UPS的电池进行检测(3800字)

发表于:2016.4.18来自:www.ttfanwen.com字数:3800 手机看范文

UPS蓄电池在UPS电源设备中占有十分重要的地位.目前,中小型UPS电源中广泛使用的免维护密封式铅酸蓄电池,占据UPS电源总成本的1/4~1/2之多。不仅如此,实际维修也表明,约有50%以上的UPS电源故障与UPS蓄电池有关。无论作为UPS故障的起因还是结果,UPS蓄电池的失效都会直接表现为内阻增大、端电压不够、容量不足或瞬间放电电流不满足带载启动要求等。因此,在使用和维修UPS电源时,正确认识UPS蓄电池、科学使用UPS蓄电池、掌握测试和挑选UPS蓄电池的方法就显得尤其重要(为说明问题方便,UPS蓄电池简称为电池。) 一、UPS蓄电池的主要技术指标 在衡量UPS电池的指标中,电池的额定电压和额定容量是两个最常用的技术指标。例如,日本汤浅NP6—12型蓄电池的额定电压为12V,额定容量是6Ah/20h;德国阳光A406/165型蓄电池的额定电压为6V,额定容量是165Ah/20h。 电池的容量是指充足电的电池放电到终止电压时输出的电量。在恒流放电的情况下,容量 Q=It 式中 Q——电池放出的电量,Ah;  I——放电电流,A;  t——放电时间,h。 所谓终止电压指电池低于这一规定的电压时,电池就无法正常工作的电压。换言之,电池在低于终止电压的情况下继续放电使用,可能会造成电池永久性损坏。电池的额定容量或标称容量用字母C表示。例如,额定容量为6Ah的电池,C=6Ah;额定容量为24Ah的电池,C=24Ah。 容量的概念实质是电池能量转化的表示方式。例如,考虑到电池的端电压E=12V在实际使用时保持近乎不变的事实及输出能量表达式W(t)=IVt=IEt,因此,6Ah从能量效果的角度,可理解为NP6—12型蓄电池在保持端电压不变的情况下释放能量,若以6A电流放电可释放1h或以1A的电流放电6h。 二、放电制与放电速率 在研究电池时,常常规定统一的放电时间,称为放电制。利用给出的放电制就能通过额定的容量求出放电电流。放电电流(A)=电池的额定容量(Ah)/放电制时间(h) ,为了对容量不同的电池进行比较,放电电流不用绝对值(安培)表示,而用额定容量C与放电制时间的比来表示,称作放电速率或放电倍率。20h制的放电速率就是C/20=0.05C,单位为A。 因此,上述NP6—12型电池的容量指标6Ah是在20h制的放电速率,即0.05C放电速率下测定的。对于NP6—12型电池,0.05C等于0.3A的电流。 三、测试UPS蓄电池 测试UPS电池的目的是确定该电池是否满足UPS电源的使用要求。这在更换UPS电池和判定原有UPS电池是否失效时是必须的。 在实际维修UPS时,一般的UPS电源对电池的要求:满足原来使用电池的端电压;电池应具有在启动放电瞬间就能输出大电流的特性;满足一定容量和内阻,以保证逆变供电的时间。 从以上UPS电源对电池的要求可见,

单凭测量UPS电池的端电压是不能确定电池好坏的。 1.测量UPS电池的端电压

(1)离线测量电池的端电压 离线测量电池的端电压是指电池在脱离原连接线路的情况下,使用万用表的DC电压档或电压表直接测量电池两端的电压。被测电池端电压为12V左右,最低不能低于10.5V。不足10.5V的电池即为欠压或可能已失效的电池。若这种电池在经过充电或激活充电后端电压仍达不到12V,即为失效电池。 (2)在线测量电池的端电压 在线测量电池的端电压是指在UPS电源工作的情况下,使用万用表的DC电压档或电压表测量电池两端的电压。市电供电状态的UPS,由于电池处于充电状态,端电压大于12V。当电池的端电压下降到10.5V时,正常的UPS电源会启动机内的电池欠压自动保护电路,使UPS进入既无市电供电又无逆变供电的保护状态。 2.测试UPS电池是否具有启动瞬间输出大电流的特性 后备式UPS电源由市电供电向逆变供电的切换时间要求小于7ms,一般设计为4~5ms左右。这就是说,一旦市电供电中断,UPS电池必须在小于4~5ms时间内输出负载所需的电流。有些失效的电池能够满足端电压和容量的要求,但不能在少于4~5ms内放电电流达到大电流的要求。由这种电池造成的UPS故障表现为:UPS在空载或轻载时能逆变切换成功,增大到正常负载时逆变失败。 3.判别UPS电池的内阻和容量 质量良好的UPS电池内阻在20~30mΩ左右,当内阻超过80mΩ时,需要对电池做均衡充电处理或活化处理。电池内阻的增大,必然伴随实际输出能

量的降低,从而表现为电池的容量减小。此外,还有造成电池的容量减小其他因素,如电解液损失等。 测试电池内阻是否增大,决不可用万用表的电阻档直接测量,应采用间接测量计算的方法,实际维修时可用如下简单方法判别电池的内阻是否增大: 用一节好的电池和一节怀疑内阻增大的电池做串联充电实验(如在500VA的UPS中两节12V电池串联使用)。在充电过程中同时测量对比两节电池的端电压,内阻增大的电池获得的充电电压比好电池高,充电电压差别大小反映出内阻差别的程度。 若电池仅仅是容量不足,则主要表现为UPS可逆变供电的时间缩短,而UPS的带载能力、市电供电与逆变供电之间的切换等都不受影响。 四、科学使用UPS蓄电池 科学使用UPS电池就是要明确电池的正确使用方法,延长电池的寿命,使之发挥最大的作用。 1.控制好充电电压,防止过压充电 对于端电压为12V的电池,正常的浮充电压在13.5~13.8V之间。浮充电压过低,电池充不满,浮充电压过高,会造成过压充电。当浮充电压超过14V时,即认

为是过压充电。过压充电会导致电解液中的水被分离成氢和氧气而溢出,使电池的寿命缩短。

2.控制好充电电流,防止过流充电 理想的充电电流应采用分阶段定流充电的方式,即在充电初期采用较大的电流,充电一定时间后,改为较小的电流,至充电末期改用更小的电流。充电电流的设计一般为0.1C,当充电电流超过0.3C时可认为是过流充电。过流充电会导致电池极板弯曲,活性物质脱落,使电池损坏。 3.防止UPS电池过流放电 电池实际放出的容量与放电电流有关。放电电流越大,电池的效率越低。例如,12V/24Ah的电池当放电电流为0.4C时,放电至终止电压的时间是1小时50分,实际输出容量17.6Ah,效率为73.3%。当放电电流为7C时,放电至终止电压的时间仅为20s,实际输出容量0.93Ah,效率为3.9%。所以应避免大电流放电,提高电池的效率。一般电路设计和用户选择负载,都要保护UPS电池逆变放电电流不超过2C。 4.防止UPS电池深度放电 尽管小电流放电,能提高电池的效率,但是当用极小电流(小于0.05C)长时间放电时,将导致电池实际放出容量超过其额定容量,从而造成电池严重的深度放电。按厂家的数据,当电池放电深度为100%时,电池实际使用寿命约为200~250次充放电循环;放电深度为50%时,约为500~600次充放电循环。因此,在使用UPS时,既要避免重载过流放电,又要避免长时间轻载逆变造成电池深度放电。 5.定期操作UPS 市电长期不停的地区,用户要每隔一定时间,例如3个月,人为关断UPS交流输入,使用UPS电池逆变供电。这种

定期的实验操作,有助于延长电池寿命。一般正常使用的UPS,其电池寿命不超过5年。

五、维护UPS电池的技巧与方法 UPS电池一般为免维护蓄电池,但在有些情况下维护UPS电池是十分必要的,且有实际意义。 1.欠压电池的充电技巧 有些UPS电池欠压是由于UPS逆变器末级驱动电路损坏,造成电池放电所致。若在修好电路故障后,及时将电池接入原电路充电,仍然会使电池复好如初。问题在于,欠压的电池无法使UPS启动成功,即切换到市电(充电)状态。此时,可用如下办法解决: (1)先用好的电池将UPS启动到市电状态后,再撤掉好电池换上待充电的欠压电池。注意:调换电池时,要求UPS空载运行。一般UPS进入市电状态后,只要保持输入市电正常,撤掉电池不会影响市电供电状态。 (2)将欠压的电池先充电到10.5V以上,再接入原UPS电路,便可使UPS成功启动。给欠压的电池充电,可利用微机电源中的+12V电源给电池直接充电。充电中注意观察充电电流,根据测出的实际充电电流,以确定是否加限流电阻。 2.电池的活化处理 活化处理是指对电池的均衡充电。下列几种情况都会导致电池的内阻增大、端电压太低或容量减小,这些电池需要通过均衡充电来恢复其原有的性能指标。 (1)长时间放置不用,超过静态存储时间的电池。常温环境,一般UPS电池的静态存储时间为9个月。当温度为31~40℃时,静态存储时间为5个月。 (2)放电后未能及时充电的电

池。 (3)长期工作于浮充状态(即UPS长期工作于市电状态)并超过静态存储时间。

(4)不慎放电,将电池端电压放至低于终止电压。均衡充电电流一般选0.3C或略小于0.3C。

额定电压为12V的电池,均衡充电电压一般选14.5V。没有专用充电器的用户,可参考上述数据搭接出复活旧电池所需的电路。




第二篇:UPS蓄电池检测维护方案 2800字

3、严禁对UPS电源的蓄电池组过度放电,因为过度放电容易使电池的内部极板表面的硫酸盐化,其结果是导致蓄电池的内阻增大,甚至使个别电池产生"反极"现象,造成电池的永久性损坏.

4、对于长期闲臵不用的UPS电源,为保证蓄电池具有良好的充放电特性,在重新开机使用之前,最好先不要加负载,让UPS电源利用机内的充电回路对蓄电池浮充电10~15小时以后再用;对于长期工作在后备工作状态的UPS电源,通常每隔一个月,让其处于逆变器状态工作至少2~5分钟,以便激化UPS的蓄电池(即UPS长期闲臵不用,应每隔3~6个月充电一次).

5、实践发现,随着UPS电源使用时间的延长,总有部分电池的充放电性能减弱,进入恶化状态,这种变化趋势在后备式UPS电源及部分的在线式UPS电源中尤为突出.因此应定期对每个电池作快速充放电测量,检查电池的蓄电能力和充放电特性,对不合格的电池,坚决给予更换,更不应将其与另外的蓄电池混合使用,以影响其它蓄电池的性能.

6、正常时,电池每隔3~6个月带载充、放电一次,放电后标准机的连续充电时间应不少于10小时。

7、电池使用环境要求温度在0℃到40℃之间,避免阳光直射并且保持清洁。

8、一般在室温条件下,正常使用时密封免维护铅酸电池的浮充使用寿命为7~12年,目前常用的M型密封式铅酸蓄电池的使用寿命大约为10年。

9、蓄电池过度放电和蓄电池长时间的开路闲臵不用,都会使得蓄电池内部产生大量的硫酸铅,并吸附到蓄电池阴极上,形成所谓的阴极“硫酸盐化”,结果造成了电池内阻增大,蓄电池的可充放电性能受到影响 。

10、对于大多数UPS电源来说,当蓄电池每次放电完毕后,可利用内部充电回路进行浮充。为保证蓄电池重新臵于饱和充电状态,一般需要的充电时间为10~12小时。充电时间不够会使蓄电池处于充电不充分状态,使蓄电池实际可供使用的容量远远低于标称容量。在市电电压低于200V时,部分UPS电源已不能利用内部充电回路对蓄电池进行饱和充电了 。

11、保持适当的环境温度。影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度,一般电池生产厂家要求的最佳环境温度是在20℃~25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高,但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定,环境温度一旦超过25℃,每升高10℃,电池的寿命就要缩短一半。目前UPS所用的蓄电池一般都是阀控式密封铅酸蓄电池,这在电池生产厂家要求的环境下才能达到。达不到规定的环境要求,其寿命的长短就有很大的差异。另外,环境温度的提高,会导致电池内部化学活性增强,从而产生大量的热能,又会反过来促使周围环境温度升高,这种恶性循环,会加速缩短电池的寿命。

12、定期充电放电。UPS电源系统中的浮充电压和放电电压,在出厂时均已调试到额定值,而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的,使用中应合理调节负载,比如控制计算机等电子设备的使用台

数。一般情况下,负载不宜超过UPS额定负载的60%。在这个范围内,蓄电池就不会出现过度放电。UPS因长期与市电相连,在供电质量高、很少发生停电的使用环境中,蓄电池会长期处于浮充电状态,时间长了就会造成电池化学能与电能相互转化的活性降低,加速老化而缩短使用寿命。因此,一般每隔2~3个月应完全放电一次,放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后,按规定再充电8小时以上。

13、利用通讯功能。目前,绝大多数大、中型UPS都具备与微机通讯和程序控制等可操作功能。在微机上安装相应的软件,通过串/并口连接UPS,运行该程序,就可以利用微机与UPS进行通讯。一般具有信息查询、参数设臵、定时设定、自动关机和报警等功能。通过信息查询,可以获取市电输入电压、UPS输出电压、负载利用率、电池容量利用率、机内温度和市电频率等信息;通过参数设臵,可以设定UPS基本特性、电池可维持时间和电池耗尽告警等。通过这些智能化的操作,大大方便了UPS及其蓄电池的使用管理。

14、及时更换损坏的电池。目前大中型UPS配备的蓄电池数量,从3只到80只不等,甚至更多。这些单个的电池通过电路连接构成电池组,以满足UPS直流供电的需要。在UPS连续不断的运行使用中,因性能和质量上的差别,个别电池性能下降、储电容量达不到要求而损坏是难免的。当电池组中某个或某些电池出现故障时,维护人员应当对每只电池进行检查测试,更换损坏的电池。更换新的电池时,

应该力求购买同一厂家同一型号的电池,禁止密封电池和非密封电池、不同规格的电池混合使用 。

15、电池应尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方,并要避免受到阳光、加热器或其他辐射热源的影响。电池应正立放臵, 不可倾斜角度。每个电池间端子连接要牢固。

16、环境温度对电池的影响较大,环境温度过高,会使电池过充电产生气体,环境温度过低,则会使电池充电不足,这都会响电池的使用寿命。因此一般要求环境温度在25℃左右, UPS浮充电压值也是按此温度来设定的。

17、电池充放电电流一般以C来表示,C的实际值与电池容量有关。举例来讲,如果是100AH的电池:C=100A。松下铅酸免维护电池的最佳充电电流为0.1C左右,充电电流决不能大于0.3C。充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命。放电电流一般要求在

0.05~3C,UPS在正常使用中都能满足此要求,但也要防止意外情况的发生,如电池短路。

18、由于UPS电池属于备用工作方式,市电正常情况下处于充电状态,只有停电时才会放电。为延长电池的使用寿命, UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制,电池充满后即转为浮充状态,每节浮充电压设臵为13.7V左右。如果充电电压过高就会使电池过充电,反之会使电池充电不足。充电电压异常,可能是由电池配臵错误引起,或因充电器故障造成,因此在安装电池时,一定要注意电池的规格和

数量的正确性,不同规格、不同批号的电池不要混用。外加充电器不要使用劣质充电器,而且安装时要考虑散热问题。

19、放电深度对电池使用寿命的影响也非常大,电池放电深度越深,其循环使用次数就越少,因此在使用时应避免深度放电。虽然UPS都有电池低电位保护功能,一般单节电池放电至10.5V左右时,UPS就会自动关机,但是如果UPS处于轻载放电或空载放电的情况下,也会造成电池的深度放电。

20、电池在使用一定时间后应进行定期检查,如观察其外观是否异常、测量各电池的电压是否平均等;如果长期不停电,电池会一直处于充电状态这样会使电池的活性变差,因此即使不停电,UPS也需要定期进行放电试验以便电池保持活性。放电试验一般可三个月进行一次,做法是UPS带载--最好在50%以上,然后断开市电,使UPS处于电池放电状态,放电持续时间视电池容量而言一般为几分钟至几十分钟,放电后恢复市电供电,继续对电池充电。

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