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密封鉛酸蓄電池的使用與維護(hù)
蓄電池是實(shí)現(xiàn)UPS不間斷供電的重要組成部分。從大量的運(yùn)行實(shí)例來看，由于蓄電池的使用維護(hù)不當(dāng)，或?qū)PS所具有的電池管理功能理解不夠，導(dǎo)致蓄電池組在短期使用后其容量大大低于標(biāo)稱容量，造成市電中斷后的備用時(shí)間明顯縮短。蓄電池的正確使用、定期維護(hù)以及合理設(shè)置UPS電池管理系統(tǒng)中的重要參數(shù)，這樣可使蓄電池的實(shí)際使用壽命接近設(shè)計(jì)壽命，盡可能避免由于蓄電池故障所造成的不必要損失。
對(duì)于密封鉛酸蓄電池在使用過程中主要避免以下兩種情況。
首先是要注意UPS及其備用電池組的周圍工作環(huán)境溫度不宜超過30℃，當(dāng)電池工作環(huán)境溫度超過35℃時(shí)，由于電池內(nèi)部損耗增加，電池本身的“存儲(chǔ)壽命”將會(huì)縮短。解決電池由于工作環(huán)境溫度過高而縮短使用壽命的根本方法是在機(jī)房安裝精密空調(diào)設(shè)備，使環(huán)境工作溫度控制在25℃左右。在不具備空調(diào)設(shè)備的情況下，可采用帶有溫度補(bǔ)償?shù)某潆娖鳌．?dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，電池所允許的浮充電壓值將有所下降，若此時(shí)還采用25℃時(shí)的浮充電壓，電池將會(huì)處于過充電狀態(tài)，長期這樣，顯然會(huì)加速電池的老化。當(dāng)采用帶有溫度補(bǔ)償?shù)某潆娖鞒潆姇r(shí)，充電器將按照其內(nèi)部預(yù)先設(shè)置的充電電壓與環(huán)境溫度的關(guān)系曲線，再根據(jù)安裝在電池柜中溫度傳感器所測得的實(shí)際環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)充電器的浮充電壓值，使電池組在一定溫度范圍內(nèi)保持充電狀態(tài)。由此可見，具有溫度補(bǔ)償?shù)某潆娖鳎呻S溫度的變化調(diào)節(jié)浮充電壓值，使電池組不致處于過充電狀態(tài)。從而提高蓄電池的使用壽命，但還不能從根本上解決環(huán)境溫度過高而造成電池實(shí)際使用壽命縮短的問題。
當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，盡管有的充電器溫度補(bǔ)償范圍較寬，但由于電池內(nèi)部電解液的溫度特性將會(huì)造成蓄電池輸出的實(shí)際容量下降。當(dāng)環(huán)境溫度為0℃時(shí)，密封鉛酸電池的輸出實(shí)際容量為標(biāo)稱值的80％左右，所以當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，充電器的溫度補(bǔ)償功能對(duì)蓄電池輸出容量下降的問題是無法解決的。
密封鉛酸蓄電池要注意避免的另一種情況是深度放電。密封鉛酸蓄電池的單體放電終止電壓值與其放電電流的大小有著特定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如電池以10小時(shí)率放電，即以電池標(biāo)稱容量1/10的電流放電，規(guī)定放電電壓到單體電壓1.8V時(shí)應(yīng)停止放電，若此時(shí)電池仍繼續(xù)放電，造成電池單體電壓過低，便發(fā)生了上述過放電現(xiàn)象，也即深度放電。密封鉛酸蓄電池深度放電必然會(huì)使其有效循環(huán)次數(shù)減少，縮短電池使用壽命。如深度放電后不能及時(shí)進(jìn)行充電則會(huì)加速電池的早期失效。
UPS的電池管理系統(tǒng)具有蓄電池組放電終止電壓保護(hù)功能。在智能化程度較高的電池管理系統(tǒng)中，其電池放電終止電壓保護(hù)點(diǎn)是隨電池組放電電流的大小而自動(dòng)調(diào)節(jié)的。這樣可確保電池組在放電時(shí)間內(nèi)，輸出負(fù)載量實(shí)時(shí)變化的工作條件下，電池放電終止電壓的實(shí)際保護(hù)點(diǎn)都高于電池所規(guī)定的放電終止電壓保護(hù)點(diǎn)。這樣既可使后備電池組的能源得到較充分利用，又不會(huì)使電池進(jìn)入深度放電狀態(tài)。
由于UPS所配置的電池組主要考慮到市電中斷后的10～20min內(nèi)能維持其額定輸出容量。這樣就要求備用電池組在短時(shí)間內(nèi)能提供大約10倍于10小時(shí)放電率的大電流，此時(shí)電池組的單體放電電壓約為1.65～1.70V。如果在這種放電終止電壓值的設(shè)置下UPS處于備用電池組供電狀態(tài)，操作人員為了延長UPS的備用時(shí)間，把一些無關(guān)緊要或已完成了數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)的設(shè)備關(guān)閉，使UPS輸出負(fù)載減輕，備用電池組的輸出電流減小，此時(shí)操作人員一定要切記將UPS電池管理系統(tǒng)的電池組放電終止電壓值作必要的修正。可按標(biāo)準(zhǔn)或電池生產(chǎn)廠的規(guī)定調(diào)整到與放電電流相對(duì)應(yīng)的放電終止電壓值。例如市電中斷后，由于UPS負(fù)載的減輕，后備電池組的放電電流值約為0.2C～0.5C時(shí)，可按標(biāo)準(zhǔn)將電池單體放電電壓值調(diào)整到1.75～1.8V，再用此電壓值乘上備用電池組的單體數(shù)，這樣既延長了電池組的備用工作時(shí)間，又不致使其因深度放電而縮短使用壽命。如果UPS的電池放電終止電壓是固定不可調(diào)整的，此時(shí)可以根據(jù)放電電流及規(guī)定的終止電壓值來估算放電時(shí)間，當(dāng)放電時(shí)間接近估算時(shí)間時(shí)，可人為關(guān)閉UPS，以免電池組造成深度放電。對(duì)一些智能化程度較高的大中型UPS的電池管理系統(tǒng)來說應(yīng)具有備用電池組放電終止電壓隨負(fù)載電流變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能。另一種方案是按放電時(shí)間的長短對(duì)終止電壓值分段設(shè)定，即放電時(shí)間越長，所設(shè)定的終止電壓值越高，不過高放電終止電壓確定在每個(gè)單體1.80V時(shí)一般不會(huì)發(fā)生深度放電現(xiàn)象。
蓄電池組還要進(jìn)行必要的維護(hù)，備用電池的維護(hù)一般分為新電池使用前的初始維護(hù)及使用中或長時(shí)間放置電池的定期維護(hù)。新電池組使用前的維護(hù)較為簡單，將電池組與UPS連接后，UPS可空載運(yùn)行，對(duì)備用電池組可設(shè)置10小時(shí)率的充電電流，環(huán)境溫度保持在25℃左右，按照產(chǎn)品說明書提供的浮充電壓值進(jìn)行8～10h的充電。充電完成后將蓄電池靜止放置2h左右，將UPS轉(zhuǎn)換為備用電池組供電運(yùn)行，并在輸出端帶適量的負(fù)載，以使電池組的輸出電流達(dá)到0.1C～0.2C，將放電終止電壓設(shè)定在每個(gè)單體1.8 V即可。經(jīng)過一個(gè)充放電循環(huán)后，一方面可觀察電池組的充放電性能是否正常，另一方面可使新電池的初始容量接近其標(biāo)稱容量。此后可將備用電池組再次充電，便可正式投入備用狀態(tài)。
對(duì)于與UPS連機(jī)開始運(yùn)行或閑置的電池組一定要定期維護(hù)。定期維護(hù)主要包括以下兩個(gè)方面：首先是對(duì)處于長期備用浮充狀態(tài)的電池組定期進(jìn)行放電、充電維護(hù)。充放電時(shí)間間隔一般為6～12個(gè)月，因鉛酸蓄電池不存在記憶效應(yīng)，所以放出的容量不必等于標(biāo)稱容量，一般放出標(biāo)稱容量的10％～20％即可。在UPS備用電池組定期進(jìn)行這種放電充電維護(hù)時(shí)，一定要采取可靠的措施確保在電池組放電維護(hù)時(shí)間內(nèi)UPS的負(fù)載不能中斷供電。此時(shí)可采用兩臺(tái)同等容量同型號(hào)的UPS，其輸出端共同通過自動(dòng)轉(zhuǎn)換柜以熱備份方式對(duì)負(fù)載供電。把主供電的UPS用手動(dòng)轉(zhuǎn)為電池供電，同時(shí)要注意觀察UPS顯示屏上顯示的電池剩余容量，但此時(shí)可不必?fù)?dān)心由于電池組電壓突然下降造成UPS關(guān)機(jī)，因?yàn)榱硪慌_(tái)UPS在市電供電下以熱備份方式工作，一旦主機(jī)關(guān)斷，備機(jī)便立即投入供電。采用這種放電方法時(shí)，主機(jī)備用電池組的放電容量可在20％～30％即可達(dá)到放電維護(hù)的目的。當(dāng)UPS的負(fù)載為一般的PC機(jī)或負(fù)載內(nèi)部的電源具有一定的維持能力時(shí)，上述備用電池組定期充電放電的維護(hù)方法是可行的，因?yàn)榫哂兄鱾溆肬PS相互切換功能的轉(zhuǎn)換柜的切換時(shí)間一般都小于負(fù)載電源的維持時(shí)間。對(duì)于一些電源維持時(shí)間很短的負(fù)載，可采用具有電池自檢功能的UPS對(duì)其備用電池組進(jìn)行自檢來完成定期充放電維護(hù)。具有這種*功能的UPS無需斷開其內(nèi)部AC／DC整流器的輸出，而是調(diào)節(jié)整流器的直流輸出電壓，使整流器與備用電池組以并聯(lián)輸出方式為DC／AC正弦波逆變器供電。由檢測控制電路調(diào)整整流器的輸出電壓，使備用電池組以恒定電流放電。同時(shí)UPS會(huì)隨時(shí)顯示電池組的剩余容量，在進(jìn)行這種操作時(shí)，如萬一發(fā)生因電池組中的某節(jié)電池?fù)p壞而造成電池放電失敗時(shí)，整流器的輸出電壓立即上升到正常工作狀態(tài)，用以保證正弦波逆變器的正常輸入，使負(fù)載得到連續(xù)不間斷供電。這種利用電池自檢功能進(jìn)行放電維護(hù)時(shí)所放出的能量一般控制在10％～20％之間。
備用電池組的另一種維護(hù)是對(duì)電池組進(jìn)行短時(shí)間的均衡充電。這是因?yàn)殡姵亟M在長期的浮充備用狀態(tài)下或經(jīng)過多次循環(huán)使用后，由于其內(nèi)部原因會(huì)出現(xiàn)端電壓、內(nèi)阻不一致的現(xiàn)象。為了消除這種不均衡現(xiàn)象的故障隱患，進(jìn)行均衡充電時(shí)每個(gè)電池的單體電壓可充到2.3～2.4V，充電電流要限制在0.2C以內(nèi)，在這種均衡充電狀態(tài)下5個(gè)小時(shí)左右而后轉(zhuǎn)入正常浮充狀態(tài)。密封鉛酸蓄電池的均衡充電維護(hù)應(yīng)在環(huán)境溫度為20℃～25℃時(shí)進(jìn)行，至于何時(shí)對(duì)電池組進(jìn)行均衡充電，應(yīng)根據(jù)電池組的實(shí)際使用情況而定。一般經(jīng)過均衡充電后電池組中的電壓、內(nèi)阻不平衡現(xiàn)象得到改善，可延長電池組的使用壽命。