必要進(jìn)行深度放電以驗收其容量是否合格,電池是否存在工藝缺陷等,此外使用年限較長的電池也有必要進(jìn)行深度放電,避免出現(xiàn)瞬間啟動電流不夠大而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓等現(xiàn)象。深度放電只能將電池脫離系統(tǒng),用假負(fù)載進(jìn)行,傳統(tǒng)電阻絲制造的假負(fù)載存在明顯的缺點;?BDCT-5000?UPS蓄電池專用智能負(fù)載,采用最新專利材料--高效能電熱元件PTC,輕巧便攜,沒有紅熱現(xiàn)象,此外它有三種停機(jī)門限:總電壓、放電容量、放電時間,如果配合BCSU可以控制每個單體,可以實現(xiàn)無人職守的放電,大大減輕勞動強(qiáng)度。如此,則原來想做深度放電但又無能為力的問題得到很好解決。
這三個產(chǎn)品互相配合使用,解決了目前UPS蓄電池缺乏必要維護(hù)手段及工具等問題,不僅能為您測試電池性能,尋找落后單體,而且能幫您活化落后電池,對電池進(jìn)行早期治療?有效預(yù)防故障的發(fā)生。?