祥華電機高級機電工程師解答:如何延長電池組是使用壽命?

2020-12-12 四川祥華電力

通過對UPS維修工作中各種故障的統計可以得出這樣的結論:後備式UPS電源,由電池引發的故障超過了總故障的50%。在線式UPS電源,因為它的電路設計合理,驅動功率元件容量所取的餘量大,因而電源電路故障率很低,相比之下,由電池組所引發的故障率上升至60%以上。可見,正確地使用和維護好電池是延長電池組壽命、降低UPS電源總故障率的關鍵因素之一。

一、降低UPS電源故障率

1、定期維護、檢查、保養

按計劃對UPS電源進行巡檢,包括檢查電池外觀狀態(有無膨脹)、查看其測量值參數(輸入電壓、旁路電壓、輸出電壓、輸出電流、輸出功率等)、報警記錄、散熱風扇運行情況等,並做好記錄。如果發現異常,在條件允許的情況下進行處理,或者制定好維護計劃,待有機會再進行處理。

2、通過通訊網絡進行監測。

通過RS-232/485埠將監測數據傳送至控制室伺服器進行監測,以便實時觀測UPS電源的狀態信息(如:市電輸入電壓、輸出電壓、電池容量、負載利用率、機內溫度、市電頻率等),便於能夠及時發現異常並作出相應處理。

3、UPS電源需要處於恆溫環境下。

UPS電源所處的室內環境溫度需要在20~30℃為宜(以設備廠商說明為準),保持合適的溼度,以延長電池組、設備的使用壽命。據統計,在-20℃時,蓄電池可供使用容量智能達到標稱容量的60%左右,課件溫度的影響不可忽視。

4、UPS電源帶動合適的負載運行。

帶動負載運行時,應當充分考慮負載特性(如:電阻性、電感性、電容性)及大小。UPS電源過載時將會出現宕機,長期處於輕載運行而使得電池放電電流過小,進而導致蓄電池報廢、失效。

5、定期對電池進行檢測、放電。

定期檢測電池組裡面各電池端的電壓、內阻,發現異常時及時處理,以免電池出現異常而導致UPS電源無法正常使用,進而導致設備停電停機的發生。對於比較老舊的UPS電源設備,其不具備對電池組進行自動放電。在條件允許的情況下(如:設備停機檢修)對電池組進行放電,以免蓄電池長期充電而報廢失效。

6、利用供電高峰充電

對於UPS電源長期處於市電低電壓供電或頻繁停電的用戶來說,為防止電池因長期充電不足而過早損壞,應充分利用供電高峰(如深夜時間)對電池充電以保證電池在每次放電之後有足夠的充電時間。一般電池被深度放電後,再充電至額定容量的90%至少需要10~12h左右。

7、避免電池深度放電。

在輸入電源斷開的情況下,UPS電源將會切換到電池供電。在使用電池供電時,應當留意電池電量的變化,在電池快使用完時,應當手動斷開輸出電源,以免蓄電池過度放電而縮短壽命、報廢失效等。

如何減少電池被深度放電發生?當UPS電源處於市電供電中斷,改由蓄電池向逆變器供電狀態時,絕大多數UPS電源都會以間隙4s左右響一次的周期性報警聲,通知用戶現在是由電池提供能量。當聽到報警聲變急促時,就說明電源已處於深度放電,應立即進行應急處理,關閉UPS電源,不是迫不得已,一般不要讓UPS電源一直工作到因電池電壓過低而自動化關機才結束。

8、注意充電器的選用

UPS電源用的免維護密封電池不能用可控矽式的「快速充電器」進行充電。這是因為這種充電器會造成蓄電池同時處於既「瞬時過流充電」又「瞬時過壓充電的惡劣充電狀態。這種狀態會使電池可供使用容量大大下降,嚴重時會使蓄電池報廢。 在採用恆壓截止型充電迴路的UPS電源時,注意不要將電池電壓過低保護工作點調得過低,否則,在它充電初期容易產生過流充電。

圖:蓄電池產品圖

二、影響UPS電源蓄電池使用壽命的因素

1、UPS電池化學組成

UPS電源容量的有效性,室友電池中有效成分的狀態決定的。具有特定比率、在特定的時間內將化學能轉換成電能的能力決定著電池現有的容量。即使從不使用的電池也不可能永遠保持其最初的容量,這是由於UPS蓄電池是一種電化學設備,它的功能是儲存並隨著時間的推移逐漸釋放能力。因此及時你安裝說明書保持恰當的存儲溫度和良好的維護條件,也必須在使用一定的時間後更換。

2、環境溫度

電池的額定輸出容量是基於25℃的環境下標稱的。環境溫度的變化將改變電池的當前容量,縮短其使用壽命。在判定電池壽命與溫度關係時,一個大致的經驗是:平均溫度超過25℃時,每升高8.3℃(15F)電池的壽命就縮短50%。

3、電池的使用循環

在公共電網電力失效時,UPS電池為負載供電。一旦供電電為電力恢復後,電池就為將來的使用充電。這整個的「一個周期」就被看作一個放電循環。如果說安裝時電池是100%的容量,那麼每一個放電和充電循環以很小的百分比減弱電池的相對容量,而且放電循環的長度將決定電池容量的減少程度。

4、維護和服務

雖然電池容量隨時間逐步減小,直到失效,但對電池的維護可以最大程度低發揮電池的容量,簡慢容量衰減的速度,電池需要定期的維護,通過電壓檢查、負載檢測和重新連接都能有效地延長電池壽命。

三、UPS電源蓄電池保養

1、定期檢查蓄電池的狀態,保持蓄電池室或電池櫃、支架的清潔,緊固鬆動的螺絲,保持蓄電池連接良好,防止大電流放電時產生打火和過大的壓降;

2、保持環境溫度在15~25℃之間;

3、發現電池供電時間大大縮短,請聯繫廠商,確認是否需要更換電池。更換電池請確認更換的電池與原電池參數與規格相同;

4、市電長期不停電地區用戶,為保養蓄電池壽命及檢測機器逆變功能,應每三到六個月讓蓄電池逆變放電一次。

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