UPS供電系統(tǒng)在各工作數(shù)據(jù)中心中起到重要的電源確保作用，要為負載供應(yīng)不連續(xù)的供電，就有必要具有電能儲存的功用。因此，蓄電池成為UPS供電系統(tǒng)的重要組成部分。而由于蓄電池本身或許處理上的原因

概述
UPS供電系統(tǒng)在各工作數(shù)據(jù)中心中起到重要的電源確保作用，要為負載供應(yīng)不連續(xù)的供電，就有必要具有電能儲存的功用。因此，蓄電池成為UPS供電系統(tǒng)的重要組成部分。而由于蓄電池本身或許處理上的原因，現(xiàn)在有許多UPS缺點是由蓄電池引起。因此有必要加強對蓄電池特性的了解，正確選配和運用蓄電池，盡可能地延伸蓄電池的運用壽數(shù)。一同，怎樣處理蓄電池成為各個UPS廠家及工作用戶關(guān)鍵研討的問題。
以下對現(xiàn)在大型UPS系統(tǒng)廣泛選用的閥控式密封鉛酸（VRLA）蓄電池在UPS供電系統(tǒng)中的作用、作業(yè)原理、配備、選用、設(shè)備、維護等方面進行評論。
蓄電池在UPS供電系統(tǒng)中的作用和意義
在UPS供電系統(tǒng)中，蓄電池大多選用免維護蓄電池。蓄電池在UPS供電系統(tǒng)中的首要作用就是儲存電能，一旦市電間斷，由電池放電供應(yīng)逆變器，由逆變器將電池釋放出的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)檎医涣麟姡瑘猿諹PS的電源輸出，確保負載在必定的時間內(nèi)正常用電。
在市電正常供電時，電池在整流－充電電路中儲存電能，一同對直流電路起到滑潤濾波的作用，并在逆變器發(fā)生過載時，起到緩沖器的作用。
而在日常作業(yè)中，人們往往片面地認為蓄電池是免維護的而不加劇視?？墒怯捎趯π铍姵氐牟缓侠磉\用，發(fā)生了蓄電池的電解液干燥、熱失控、前期容量丟掉、內(nèi)部短路等問題，進而嚴峻影響到供電系統(tǒng)的可靠性。有資料標明，蓄電池缺點而引起UPS主機缺點或作業(yè)不正常的比例大約為60%。由此可見，加強對UPS電池的正確運用與維護，對延伸蓄電池的運用壽數(shù)，下降UPS供電系統(tǒng)缺點率，有著越來越重要的意義。
蓄電池的種類
蓄電池在UPS中已得到廣泛的運用，其種類繁多，類型徹底，規(guī)范各異，但按其底子性質(zhì)可以分為酸性電池和堿性電池兩大類：
酸性電池：酸性電池的電解液一般是由稀硫酸（H2SO4）或許膠體硫酸構(gòu)成，極板由鉛Pb和過氧化鋁PbO2構(gòu)成，通過化學(xué)反響儲存電荷，起到電池儲能的作用。
堿性電池：堿性電池的電解液一般是由氫氧化鉀KOH或許氫氧化鈉NaOH（燒堿）組成。極板由于電池的結(jié)構(gòu)不同而各異。如鎘鎳電池正極板是氫氧化鎳Ni(OH)3，負極板是鎘Cd；鐵鎳電池的正極板是氫氧化鎳Ni(OH)3，負極板是鐵Fe；銀鋅電池的正極板是過氧化銀Ag2O3，負極板是鋅Zn。
鉛酸蓄電池的作業(yè)原理
UPS、直流電源設(shè)備常用的蓄電池是鉛酸蓄電池。傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池是開口式結(jié)構(gòu)，電池在運用進程中，有氫氣和氧氣以及酸霧逸出，不只污染環(huán)境還具有風(fēng)險性，維護時需求加水、加酸，已逐漸被商場篩選?，F(xiàn)在UPS供電系統(tǒng)中蓄電池大多選用閥控式密封鉛酸（VRLA）蓄電池。閥控式鉛酸蓄電池的首要長處是在充電時正極板上發(fā)生的氧氣，通過再化合反響在負極板上還原成水，運用時在規(guī)矩浮充壽數(shù)期內(nèi)不用加水維護，所以又稱為免維護鉛酸蓄電池?？梢?，免維護只是與一般蓄電池比較，工作中革除了添加純水或蒸餾水，調(diào)整電解液液面的項目，并非革除悉數(shù)維護作業(yè)。
閥控式密封鉛酸蓄電池的作業(yè)原理，底子上沿用于傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池，其正極活性物質(zhì)是二氧化鉛（PbO2），負極活性物質(zhì)是海綿狀鉛（Pb），電解液是稀硫酸（H2SO4），其電極反響方程式如下：
PbO2+2H2SO4+Pb≈2PbSO4+2H2O
兩種閥控式密封鉛酸蓄電池比較
現(xiàn)在閥控式密封鉛酸蓄電池首要有兩類，即玻璃纖維隔板陰極吸收式密封鉛蓄電池（如GNB、霍克電池）和硅凝膠密封鉛蓄電池（如德國的陽光電池）。
兩種電池極板相同：正極板柵選用鉛鈣錫鋁四元合金或低銻多元合金，負極板柵選用鉛鈣錫鋁四元合金。并運用緊設(shè)備和貧液規(guī)劃，在電池的上蓋中設(shè)置了一個單向的安全閥。由于選用無銻的鉛鈣錫鋁四元合金，前進了負極析氫過電位，然后按捺氫氣的分出，一同，選用特制安全閥使電池堅持必定的內(nèi)壓。
兩種電池隔板不同：即分別選用超細玻璃纖維棉（AGM）隔板和硅凝膠二種不同辦法來“固定”硫酸電解液。它們都是使用陰極吸收原理使電池得以密封的，但給正極分出的氧氣抵達負極供應(yīng)的通道是不同的。對AGM密封鉛酸蓄電池而言，AGM隔膜中雖然堅持了電池的大部分電解液，但有必要使10%的隔膜孔隙中不進入電解液。正極生成的氧氣就是通過這部分孔隙抵達負極而被負極吸收的。對膠體密封鉛酸蓄電池而言，電池內(nèi)的硅凝膠是以SiO2質(zhì)點作為骨架構(gòu)成的三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它將電解液包藏在里面。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后，骨架要進一步縮短，使凝膠出現(xiàn)裂縫貫穿于正負極板之間，給正極分出的氧氣供應(yīng)了抵達負極的通道。
由此看出，兩種電池的差異就在于電解液的“固定”辦法和供應(yīng)氧氣抵達負極通道的辦法有所不同，因此兩種電池的功用也各有千秋。
UPS供電系統(tǒng)中蓄電池的配備和選擇
在UPS供電系統(tǒng)中，可以說蓄電池是這個系統(tǒng)的支柱。沒有蓄電池的UPS只能稱做穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源。UPS之所以能完成不連續(xù)供電，就是由于有了蓄電池。在規(guī)劃UPS時，首先應(yīng)考慮選擇什么類型的蓄電池，即蓄電池的額定電壓、額定容量及應(yīng)由多少節(jié)蓄電池組合等。
蓄電池的額定容量選擇
由于蓄電池的實踐可運用容量與放電電流巨細、系統(tǒng)電壓、放電時間、蓄電池作業(yè)環(huán)境溫度、蓄電池儲存時間的長短、負載種類和特性等要素密切相關(guān)。蓄電池的容量一般是指在20°C，以20h放電率放電到1.75V／單體時，蓄電池輸出的功率數(shù)（W）。
蓄電池的方針選擇
內(nèi)阻：應(yīng)選擇內(nèi)阻小的蓄電池，這樣才華繼續(xù)大電流放電。假設(shè)內(nèi)阻較大，在充放電進程中功耗加大，使蓄電池發(fā)燙。
浮充電壓：在相同溫度下，浮充電壓值高意味著儲能量大，質(zhì)量差的蓄電池浮充電壓值一般較小。蓄電池浮充電壓值在不同的溫度時應(yīng)進行修改。
在大中型（幾kVA-幾千kVA）UPS中選用2V單系統(tǒng)列蓄電池，防止選用小容量組合蓄電池進行混聯(lián)。
蓄電池的運用和維護
1VRLA蓄電池的工作環(huán)境與設(shè)備
作為備用蓄電池，蓄電池往常都處于浮充狀況，此時蓄電池內(nèi)部仍進行著凌亂的能量轉(zhuǎn)換。浮充進程中所用的電能底子上轉(zhuǎn)換為熱能。因此要求蓄電池所在的環(huán)境應(yīng)有出色的通風(fēng)散熱才華或有空調(diào)設(shè)備。
電池盡可能設(shè)備在清潔、陰涼、通風(fēng)、枯燥的當?shù)?，并要防止遭到陽光、加熱或輻射熱源的影響，讓電池有一個出色的作業(yè)、儲存環(huán)境。
蓄電池一般應(yīng)在5℃～35℃規(guī)劃內(nèi)進行充電，低于5℃或高于35℃都會下降壽數(shù)，充電的設(shè)定電壓應(yīng)在指定規(guī)劃內(nèi)，如超出指定規(guī)劃將構(gòu)成蓄電池損壞、容量下降、壽數(shù)縮短。
1、初充電
蓄電池在設(shè)備或大修后的**次充電，稱為初充電。初充電是否出色，將嚴峻影響蓄電池的壽數(shù)。
2、浮充充電
為了確保直流電源不連續(xù)，延伸蓄電池的運用壽數(shù)，一般都選用充電電源與蓄電池組并聯(lián)的浮充供電辦法。
3、均衡充電
在正常工作狀況下的電池組，一般不需求均衡充電。但假設(shè)發(fā)現(xiàn)電池組中單體電池之間電壓不均衡時，則應(yīng)對電池組進行均衡充電。
4、補償償電
電池在存放、運送、設(shè)備進程中，會因自放電而失掉部分容量。因此，在設(shè)備后投入運用前，應(yīng)根據(jù)電池的開路電壓判別電池的剩余容量，然后選用不同的辦法對蓄電池進行補償償電。對備用放置的蓄電池，每3個月應(yīng)進行一次補償償電。
2VRLA蓄電池的運用與維護
跟著科技的不斷發(fā)展，UPS的功用越來越好，均勻無缺點時間越來越長，整機的可靠性越來越高。做好UPS中蓄電池的運用與維護變得尤為重要。
新電池的充電
新的蓄電池在設(shè)備結(jié)束后，一般要進行一次較長時間的充電，充電要按說明書中的規(guī)矩進行，待電池組充電結(jié)束后，進行一次放電，放電后再次充電，目的是延伸電池的運用壽數(shù)，前進電池的活性和充放電特性。
守時充放電
UPS蓄電池長時間擱置不用或使蓄電池長時間處于浮充狀況而不放電，會導(dǎo)致電池中許多的硫酸鉛吸附到電池的陰極表面，導(dǎo)致內(nèi)阻增大、活性下降，使蓄電池的運用壽數(shù)大大縮短。關(guān)于市電供電出色的單位，需求每隔三個月進行一次“治療性”充、放電進程，即電池帶載放電、再充電操作，并記載相關(guān)數(shù)據(jù)，與曾經(jīng)放電記載進行比較分析電池功用狀況，對電池組整體進行維護檢查，實在遇到市電停電時，才華有用維護負載安全。
禁止深度放電
蓄電池的運用壽數(shù)與蓄電池的放電深度密切相關(guān)。深度放電會構(gòu)成蓄電池內(nèi)部極板表面硫酸鹽化，導(dǎo)致蓄電池內(nèi)阻增大，嚴峻時會使單個電池出現(xiàn)“反極化”現(xiàn)象和電池的永久性損壞。電池的放電深度嚴峻影響電池的運用壽數(shù)，非百般無奈，不要讓電池處于深度放電狀況。
守時測量電池浮充電壓、內(nèi)阻
跟著UPS運用時間的延伸，總有部分電池的充放電特性會逐漸變壞，內(nèi)阻增大、端電壓顯著下降，需求及時發(fā)現(xiàn)、及時替換，否則會影響整組電池的運用。這種電池的功用不可能在依托UPS內(nèi)部的充電電路來處理，繼續(xù)運用會存在風(fēng)險，需求維護人員守時進行測量檢查每個單體電池的電壓、內(nèi)阻，發(fā)現(xiàn)超出規(guī)劃的電池進行承認、及時替換。
其他注意事項
①每次蓄電池組放電后應(yīng)及時充電；
②不要使蓄電池組被過電流或過電壓充電；
③蓄電池應(yīng)防止長時間放置不用，也不能長時間浮充而不放電。
蓄電池的智能處理
蓄電池在正常狀況下處于靜態(tài)存放、備用作業(yè)狀況，為防止用戶在徹底不知情的狀況下，由于市電供電間斷而構(gòu)成UPS在極短時間內(nèi)進入“蓄電池電壓過低自動關(guān)機”的作業(yè)狀況，然后間斷向負載供電。這就要求維護人員不只需求每日按照規(guī)矩的時間段進行現(xiàn)場巡視外，還需求將蓄電池處理歸入UPS監(jiān)控系統(tǒng)，UPS實時對電池的狀況進行檢測，并將電池的相關(guān)信息通過網(wǎng)絡(luò)傳送到值班室或控制室以便作業(yè)人員了解電池的狀況，以確保電池的作業(yè)質(zhì)量。為了前進電池的運用壽數(shù)，減少維護作業(yè)，下降維護本錢。應(yīng)建立出色的電池維護系統(tǒng)，必定要具有：
1、自動均/浮充轉(zhuǎn)換。即供電正常時對電池進行均恒充電。電池放電后自動對電池進行均恒充電，當電池布滿后，自動轉(zhuǎn)為浮充電。
2、充電限流。采用先恒流后恒壓的充電辦法。充電初期，充電電流較大，UPS根據(jù)所配備的蓄電池電池容量，自動將充電電流束縛在0.1～0.2C，對蓄電池進行恒流充電，確保蓄電池充電時安全快速。當蓄電池容量到達80%今后，UPS轉(zhuǎn)為浮充電壓對蓄電池進行恒壓充電。
3、后備時間閃現(xiàn)及低電壓報警。當UPS由于各種原因切換到蓄電池供電時，用戶需求及時地了解系統(tǒng)的后備時間，且采用相應(yīng)的辦法。當蓄電池電壓降到低限時，報警通知用戶，然后自動關(guān)機以防止蓄電池深度放電。
4、溫度補償。環(huán)境溫度變化時，有必要對浮充電壓進行校正，校正系數(shù)為18mV/℃（標稱12V的電池）。為簡略計，可以分級校正。
電池靜置時，溫度太高，電池的自放電加劇。電池運用條件引薦為20℃～25℃，溫度太低，電池放電容量下降，充電承受才華下降。溫度太高，反響加劇，導(dǎo)致失水，極板腐蝕加劇。電池的充電電壓通過溫度補償來改動，溫度高時，充電電壓下降，使電池處于**浮充狀況。
因此，確保電池服務(wù)**方案是將環(huán)境溫度控制在20℃～25℃，控制放電次數(shù)、放電深度、放電和充電電流以及守時充放電的周期。
結(jié)束
以上通過對閥控式密封鉛酸蓄電池在UPS供電系統(tǒng)中的作用、作業(yè)原理、配備維護等方面進跋涉行全面分析，并結(jié)合實踐作業(yè)經(jīng)歷，提出一些行之有用的辦法，幫忙用戶前進蓄電池維護處理水平，更加明晰了蓄電池在確保UPS供電系統(tǒng)安全工作中的重要作用。