華為UPS電源UPS2000-G-20KRTL參數(shù)圖片

2UPS蓄電池的選擇 

　　2.1蓄電池的選用步驟 

　　依照UPS電源中蓄電池充電回路電壓選用蓄電池的額定電壓。 

　　如果UPS電源中蓄電池充電回路電壓為110V，該值為96V蓄電池組的浮充電壓，可選用額定電壓12V的蓄電池8節(jié)。該蓄電池放電終止電壓Ei為85V。 

　　計(jì)算蓄電池組的放電電流Imax。 

　　式中：P為UPS電源的額定視在功率；Cosφ為負(fù)載的功率因數(shù)；η為逆變器的效率。由放電特性曲線的橫軸延時(shí)時(shí)間要求和縱軸放電終止電壓查出放電速率XC。 

　　計(jì)算蓄電池組的安時(shí)數(shù)C1。 　　 

　　C1＝Imax/XC（2） 　　 

　　由溫度特性曲線的橫軸溫度要求和放電速率，在縱軸上查得可用的電池容量百分?jǐn)?shù)Y。 

　　計(jì)算終蓄電池組的安時(shí)數(shù)C2， 　 

　　CC＝C1／Y（3） 

　　2.2計(jì)算示例 

　?。?）已知條件 

　　UPS電源的額定視在功率P為1kVA； 

　　負(fù)載的功率因數(shù)COSφ為0.8； 

　　逆變器的效率η為0.8； 

　　選用額定電壓12V的蓄電池8節(jié)，該蓄電池組的放電終止電壓Ei為85V。 

　?。?）要求 

　　在UPS電源的使用溫度范圍（-10℃－40℃）內(nèi)，UPS電源由蓄電池供電的時(shí)間不小于1h的條件下，選擇蓄電池額定安時(shí)數(shù)。 

　?。?）蓄電池額定安時(shí)計(jì)算 

　　①將以上已知條件帶入式（1）求得Imax≤11.76A； 

　?、谟煞烹娞匦郧€的橫軸延時(shí)時(shí)間要求1h和縱軸放電終了電壓85V，查出放電速率XC＝0.5C； 

　?、蹖max和XC值帶入公式（2），計(jì)算蓄電池組的安時(shí)數(shù)C1＝23.52Ah； 

　?、苡蓽囟忍匦郧€的橫軸溫度要求-10℃和放電速率0.5C在縱軸查出可用的電池容量百分?jǐn)?shù)Y＝50％； 

　?、輰⑿铍姵亟M的安時(shí)數(shù)C1和可利用的電池容量百分?jǐn)?shù)Y值帶入式（3），計(jì)算終蓄電池組的安時(shí)數(shù)C2＝47.04Ah； 

　?、拊谏鲜鲆阎獥l件和使用要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇蓄電池組的額定安時(shí)數(shù)為50Ah。 

　　由于蓄電池的特性因廠家不同而有差異，具體選用時(shí)必須依照廠家提供的說(shuō)明書進(jìn)行。 

　　3蓄電池的正確使用 

　　3.1聯(lián)接 

　　不同容量，不同性能，不同新舊，不同廠家的蓄電池不應(yīng)聯(lián)接在一起使用。 

　　聯(lián)接時(shí)，應(yīng)該使用絕緣性工具，以防意外造成正負(fù)極短路。 

　　蓄電池與充電器或負(fù)載聯(lián)接時(shí)，電路開(kāi)關(guān)要位于斷開(kāi)位置，蓄電池的正極應(yīng)與充電器或負(fù)載的正極聯(lián)接，蓄電池的負(fù)極應(yīng)與充電器或負(fù)載的負(fù)極聯(lián)接。 

　　聯(lián)接用的螺母、螺栓、墊圈與聯(lián)接線應(yīng)松緊適度、均勻，應(yīng)避免螺絲松動(dòng)和過(guò)緊。 

　　3.2充電 

　　充電分為初充電，正常充電，均衡充電等幾種。 

　　初充電。新電池的*充電稱為初充電，目的在于使電池在裝配過(guò)程中被氧化的極板活性物質(zhì)還原，增加活性物質(zhì)含量，提高電池的放電性能。 

　　正常充電。對(duì)已經(jīng)放過(guò)電的電池進(jìn)行充電稱為正常充電。 

　　浮充電。電池組與電源并聯(lián)連接到負(fù)載上，當(dāng)交流電源正常時(shí)，它將交流電整流為直流電后，一面給蓄電池充電，一面經(jīng)逆變將直流電重新轉(zhuǎn)換為交流電為負(fù)載供電。當(dāng)交流電源中斷時(shí)，蓄電池的直流電立即經(jīng)逆變轉(zhuǎn)換為交流電給負(fù)載供電，以保證供電的連續(xù)性。這種蓄電池充電稱為浮充電。 

　　均衡充電。電池在使用的過(guò)程中，往往會(huì)產(chǎn)生比重、容量、電壓等不均衡現(xiàn)象。導(dǎo)致電池組輸出電壓過(guò)低，輸出電量過(guò)小。為此，對(duì)電池組進(jìn)行過(guò)充電，使電池組中的每個(gè)單電池都處于充足電狀態(tài)，這一充電過(guò)程稱為均衡充電。 

　　當(dāng)電池組浮充電壓偏低或電池放電后需要再充電，或電池組容量不足時(shí)，需要對(duì)電池組進(jìn)行均衡充電（簡(jiǎn)稱均充），合適的均充電壓和均充頻率是保證電池長(zhǎng)壽命的基礎(chǔ)。對(duì)VRLA電池平時(shí)不建議均充，均充電壓與環(huán)境溫度有關(guān)。當(dāng)電池放電后，特別是深放電后，不管是采用浮充電壓還是采用均充電壓，均應(yīng)注意限流，防止充電電流過(guò)大損壞電池造成事故。 

　　由于浮充使用和無(wú)人值守，要求使用VRLA電池的充電機(jī)具有如下功能：自動(dòng)穩(wěn)流，恒壓限流，高溫報(bào)警，紋波系數(shù)不大于5％，故障報(bào)警，浮充／均充自動(dòng)轉(zhuǎn)換。其中值得注意的是不同紋波系數(shù)下浮充電壓峰值，25℃電池充電電壓超過(guò)2.40V／只時(shí)，將導(dǎo)致電池的水被分解，浮充電壓與充電機(jī)紋波系數(shù)不相匹配時(shí)，有可能導(dǎo)致電池腐蝕加快和失水量增加而使電池提早失效。 

　　3.3浮充運(yùn)行 

　　在電源系統(tǒng)中，電池總是在線備用工作的，這樣電池基本處于*的浮充狀態(tài)中，浮充電壓的選取對(duì)電池的*可靠運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。正如前面看到的，偏高的浮充電壓會(huì)造成電池緩慢失水并產(chǎn)生熱失控而使電池失效；偏低的浮充電壓會(huì)造成電池*處于充不飽電的狀態(tài)，使電池發(fā)生硫酸化而導(dǎo)致電池失效。正確的浮充電壓一般應(yīng)選在2.23V－2.25V/單體，并應(yīng)隨同電池工作溫度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。由于電池生產(chǎn)廠家的不同，這一參數(shù)會(huì)有一些差異，應(yīng)嚴(yán)格按照廠家提供的參數(shù)選取。圖1是某廠家電池浮充電壓同溫度的關(guān)系曲線。

　　圖1浮充電壓和溫度的關(guān)系曲線

　　VRLA電池浮充電壓的選擇是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。浮充電壓直接影響電池的使用壽命和可靠性，浮充電壓在電池安裝時(shí)設(shè)定，使用過(guò)程中許多用戶并不按溫度變化調(diào)整，因此選擇合適的浮充電壓尤為重要。不同VRLA電池生產(chǎn)廠家設(shè)定的浮充電壓從2.23V－2.35V／只不等，究竟選擇何值合適？下面從理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)兩方面進(jìn)行討論。 

　　浮充電壓是為了補(bǔ)充電池自放電而設(shè)定的充電電壓，其選擇原則是使正板柵合金陽(yáng)極氧化電位處于腐蝕電流的電位區(qū)。鉛的陽(yáng)極氧化電位和氧化電流密度關(guān)系中，不同的正板柵合金其陽(yáng)極氧化腐蝕電流的電位區(qū)不同，浮充電壓值也不同。對(duì)富液式電池，正極板柵一般采用Pb-Sb合金，電池浮充電壓比開(kāi)路電壓高l00Mv。例如，防酸式電池開(kāi)路電壓為2.05V－2.07V，浮充電壓為2.15V－2.17V；對(duì)VRLA電池，由于合金不同，浮充電壓選定值也不同，Pb-Sb合金系列電池浮充電壓為2.23V－2.27V／只，Pb-Ca合金系列電池浮充電壓為2.23V－2.35V／只。初期的VRLA電池浮充電壓值比較高，用戶和制造廠家均認(rèn)為較高的浮充電壓導(dǎo)致了電池腐蝕加快和失水，引起電池早期容量失效。因此，經(jīng)過(guò)多年的使用，VRLA電池采用低浮充電壓被認(rèn)為是防止VRLA電池早期失效的途徑之一。有關(guān)專家和生產(chǎn)廠技術(shù)人員認(rèn)為VRLA電池浮充值偏低較好，寧愿電池欠充，也要防止過(guò)充。 

　　在一個(gè)電池組中，電池總是串聯(lián)充電的，由于電池總是存在個(gè)體差異的，每個(gè)電池的端電壓不會(huì)嚴(yán)格*。為保證電池組中每個(gè)電池的*運(yùn)行，必須保證電池組中每個(gè)電池的浮充端電壓都處于正確的范圍，均衡充電是經(jīng)常采用的方法，通過(guò)適當(dāng)?shù)倪^(guò)充電來(lái)保證電池組中落后電池充足電。這一方法由于要對(duì)電池組過(guò)充電，應(yīng)限制使用，應(yīng)使用單個(gè)電池補(bǔ)充充電代替均衡充電，如果必須對(duì)電池組進(jìn)行均衡充電，必須嚴(yán)格控制均衡充電電壓。均衡充電的電壓應(yīng)嚴(yán)格按照電池生產(chǎn)廠的規(guī)定選取。 

　　3.4放電 

　　放電電流不宜過(guò)大，更要避免短路放電。 

　　放電時(shí)，蓄電池端電壓不要低于終止電壓，以防蓄電池過(guò)度放電導(dǎo)致蓄電池性能下降和壽命縮短。 

　　放電后，應(yīng)該及時(shí)充電。不允許蓄電池在放電狀態(tài)下*擱置。 

　　3.5儲(chǔ)存 

　　蓄電池所能釋放的實(shí)際容量與溫度直接相關(guān)，溫度越低，蓄電池所能釋放的實(shí)際容量越小，即蓄電池的使用效率越低。溫度特性可參看電池廠家提供的電池溫度特性指標(biāo)。 

　　蓄電池的儲(chǔ)藏時(shí)間越長(zhǎng)，可供實(shí)際利用的容量越小。儲(chǔ)藏的溫度越高，容量降低得越快。為此，應(yīng)該對(duì)*不用的蓄電池定期充電，以利于電池的使用和延長(zhǎng)壽命。儲(chǔ)藏特性可參看電池廠家提供的電池儲(chǔ)存特性指標(biāo)。 

　　蓄電池應(yīng)儲(chǔ)存在清潔，通風(fēng)良好，環(huán)境溫度適宜的庫(kù)房?jī)?nèi)；要遠(yuǎn)離熱源，避免陽(yáng)光照射。蓄電池應(yīng)該定期正常充電。UPS電源長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)應(yīng)該定期開(kāi)機(jī)充電。 

　　4日常維護(hù) 

　?。?）每季度檢測(cè)一次每只電池單體浮充電壓、電池外殼或極柱溫度，發(fā)現(xiàn)浮充電壓升高或溫度過(guò)高時(shí)，應(yīng)按說(shuō)明書處理或向廠家提出并處理。 

　?。?）每年或每?jī)赡赀M(jìn)行一次容量放電，如果容量不足，應(yīng)及時(shí)向廠家提出并處理。 

　?。?）平時(shí)不建議均充，電池放電后或事故停電后，管理人員應(yīng)及時(shí)到電池室，對(duì)電池進(jìn)行均衡充電，并檢查充電機(jī)充電電流，防止充電電流過(guò)大。 

　?。?）每半年或經(jīng)常檢查極柱連接螺栓是否松動(dòng)，清理電池上的灰塵，特別是極柱和連接條上的塵土，防止電池漏電或接地，同時(shí)觀察電池外觀有無(wú)異常，如有異常應(yīng)及時(shí)處理。 

　　5總結(jié) 

　　UPS的使用將會(huì)越來(lái)越廣泛，UPS蓄電池的正確選擇與維護(hù)直接關(guān)系到UPS系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，一定要非常重視。

隨著信息處理技術(shù)和微電子等精密技術(shù)的蓬勃發(fā)展，對(duì)供電系統(tǒng)質(zhì)量和可靠性的要求也越來(lái)越高。因此，急需一種電壓穩(wěn)定、能同步跟蹤電網(wǎng)頻率、高可靠性的交流不間斷電源，UPS電源便應(yīng)運(yùn)而生。UPS電源主要是交流—直流—交流變換系統(tǒng)。當(dāng)交流電正常時(shí),將交流整流為直流后,一方面給蓄電池充電,一方面經(jīng)逆變將直流重新轉(zhuǎn)換為交流給負(fù)載供電。當(dāng)交流電中斷時(shí),蓄電池的直流電立即經(jīng)逆變轉(zhuǎn)換為交流給負(fù)載供電，以保證供電的連續(xù)性。而UPS系統(tǒng)中的蓄電池是重中之重，它的選擇與維護(hù)就變得非常重要。 

　　計(jì)算蓄電池組的放電電流Imax。 　　 

　　計(jì)算蓄電池組的安時(shí)數(shù)C1。 　 

　　C1＝Imax/XC（2） 

　　聯(lián)接用的螺母、螺栓、墊圈與聯(lián)接線應(yīng)松緊適度、均勻，應(yīng)避免螺絲松動(dòng)和過(guò)緊。  

UPS電源的使用須有一套嚴(yán)格科學(xué)的操作規(guī)程： 

　　(1)UPS電源的場(chǎng)所擺放應(yīng)避免陽(yáng)光直射，并留有足夠的通風(fēng)空間，同時(shí)，禁止在UPS輸出端口接帶有感性的負(fù)載。 

　　(2)使用UPS電源時(shí)，應(yīng)務(wù)必遵守廠家的產(chǎn)品說(shuō)明書有關(guān)規(guī)定，保證所接的火線、零線、地線符合要求，用戶不得隨意改變其相互的順序。比如，美國(guó)某品牌UPS電源的交流輸入接線與我國(guó)的交流電輸入插座的連接方式正好相反。還有例如EAST〈東方〉的三相UPS需要注意相序問(wèn)題，否則會(huì)出現(xiàn)相序錯(cuò)誤報(bào)警，其他品牌也是如此。 

　　3)嚴(yán)格按照正確的開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)順序進(jìn)行作，避免因負(fù)載突然加上或突然減載時(shí)，UPS電源的電壓輸出波動(dòng)大，而使UPS電源無(wú)法正常工作。 

　　(4)禁止頻繁地關(guān)閉和開(kāi)啟UPS電源，一般要求在關(guān)閉UPS電源后，至少等待6秒鐘后才能開(kāi)啟UPS電源，否則，UPS電源可能進(jìn)入"啟動(dòng)失敗"的狀態(tài)，即UPS電源進(jìn)入既無(wú)市電輸出，又無(wú)逆變輸出的狀態(tài)。 

　　(5)禁止超負(fù)載使用，廠家建議：UPS電源的啟動(dòng)負(fù)載控制在80%之內(nèi)，如果超載使用，在逆變狀態(tài)下，時(shí)常會(huì)擊穿逆變?nèi)龢O管。實(shí)踐證明：對(duì)于絕大多數(shù)UPS電源而言，將其負(fù)載控制在30%～60%額定輸出功率范圍內(nèi)是工作方式。 

　　(6)定期對(duì)UPS電源進(jìn)行維護(hù)工作：清除機(jī)內(nèi)的積塵，測(cè)量蓄電池組的電壓，更換不合格的電池，檢查風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)情況及檢測(cè)調(diào)節(jié)UPS的系統(tǒng)參數(shù)等。 

　　使用時(shí)注意并檢查設(shè)備部件 

　　如有可能，記錄上述巡檢結(jié)果，分析是否有任何明顯的偏離正常運(yùn)行狀態(tài)的事情發(fā)生。

　一、電池怎樣保養(yǎng)，正常壽命是多少？ 

　　答: 

　　1、正常時(shí)，電池每隔3~6個(gè)月充、放電一次，放電后標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的充電時(shí)間應(yīng)不少于10小時(shí)。 

　　2、UPS*閑置不用，應(yīng)3~6個(gè)月充電一次。 

　　3、電池使用環(huán)境要求溫度在0℃到40℃之間，避免陽(yáng)光直射并且保持清潔。 

　　4、一般在室溫條件下，正常使用時(shí)松下密封免維護(hù)鉛酸電池的浮充使用壽命為3--5年。 

　　二、UPS是否能使用加水電池？ 

　　可以，但是建議用戶使用免維護(hù)電池。因?yàn)樵谑褂弥杏锌赡馨l(fā)生使用者遺忘加水、電池酸水淌出或電池氣體排放不好等等因素，造成電池壞死或影響UPS負(fù)載正常運(yùn)行。另外，山特UPS的充電器是針對(duì)鉛酸電池的特性而設(shè)計(jì)的，故不太適用于其他類型的電池。 

　　三、UPS具體放電時(shí)間可有計(jì)算公式？ 

　　因電池放電時(shí)間與放電電流、環(huán)境溫度、負(fù)載類型、放電速率、電池容量等多因素相關(guān)，故實(shí)際放電時(shí)間無(wú)法直接用公式推導(dǎo)出?，F(xiàn)提供電池放電電流公式：I=（Pcosφ）/（ηEi） 

　　其中P是UPS的標(biāo)稱輸出功率; 

　　是負(fù)載功率因數(shù)，PC、服務(wù)器一般取0.6~0.7; 

　　是逆變器的效率,一般也取0.8(山特10KVA取0.85); 

　　Ei是電池放電終了電壓，一般指電池組的電壓。 

　　將具體數(shù)據(jù)代入上式，求出電池放電電流后，即可從電池的各溫度下放電電流與放電時(shí)間的關(guān)系圖上查出相應(yīng)的放電時(shí)間。請(qǐng)注意這里求出的是電池總放電電流值。當(dāng)外接多組電池時(shí)則需求出單組電池的放電電流值。 

　　四UPS是否可選用堿型電池？ 

　　此問(wèn)題分兩種情況：一是用戶需用山特的監(jiān)控軟件。該情況下，則使用堿型電池后，監(jiān)控軟件顯示的電池參數(shù)與實(shí)際情況會(huì)有差異。這給用戶使用會(huì)帶來(lái)困饒。二是用戶不用山特的軟件。由于堿型電池的放電特性與酸性電池的特性差異較大。從電池放電至警報(bào)點(diǎn)（UPS一秒一叫）到UPS自動(dòng)關(guān)機(jī)時(shí)間很短，用戶需在使用過(guò)程中必須特別注意；另外，堿型電池通常需要加液（一般為兩年一次），用戶使用不方便。