UPS電池的使用和維護(hù)

文 梼,戴玉堂

(1.武漢理工大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)中心,湖北武漢;2.武漢理工大學(xué)光纖傳感技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室,湖北武漢 430070)

武漢理工大學(xué)所用的不間斷電源(UPS,山特牌,1 kV Ah、0.7 kW),主要是網(wǎng)絡(luò)中心和現(xiàn)代教育技術(shù)中心使用。從2000年以后開始使用,數(shù)量總共為12臺。安裝UPS的房間內(nèi)都裝有空調(diào),溫度適宜,由于是新校區(qū),灰塵可能多一點(diǎn)。UPS主要用于市電斷電后,微機(jī)保存數(shù)據(jù)。

本文作者就近年來使用UPS的情況,進(jìn)行了初步總結(jié)。

1 UPS電池的使用

電池UPS的主要組成部分,現(xiàn)在的UPS一般都采用全密封免維護(hù)鉛酸電池作為儲能裝置。

1.1 不用UPS時應(yīng)關(guān)機(jī)

比如學(xué)校在寒、暑假網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器不用時,將UPS關(guān)機(jī),可延長使用壽命。工作完后不關(guān)電源,長時間損耗能量又不及時充電,最后電池就會枯竭,引發(fā)UPS故障。

1.2 保持適宜的環(huán)境溫度

環(huán)境溫度會影響電池的壽命。雖然升高溫度可提高電池的放電能力,但會縮短使用壽命。據(jù)測定,環(huán)境溫度一旦超過25℃,每升高10℃,電池的壽命就縮短一半[1]。安放UPS電源的房間,溫度應(yīng)保持在20～25℃,應(yīng)清潔、陰涼、通風(fēng)和干燥。

目前UPS所用的電池一般都是全密封免維護(hù)鉛酸電池,設(shè)計(jì)壽命普遍是5 a[2]。達(dá)不到規(guī)定的環(huán)境溫度要求,使用壽命就會受很大的影響。環(huán)境溫度提高會導(dǎo)致電池內(nèi)部活性增強(qiáng),產(chǎn)生大量的熱,又會反過來使周圍環(huán)境溫度升高,這種惡性循環(huán),會加速縮短電池的壽命[3]。溫度過低會使電池充電不足,也會縮短電池的使用壽命。

1.3 定期充電放電

UPS電源的浮充電壓和放電電壓,在出產(chǎn)時均已調(diào)試到額定值,而放電電流的大小是隨著負(fù)載的增大而增加的,在日常使用中應(yīng)合理調(diào)節(jié)負(fù)載。UPS因長期與市電相連,在供電質(zhì)量高、很少發(fā)生市電停電的使用環(huán)境中,電池會長期處于浮充電狀態(tài),容易導(dǎo)致硫酸鹽化,加速老化,因此一般每隔2～3個月應(yīng)進(jìn)行一次完全放電。放電時間可根據(jù)電池的容量和負(fù)載的大小來確定,放電時,電池溫度應(yīng)控制在-15～15℃,連放電流應(yīng)控制在3.00 C A以下[4]。放電終止電壓根據(jù)電流的大小而變化。放電后應(yīng)迅速充電,如不小心完全放電后,也要立即充電。一般全負(fù)荷放電完畢后,按規(guī)定再充電8 h以上,循環(huán)充電時,充電初期電流應(yīng)控制在0.25 C A以下,充電量設(shè)為放電量的100%～120%;當(dāng)環(huán)境溫度在5℃以下時,充電量設(shè)為放電量的120%～130%。溫度越低(5℃以下),充電時間越長;溫度越高(35℃以上),越容易發(fā)生過充電,因此在循環(huán)使用時,在5～30℃內(nèi)進(jìn)行充電較好。

一般情況下,UPS電源所帶負(fù)載不宜超過額定負(fù)載的60%,因?yàn)樵谶@個范圍內(nèi),電池不容易出現(xiàn)過度放電。免維護(hù)電池的使用壽命與電池的放電深度密切相關(guān),深度放電會造成電池內(nèi)部極板表面硫酸鹽化,導(dǎo)致內(nèi)阻增大,嚴(yán)重時會使個別電池出現(xiàn)“反極化”現(xiàn)象和永久性損壞。放電深度嚴(yán)重影響的電池使用壽命,非迫不得已,不要讓電池處于深度放電狀態(tài)。

1.4 及時更換廢電池

目前,大中型UPS電源的單體電池?cái)?shù)量從3只到80只不等,甚至更多。在UPS連續(xù)不斷的運(yùn)行使用中,因性能和質(zhì)量上的差別,個別電池性能下降,容量達(dá)不到要求是難免的。定期對電池進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)有個別電池出現(xiàn)損壞時,就應(yīng)及時對每只電池進(jìn)行檢查測試,排除損壞的電池,更換新的電池。

2 UPS電池的維護(hù)

在UPS的使用過程中,人們往往認(rèn)為電池是免維護(hù)的而不加重視,而由電池故障引起的 UPS主機(jī)故障或工作不正常的比例大約為1/3。

正確的使用與維護(hù),對延長電池壽命、降低UPS系統(tǒng)故障率有重要的意義。除了選配正確品牌的電池外,應(yīng)從以下幾方面對電池加以維護(hù)。

UPS電源在正常使用情況下,主機(jī)的維護(hù)工作很少,主要是防塵和定期除塵。特別是氣候干燥的地區(qū),空氣中的灰塵較多,機(jī)內(nèi)的風(fēng)機(jī)將灰塵帶入機(jī)內(nèi)沉積,當(dāng)遇到空氣潮濕時,會引起主機(jī)控制紊亂,造成主機(jī)工作失常,并且不能準(zhǔn)確報警;大量灰塵還會造成器件散熱不好。

一般每季度進(jìn)行一次徹底清潔。在除塵時,如發(fā)現(xiàn)有灰塵等外觀污染時,應(yīng)用溫水浸濕的布片進(jìn)行清掃,不要用汽油、香蕉水等有機(jī)溶劑或油類進(jìn)行清洗,另外,避免使用化纖布。除塵后,還應(yīng)檢查各連接件和插接線,如發(fā)現(xiàn)松動和接觸不良的情況,應(yīng)及時處理。

雖然是免維護(hù)電池,但只是免除了以往的測比、配比和定時添加蒸餾水的工作,工作狀態(tài)對電池的影響并未改變,這部分的維護(hù)檢查仍很重要。UPS電源系統(tǒng)的維修、檢修工作主要在電池部分。一直保持充電狀態(tài),能延長電池的使用壽命。儲能電池的工作全部在浮充狀態(tài),在這種情況下至少每季度進(jìn)行一次放電。放電前,應(yīng)先對電池組進(jìn)行均衡充電,以達(dá)到全組電池的均衡。放電過程中,如有一只電池提前達(dá)到終止電壓,應(yīng)停止放電,消除落后電池,再繼續(xù)放電。

免維護(hù)電池在日常維護(hù)中,需要經(jīng)常檢查的項(xiàng)目有:清潔并檢測電池兩端電壓、溫度;連接處有無松動、腐蝕現(xiàn)象,檢測連接條壓降;電池外觀是否完好,有無殼變形和滲漏;極柱、安全閥周圍是否有酸霧逸出;主機(jī)設(shè)備是否正常等。做到運(yùn)行、日常管理的周到、細(xì)致和規(guī)范性,保證設(shè)備保持良好的運(yùn)行狀況,從而延長使用壽命;保證電池運(yùn)行和人員的安全可靠。

當(dāng)UPS電池系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,應(yīng)當(dāng)查明原因,分清是負(fù)載還是UPS電源系統(tǒng),是主機(jī)還是電池組。

雖然UPS主機(jī)有故障自檢功能,但它對面不對點(diǎn),更換配件很方便,但要維修故障點(diǎn),仍需進(jìn)行大量的分析、檢測。對主機(jī)出現(xiàn)擊穿、斷保險或燒毀器件的故障,一定要查明原因并排除故障后,再重新啟動,否則會接連發(fā)生相同的故障。

當(dāng)電池組中發(fā)現(xiàn)電壓反極、壓降大、壓差大和酸霧泄露等現(xiàn)象的電池時,應(yīng)及時采用相應(yīng)的方法處理,或及時按規(guī)定進(jìn)行更換,對壽命已到期的電池組,要及時更換,以免影響到主機(jī)。

3 結(jié)束語

目前,UPS電源中廣泛使用的是全密封免維護(hù)鉛酸電池,為考慮節(jié)約成本,可采用模塊式UPS電源,把交流供電系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)直流供電系統(tǒng)融為一體。正確地使用與維護(hù)電池,使UPS供電系統(tǒng)經(jīng)常處于良好的狀態(tài),不但能夠保障用電設(shè)備的正常工作、提高運(yùn)行質(zhì)量,而且能夠延長電池的使用年限,降低投資成本,提高使用效率。

[1] QIN Ming-feng(秦鳴峰).蓄電池的使用與維護(hù)(第2版)[M].Beijing(北京):Chemical Industry Press(化學(xué)工業(yè)出版社),2011.27.

[2] ZHAO Li(趙力).電池辭典[M].Beijing(北京):Chemical Industry Press(化學(xué)工業(yè)出版社),2010.192.

[3] GONG Hua-sheng(龔華生),DENG Ying-chun(鄧迎春),LI Xiao-yun(李小運(yùn)),et al.電池使用維修指南[M].Beijing(北京):National Defense Industry Press(國防工業(yè)出版社),2011.55.

[4] GUI Chang-qing(桂長清).實(shí)用蓄電池手冊[M].Beijing(北京):China Machine Press(機(jī)械工業(yè)出版社),2010.57.