UPS蓄電池

　　簡介

　　關于充電

　　1、浮充充電時，請用充電電壓2.275V/單格（20℃時的設定值），進行定電壓充電或0.002CA以下的電流進行定電流充電。溫度有0C以下或40C以上時，有必要對充電電壓進行修正，以20C為起點每變化一度，單格電壓變化-3mv。2、循環(huán)充電時，充電電壓以2.40-2.50V/單格（20℃時的設定值），進行定電壓電壓充電。溫度在5C以下或35℃以上進行充電時，以20℃為起點，每變化一度充電電壓調整-4mv/單格。

　　充電初期電流控制在0.25CA以下。

　　充電量設為放電量的100-120%，但環(huán)境溫度在5C以下時，設為120-130%。

　　溫度越低（5C以下）充電結束時間越長，溫度越高（35C以上）越容易發(fā)生過充電，所以特別是在循環(huán)使用時，在5C～30C內進行充電較好。

　　為防止過充電盡量安裝充電計時器，或自動轉換成涓流式充電方式。

　　充電時電池溫度要控制在-15C～+40C的范圍內。

　　關于放電

　　放電時請將電池溫度控制在-15℃-+50℃的范圍內。

　　連續(xù)放電電流請控制在3CA以下（H控制在6CA以下）。

　　放電終止電壓依電流的大小而變化，大體如下所述。注意放時，電壓不得低于下述電壓。

　　放電以后請迅速充電。如不小心過放電之后也請立即充電。

　　放電電流

　　放電終止電壓

　　0.2CA未滿

　　1．75CA/單格

　　0.2CA以上0.5CA未滿

　　1．70CA/單格

　　0.5CA以上1.0CA未滿

　　1．55CA/單格

　　1．0CA以上

　　1．30CA/單格

　　安裝須知

　　安裝蓄電池時，請務必遵守以下事項：

　　1．1不要在密封空間或火的附近安裝蓄電池，否則有引發(fā)爆炸及火災的危險。

　　1．2不要用乙烯薄膜類有可能引發(fā)靜電的東西蓋住蓄電池，產生靜電時有時會引起爆炸。

　　1．3不要在有可能進水的地方安裝蓄電池，否則有發(fā)生觸電、火災的危險。

　　1．4請不要在超過-40°C~60°C環(huán)境下安裝蓄電池。

　　1．5不要在有粉塵的地方使用蓄電池，否則有可能造成蓄電池短路。

　　1．6將蓄電池放進箱內使用時，要注意空氣流通。

　　1．7不要有粘性或標貼類物體壓住上蓋，因上蓋下面有排氣閥，電池內產生的氣體將不能逸出。

　　1．8并聯(lián)的個數(shù)——浮充電時，插接式端子電池最多只能關聯(lián)三列，螺栓緊固式端子沒有特別限制，但并聯(lián)數(shù)量小可靠性增加。另外，并聯(lián)接線時，有必要考慮使各列之間接線導體和接觸電阻等同，為使各列充放電電池保持均衡，實際使用上請不要超過三列。

　　1．9同時使用容量不同、新舊不同，廠家不同的電池時，由于其特性值不同有可能使蓄電池和機器受到損壞，所以請避免使用。

　　關于保管

　　1．保管時請注意溫度不要超過-20℃～+40℃范圍

　　2．保管電池時必須使電池在完全充電狀態(tài)下進行保管。由于在運輸途中或保存期內因自放電會損失一

　　部分容量，使用時請補充電。

　　3．長期保管時，為彌補保管期間的自放電，請進行補充電。

　　在超過40C條件下保管時，對電池壽命有很壞影響，請避免！

　　4．請在干燥低溫，通風良好的地方進行保管。5．如在保管或轉移過程中電池包裝不慎被水淋濕，應立即除掉包裝紙箱，以避免被水打濕的紙箱成為

　　導體造成電池放電或燒壞正極端子。

　　日常維護

　　1．定期對電池進行檢查，如發(fā)現(xiàn)有灰塵等外觀污染情況時，請用水或溫水浸濕的布片進行清掃。不要

　　用汽油、香蕉水等有機溶劑或油類進行清洗，另外請避免使用化纖布。

　　2．浮充時，電池充電過程中總電壓或指示盤上電壓表的指標值偏離下表所示基準值時（±0.05V/單

　　格）應調查原因并作處理。

　　2電池壽命即使UPS使用的是同樣的電池技術，不同廠家的電池壽命大不一樣，這一點對用戶很重要，因為更換電池的成本很高(約為UPS售價的30%)。電池故障會減小系統(tǒng)的可靠性，是非常煩人的事情。

　　溫度影響

　　溫度對電池的自然老化過程有很大影響。詳細的實驗數(shù)據(jù)表明溫度每上升攝氏5度，電池壽命就下降10%，所以UPS的設計應讓電池保持盡可能的溫度。所有在線式和后備/在線混合式UPS比后備式或在線互動式UPS運行時發(fā)熱量要大(所以前者要安裝風扇)，這也是后備式或在線互動式UPS電池更換周期相對較長的一個重要原因。

　　充電影響

　　電池充電器UPS非常重要的一部分，電池的充電條件對電池壽命有很大影響。如果電池一直處于恒壓或“浮”型電器充電狀態(tài)，則UPS電池壽命能最大程度提高。事實上電池充電狀態(tài)的壽命比單純儲存狀態(tài)的壽命長得多。因為電池充電能延緩電池的自然老化過程，所以UPS無論運行還是停機狀態(tài)都應讓電池保持充電。

　　電壓影響

　　電池是個單個的“原電池”組成，每一個原電池電壓大約2伏，原電池串聯(lián)起來就形成了電壓較高的電池，一個12伏的電池由6個原電池組成，24伏的電池由12個原電池組成等等。UPS的電池充電時，每個串聯(lián)起來的原電池都被充電。原電池性能稍微不同就會導致有些原電池充電電壓比別的原電池高，這部分電池就會提前老化。只要串聯(lián)起來的某一個原電池性能下降，則整個電池的性能就將同樣下降。試驗證明電池壽命和串聯(lián)的原電池數(shù)量有關，電池電壓就越高，老化的就越快。UPS容量一定時，設計時應盡可能讓電池電壓最低，這樣UPS電池壽命就越長，對于電池電壓一定時，應選擇數(shù)量少電壓原電池串聯(lián)的電池，不要選擇數(shù)量多電壓低的原電池串聯(lián)的電池。有些廠家UPS的電池電壓比較高，這是因為容量一定時，電壓越高，電流就越小，就可選用較細的導線和功率較小的半導體，從而降低UPS成本。容量1KVA左右的UPS的電池電壓一般為24～96V。

　　電流影響

　　理想情況下，為了延長UPS電池壽命，應讓電池總保持在“浮”充電或恒壓充狀態(tài)。這種狀態(tài)下電狀態(tài)，充滿電的電池會吸收很小的充電器電流，它稱為“浮”或“自放電”電流。盡管電池廠商如此推薦，有些UPS的設計(很多在線式)使電池承受一些額外的小電流，稱為紋波電流。紋波電流是當電池連續(xù)地向逆變器供電時產生的，因為據(jù)能量守恒原理，逆變器必須有輸入直流電才能產生交流輸出。這樣電池形成了小充放電周期，充放電電流的頻率是UPS輸出頻率(50或60Hz)的兩倍。

　　普通后備式、在線互動式或后備/鐵磁式UPS不會有紋波電流，其它設計的UPS會產生大小不等的紋波電流，這取決于具體的設計方法。只要檢查一下UPS的結構圖就能知道該UPS能否產生紋波電流。

　　如果在線式UPS的電池在充電器和逆變器之間，那么電池就會有紋波電流，這是普通的“雙變換”UPS。

　　如果用截止二極管、繼電器、變換器或整流器把電池與逆變器隔離開，那么電池就不會有紋波電流。當然這種設計的UPS不總是一直“在線”，所以這種UPS被稱為“混合后備/在線式”UPS。

　　總結

　　電池是UPS系統(tǒng)中最不可靠的部分，但是UPS設計得好壞直接影響到電池的可靠性。讓電池一直保持充電狀態(tài)(即使UPS停機)能延長電池的壽命，盡量避免選用電池電壓高的UPS。有的UPS設計會使電池產生紋波電流，造成電池不必要的過熱。大多數(shù)UPS使用的電池都差不多，但UPS設計不同會大大影響電池的壽命。一節(jié)電池是12V，UPS要接96V，也就是說要接8節(jié)。服務器780W，加20%，大約為1000W，2個小時，每節(jié)電池大約為20AH，可以用8節(jié)標稱容量為24AH的電池。

　　品牌有很多，大多數(shù)人選國產免維護鉛酸蓄電池，正規(guī)廠家品質保障，使用壽命長，性價比高。

　　3充電時間對備用的電池來講，當電池供電后，對電池重新充滿電所需要的時間，一般不少于24小時；對循環(huán)用電池來講，如果知道上一次的放電量及初始充電電流，可以按如下公式計算出環(huán)境為25℃時需要的充電時間。

　　A.當放電電流大于0.25C時

　　Cdis

　　Tch=I+3～5

　　B.當放電電流小于0.25C時

　　Cdis

　　Tch=I+6～10

　　注：Tch=電池充滿電所需要的時間（小時）

　　Cdis=電池上一次的放電的電量（安時）

　　I=最大初始充電電流（安培）

　　4容量計算1．計算蓄電池的最大放電電流值：

　　I最大=Pcosф/（η*E臨界*N）

　　注：P→UPS電源的標稱輸出功率

　　cosф→UPS電源的輸出功率因數(shù)（UPS一般為0.8）

　　η→UPS逆變器的效率，一般為0.88~0.94（實際計算中可以取0.9）

　　E臨界→蓄電池組的臨界放電電壓（12V電池約為10.5V，2V電池約為1.7V）

　　N→每組電池的數(shù)量（由各品牌各系列產品而定）

　　2．根據(jù)所選的蓄電池組的后備時間，查出所需的電池組的放電速率值C，然后根據(jù)：

　　電池組的標稱容量=I最大/C

　　3．時間與放電速率C

　　30分鐘60分鐘90分鐘120分鐘180分鐘

　　0.92C0.61C0.5C0.42C0.29C

　　4．以MTT系列300KVA延時30分鐘為例：

　　已知：MTT系列UPS電源電池節(jié)數(shù)N為32節(jié)，功率因素cosф為0.8，逆變器效率η為0.9，

　　根據(jù)：I最大=Pcosф/（η*E臨界*N），

　　則最大放電電流=標稱功率300000VA×0.8÷（0.9效率*32節(jié)*10.5V每節(jié)電池放電電壓）=794AH

　　又知30分鐘電池的放電速率C為0.92，

　　根據(jù)：電池組的標稱容量=I最大/C

　　電池組的標稱容量=794÷0.92C=863AH

　　電池組的總容量=863AH×32節(jié)×12V=331392AH

　　由些可得需要用電池150AH32節(jié)6組

　　電池柜6個尺寸800*900*2000

　　5常用術語1．過放電(overdischarge)：低于蓄電池規(guī)定的終止電壓后繼續(xù)放電.電池[1]

　　2、恢復充電(recovercharge)：為下一次放電做準備，對已放電的電池充電使其恢復容量.

　　3．過充電(overcharge)：達到完全充電狀態(tài)之后繼續(xù)進行的充電.

　　4．完全放電(fulldischarge)：把蓄電池按規(guī)定的放電電流放電至規(guī)定的終止電壓.

　　5．額定電壓(nominalvoltage)：表示電池電壓時使用的標準電壓.一般情況下比初始電壓稍低一些的理論值.

　　6．循環(huán)服務方式(cyclesservicesystem)：以充電后放電作為一個循環(huán)來使用的方式.

　　7．最大放電電流(maximumdischargecurrent)：在不引起變形，外觀異常，極柱熔斷等情況下蓄電池可以放出的最大電流.

　　8．自放電(selfdischarge)：不向外部提供電流，電流容量內部流失減少的現(xiàn)象.

　　9．額定容量(nominalcapacity)：在標準規(guī)定的溫度，放電電流和終止電壓條件下，蓄電池完全充電后能提供的由制造廠標明的安時電量.

　　10．小時率(hourrate)：以恒定電流放電至設定的終止電壓的時間率，一般以小時作為單位來體現(xiàn)電池的容量.

　　11．實際容量(actualcapacity)：蓄電池實際擁有按一定小時率放電的容量，表示為Ah.

　　12．涓流式連續(xù)補充電(tricklecharge)：為彌補蓄電池的自放電，在脫離負載的狀態(tài)下，不停地以微小電流充電.

　　13．浮充充電(floatingcharge)：蓄電池和負載并聯(lián)接到整流充電器上，由充電器不斷的向蓄電池以一定的電壓保持充電狀態(tài)的充電方式，在停電或負載發(fā)生變動時，電池能夠直接不間斷向負載提供電力.

　　14．定電壓充電(constantvoltagecharge)：保持端子間電壓恒定的充電方式.

　　15．定電流充電(constantcurrentcharge)：用恒定的電流充電的方式.

　　16．備用式(stand-byuse)：一直處于充電狀態(tài)的浮充充電和涓流式連續(xù)充電，備應急使用.

　　17．內阻(internalresistance)：蓄電池內部電解液和極群組電阻的總和.

　　18．放電終止電壓(cut-offvoltageofdischarge)：根據(jù)放電電流大小和電池類別不同而設定的放電到理論上應停止放電時的端子電壓.

　　19．容量保存性能(capacityconservationperformance)：蓄電池完全充電后，在一定條件下以開路狀態(tài)放置一段時間仍然保有的容量.

　　20．內短路(internalshort-circuit)：在單個電池內部的極群里，正負極板之間短路的現(xiàn)象.

　　6電池美國西恩迪UPS松下蓄電池

　　中國易事特

　　德國陽光

　　德國荷貝克

　　德國GDP

　　日本松下

　　日本湯淺

　　判別

　　蓄電池的好壞判斷有專用的蓄電池測量儀，但是一般的用戶很少有這種儀器，都只有一只萬用表.下面幾點維修中判斷蓄電池好壞的幾點總結，以供參考.

　　1、從外觀判斷：觀察外觀有無變形、凸出、漏液、破裂炸開、燒焦、螺絲連接處有無氧化物滲出等。

　　2、帶載測量：若外觀無異常，UPS工作于電池模式下，帶一定量的負載，若放電時間明顯短于正常放電時間，充電8小時以后，乃不能恢復正常的備用時間，判定電池老化。

　　3、用萬用表測量：

　　A、電池放電模式下測量：測量電池組中各個電池端電壓，若其中一個或多個電池端電壓顯明高于或低于標稱電壓（標稱電壓12V/節(jié)），判斷電池老化。

　　B、市電模式下測量：電池組中各個電池端的充電電壓，若其中一個或多個電池的充電電壓顯明高于或低于其他電壓，判定電池老化。

　　C、測電池組的總電壓：電池組總電壓明顯低于標稱值（以C1K電池組標稱值是36V為例），充電8小時后乃不能恢復到正常值，即使恢復到正常值，放電時間達不到正常放電時間，判定電池老化。

　　D、電池開機測量：UPS不開機，也不要接市電，先用萬用表測量電池組總電壓，以C1K為例，此時電壓可能在36V-40V之間，屬于正常值，表筆不要離開，一直盯住萬用表的指示，然后接開機鍵，若此時電池總電壓馬上降至30V以下乃至十幾伏，UPS馬上自動關機，關機后電壓立即恢復到原有值。判定電池老化。

　　注意事項

　　UPS蓄電池是UPS電源的重要組成部分，如蓄電池采購后未能及時安裝，存放時應注意以下事項：

　　（1）保管時請注意周圍溫度不要超過-20℃～+50℃范圍。

　　（2）保管蓄電池時必須使電池在完全充電狀態(tài)下進行保管。由于在運輸途中或保存期內因自放電會損失一部分容量，使用前請補充電。

　?。?）長期保管時，為彌補期間的自放電，請進行補充電。補充電的方法如下表：

　　保管溫度和補充電的間隔

　　保管溫度補充電間隔補充電方法（舉例）

　　25℃以下6個月一次以0.25CA、2.275V/（單格），定電流定電壓充電2～3天。以0.25CA、2.4V/（單格），定電流定電壓充電10～16小時。以0.1CA定電流充電8～10小時

　　30℃以下4個月一次

　　35℃以下3個月一次

　　40℃以下2個月一次

　　在超過40℃條件下保管時，對電池壽命有很壞影響，請避免

　?。?）請在干燥低溫，通風良好的地方進行保管。

　?。?）由于蓄電池在保管過程中也有發(fā)生性能劣化，在管理上請盡早安排使用。

　?。?）如在保管或轉移運輸過程中電池包裝不慎被水淋濕，應立即除掉包裝紙箱，以免被水打濕的紙箱成為導體造成電池放電或燒壞正極端子（因為水是導電的）。

　　（7）定期對電池進行檢查。不要用汽油等有機溶劑或油類進行清洗（避免對UPS蓄電池包裝結構造成腐蝕），另外請避免使用化纖布。[2]

　　更換

　　UPS蓄電池組的更換是利用二極管的反向逆止特性，人為使新舊蓄電池組（GB、GB’）之間存在電壓差，在新蓄電池GB’投入，舊蓄電池組GB退出時，由二極管作為電子開關，瞬時向直流母線供電，從而避免了新舊蓄電池組因電壓的差異而在并聯(lián)過程中產生環(huán)流，保證了直流電源的穩(wěn)定性。同時也避免了UPS蓄電池池組更換過程中因中斷直流母線電源盒直流母線無蓄電池組供電，而有可能造成直流系統(tǒng)不可靠的因素。

　　其方法是：

　　1、充電機2#U停止運行，取下UPS蓄電池組GB’中串接的熔斷器FU。

　　2、在熔斷器FU5兩端的A、C點并接二極管V（2CZ200A/800V）.

　　3、檢查接線無誤后送蓄電池熔斷器FU。

　　4、取下熔斷器FU5，二極管V串于電路，合SA3，檢查二極管陰極對—WOM電壓約241V，陽極對—WOM電壓約218V，二極管反向截止。直流母線由充電機1#U，蓄電池組GB、GB’并聯(lián)供電，但因蓄電池組GB’電壓低，直流負載由充電機1#U，蓄電池組GB供電。

　　5、斷開SA1，取下熔斷器FU3、FU4。蓄電池組GB’經二極管V瞬間向直流母線供電。

　　6、啟動充電機2#U，并將其電壓調至額定值，直流母線由充電機2#U，蓄電池組GB’并聯(lián)供電。

　　7、從蓄電池屏拆除舊蓄電池組GB，并在就近處直流屏連接號，將其正、負引線分別與充電機1#U的正、負極對應連接。

　　8、啟動充電機1#U，使其與組裝的舊蓄電池并聯(lián)后的電壓為241V。

　　9、停用充電機2#U，蓄電池組GB’的電壓短時降至235V左右。

　　10、合SA1，充電機1#U、舊蓄電池組GB、新蓄電池組GB’并聯(lián)向直流母線供電，但因充電機1#U與舊蓄電池組GB并聯(lián)后的電壓高于新蓄電池組GB’的電壓，所以負載電流由充電機1#U及舊蓄電池組GB供電，但因二極管V反向截止，不會向新蓄電池組GB’反充電。

　　11、斷開SA3，將新蓄電池組GB’拆除裝至蓄電池屏。

　　12、將并接于熔斷器FU5兩端的二極管V接于熔斷器FU3兩端。

　　13、裝熔斷器FU4，充電機1#U，新舊蓄電池組并聯(lián)向直流母線供電，因二極管V的作用，充電機1#U，舊蓄電池組只向直流母線供電，而不向新蓄電池組反充電。

　　14、斷開SA1，新UPS蓄電池組經二極管V向直流母線供電。

　　15、裝熔斷器FU3，二極管V被短接。此時二極管V已失去作用，應帶電拆除。

　　16、拆除舊蓄電池組。

　　17、合SA1，充電機1#U與新蓄電池組，并聯(lián)向直流母線供