作為UPS供電系統(tǒng)的重要組成部分,蓄電池的維護(hù)、保養(yǎng)一般隨UPS主機(jī)維護(hù)同時(shí)進(jìn)行。由于電池的化學(xué)特性,蓄電池的維護(hù)比UPS主機(jī)的維護(hù)要復(fù)雜的多,蓄電池儲藏、使用不當(dāng)會都會造成電池報(bào)廢的風(fēng)險(xiǎn)。
一般情況下,電池日常的維護(hù)主要包括灰塵清掃和緊固松動(dòng)的螺栓;當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重情況時(shí),包括電池鼓脹、電池漏液、電池內(nèi)部短路或開路、電池容量小于額定容量的80%、殼體材料老化、端子腐蝕穿透等嚴(yán)重故障時(shí),需要更換電池。
為了更好的理解電池維護(hù),本文介紹一下鉛酸蓄電池的基本情況。兩種基本類型如下:
相比開口排氣式電池,閥控(密封)式電池具有不需要單獨(dú)的蓄電池室,可以靠近設(shè)備布置,少維護(hù)量等優(yōu)勢。因此,目前為UPS不間斷電源配套的蓄電池組,主要是閥控(密封)式"免維護(hù)"電池,UPS蓄電池組的維護(hù)主要介紹此種電池。蓄電池的工作原理主要是"雙硫酸鹽"理論:
從電池工作中正負(fù)極板變化可以看出,蓄電池維護(hù)的主要內(nèi)容是及時(shí)充、放電,防止蓄電池極柱結(jié)晶后不能循環(huán)使用;控制充電電流,避免氣體壓力過大"溢出",造成蓄電池"鼓脹"或液體損失。具體來說,主要包括對蓄電池自動(dòng)均浮充電,防止蓄電池過度充電,防止蓄電池過度放電。
* 蓄電池在現(xiàn)場的維護(hù)
在實(shí)際應(yīng)用中,蓄電池出現(xiàn)的故障主要包括:一只電池電壓不正常,整組電池不能使用;每只電池電壓都正常,但無法正常輸出放電電流;電池組無法放出設(shè)計(jì)容量。針對這些情況,介紹一些蓄電池的維護(hù)的要求。
* "免維護(hù)"閥控(密封)蓄電池實(shí)際上是少維護(hù)"
免維護(hù)"閥控(密封)蓄電池的說法,實(shí)際上是相對開口排氣式電池需要定期加水而言的。蓄電池按照其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、工作原理要求,必須定期進(jìn)行日常維護(hù)和一般性故障處理,不能完全"免維護(hù)"。
蓄電池的日常維護(hù)包括:灰塵清掃、端子除銹、涂防銹膏、連接條更換、緊固松動(dòng)的螺栓、充電總電壓微調(diào)等。
蓄電池的一般性故障處理包括:電壓均衡性偏離正常范圍(強(qiáng)制均充后觀察)、浮充電流異常(檢查電池單體電壓是否異常、電池是否發(fā)熱)、核對性放電(均充后再做10小時(shí)率或3小時(shí)率容量,判斷容量是否不足)、安全閥滲出液體(非電池內(nèi)部往外漏液)等。
* 蓄電池需要控制環(huán)境溫度
作為化學(xué)能儲存設(shè)備,蓄電池的工作環(huán)境溫度一般設(shè)計(jì)為20~25℃,其標(biāo)稱的參數(shù)都是在該環(huán)境溫度下的參數(shù)。工作環(huán)境溫度變化會引起電池內(nèi)阻變化,對蓄電池使用壽命、放電容量都會帶來影響。因此,對蓄電池室進(jìn)行恒溫設(shè)計(jì)是有非常有必要的。建議采用工業(yè)恒溫空調(diào)(可連續(xù)工作10~15年,專為設(shè)備設(shè)計(jì)的空調(diào)),將蓄電池室的溫度設(shè)計(jì)為20~25℃并長期運(yùn)行。
* 蓄電池的充放電管理問題
蓄電池充放電管理系統(tǒng)能夠極大提高電池的使用效率和延長電池工作壽命,最大化的保障整個(gè)UPS系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和投資的有效性。蓄電池的充放電管理包括:
* 蓄電池電池均充、浮充自動(dòng)轉(zhuǎn)換
電池均充(循環(huán)充電)指蓄電池放電后以較高的電壓和電流對電池進(jìn)行快速充電,電池浮充(備用充電)指蓄電池正常使用中(備用狀態(tài)下)以較低的電壓和電流對電池自放電進(jìn)行補(bǔ)充電。這個(gè)功能需要配套的UPS產(chǎn)品來實(shí)施。
需要注意的是:在均充狀態(tài)下,要進(jìn)行恒壓限流充電,以防止充電電流過大引起電池內(nèi)部嚴(yán)重發(fā)熱等問題。
* 蓄電池自動(dòng)溫度補(bǔ)償
根據(jù)環(huán)境溫度變化對蓄電池進(jìn)行帶溫度補(bǔ)償?shù)碾姵爻潆姽芾?,能夠抵消部分環(huán)境溫度對電池壽命的影響,有效延長電池使用壽命。
* 蓄電池放電保護(hù)
由于UPS系統(tǒng)實(shí)際放電電流是由負(fù)載大小決定的,蓄電池對應(yīng)的放電倍率也有所不同,根據(jù)國內(nèi)外電池生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),電池放電終止電壓保護(hù)點(diǎn)的設(shè)置也應(yīng)區(qū)別對待,否則將嚴(yán)重縮短蓄電池壽命。電池放電時(shí),根據(jù)電池放電電流和電池的放電曲線,自動(dòng)調(diào)整電池放電電壓保護(hù)點(diǎn),延長了蓄電池的使用壽命。這種放電保護(hù)設(shè)計(jì),能克服電池固定電壓中止放電的缺點(diǎn)。
在實(shí)際應(yīng)用中,有些UPS設(shè)備制造商在放電保護(hù)軟件管理之下,還增加了可控?cái)嚅_的電池開關(guān)作為第二級硬件保護(hù),以確保在無人環(huán)境下仍能自動(dòng)保護(hù)電池。
* 蓄電池維護(hù)的關(guān)注點(diǎn)
蓄電池維護(hù)中最為復(fù)雜的項(xiàng)目,就是電池容量核對性放電試驗(yàn)(均充后再做10小時(shí)率或3小時(shí)率容量,判斷容量是否不足)。根據(jù)電池廠家的維護(hù)手冊規(guī)定,一般有3個(gè)關(guān)注點(diǎn):
1)關(guān)注點(diǎn)1-浮充電壓一致性
安裝前開路電壓一致,浮充電壓有收斂趨勢。浮充運(yùn)行6個(gè)月后,同組電池之間端電壓的最大差值應(yīng)不大90mV/單格。其中,2V電池≤0.09V,6V電池≤0.24V,12V電池≤0.48V。
2)關(guān)注點(diǎn)2-浮充電流
在25℃下,電池在充滿電后的充電電流應(yīng)在1‰C10以下。
若電流高出以上規(guī)定值3--4倍,可能電池存在短路單體;.若電流太小或?qū)嶋H上不存在,則可能是:
a)電流太小,不能在儀表測量精度范圍內(nèi)讀出;
b)已經(jīng)經(jīng)過48小時(shí)以上充電,電池內(nèi)可能存在開路;
c)電池已經(jīng)嚴(yán)重放電,電解液中硫酸幾乎完全消耗;
d)擱置時(shí)間太長,未經(jīng)補(bǔ)充電,極板上的硫酸鹽不能恢復(fù)成活性物質(zhì)。
3)關(guān)注點(diǎn)3-放電一致性
充滿電的蓄電池采用10小時(shí)率、5小時(shí)率、3小時(shí)率、1小時(shí)率或?qū)嶋H負(fù)載放電(可與容量試驗(yàn)同步進(jìn)行)情況下,每只電池之間的電壓差,2V電池不超過50mV,12V電池不超過150mV。
*蓄電池放電測試安全注意事項(xiàng)
為了防止電池失效對UPS系統(tǒng)安全的影響,需要定期對蓄電池組進(jìn)行放電測試,其安全注意事項(xiàng)如下:
*對電池放電檢查一定要保證負(fù)載安全性的前提下進(jìn)行。
*進(jìn)行電池放電檢查前,要確認(rèn)電池已經(jīng)充滿,且負(fù)載量不低于UPS標(biāo)稱容量的30%。
*測試過程中使UPS整流器處于熱備份的狀態(tài),保證系統(tǒng)測試安全。
UPS系統(tǒng)維護(hù)管理制度化
為了有效對UPS系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)管理,推薦以下制度供用戶參考
* 設(shè)備臺帳記錄:
UPS、蓄電池組進(jìn)行臺帳管理,按照設(shè)備維護(hù)規(guī)程進(jìn)行維護(hù)、測試、記錄。
* 設(shè)備故障假想:
根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備現(xiàn)狀,進(jìn)行設(shè)備故障假想,防止誤操作造成設(shè)備異常。
* 故障記錄存檔:
故障發(fā)生后,將分析結(jié)果作為案例學(xué)習(xí),并制定防止故障發(fā)生的組織措施或技術(shù)措施。