应急电源蓄电池

汤浅蓄电池是系统供电不可缺少的设备，固定型\阀控式（GFM）铅酸蓄电池因具有不需要加水、不溢酸、酸雾极少等特点而被机房广泛使用。蓄电池是有一定使用寿命的，如果不了解蓄电池的电特性，平时不注意维护，就会引起容量损失而提前失效，一旦蓄电池容量下降而达不到预定的放电时间，就不能保证电视节目的传输，甚至造成重大的责任事故，因此我们必须了解蓄电池的性能，并能正确地使用和维护。
为了保持汤浅铅酸蓄电池的容量并延长其使用寿命，我们根据实践经验总结出以下维护方法：
闲置的蓄电池每季度充电一次，因为长期闲置的蓄电池负极将形成一种粗大的、难以接受充电的PbSO4结晶，此现象称为不可逆硫酸盐化，会引起蓄电池过早失效。蓄电池的使用寿命一般在8年左右，由于我们坚持采用上述维护方法，本公司1994年购置的蓄电池经容量测试，至今仍在设计容量范围以内，还可以继续使用。
保持适宜间距。氧的再化合过程使电池内产生较多的热量，但是排出的气体量少，减少了热量的散失，蓄电池内部温度通常会很高，所以蓄电池应放置在通风良好的位置，排列不可过于紧密，单体电池之间应至少保持10mm间距。
保持适宜温度。温度过高，化学反应加速，铅、酸的相互作用加强，容易产生硫酸化，降低使用寿命；温度过低，硫酸粘稠，电子游离速度慢，电极活性差，电池容量下降。10~30℃是较适宜的温度，根据实际情况可使用各种手段调节温度。
保持清洁卫生。每周定期擦拭蓄电池和机架上的灰尘，保持汤浅蓄电池的清洁。灰尘积累太多，会使蓄电池组连接点接触不良，改变蓄电池充放电时的电压值，容易引起故障。擦拭蓄电池时切记要用干布或毛刷，使用吸尘器。
每天巡视一次。每天要定时察看蓄电池，一要闻空气中是否有微酸气味，如果有微酸气味，是蓄电池排出的酸雾，要及时进行通风处理；二要看蓄电池的外形有无变形，蓄电池的端子和安全阀有无渗液，安全阀能否正常开启，必要时要更换蓄电池。
每周测试电压值。蓄电池的单格浮充电压值为2.25V，不要低于2.16V。电压选择过低时，个别电池会由于长期充电不足造成浮充钝化而失效，电压过高，则气体溢出量增加，气体再化合效率低。蓄电池的均充电压值为2.35V，不应超过2.40V，充电电压过高将引起充电电流过大，产生的热量会使电解液温度升高，温度升高又会导致电池内阻下降，内阻的下降又加大了充电电流，如此循环会使蓄电池变形、开裂。注意：在测试蓄电池的电压值时，一定要在电池组两端点上测量，如果在其他处测试，将会产生电压降，测试的结果不十分准确。
每月测量单体蓄电池的电压值。较多数目的蓄电池串联使用容易存在电压不均衡的现象，电压长期不均衡就易产生落后电池，落后电池如果充电不完全，在以后的放电中放电深度会进一步加重，在充电后就更加落后。这样，充放电次数越多，不均衡就越突出，致使落后电池失效。所以每月应测量每个单体蓄电池的电压值，对低于2.2V的蓄电池要进行“均充”，使其恢复到完全充电的状态，以避免个别落后电池的失效。
每半年进行一次充、放电，这样有两个好处：①可对蓄电池的容量进行检测，评估蓄电池的容量；②可以消除硫酸盐化。放电方式有两种，一种是负载直接放电（负载较大时采用），即切断外电源，直接用蓄电池供电放出全部容量的70%；另一种是假负载放电（负载较小时采用），假负载采用可变的电阻器并联到蓄电池组的两端，切断外电源由蓄电池供电，在开始放电时用小电流，逐步加大电流，放电完毕后不要立即卸下假负载，应等待充满蓄电池组后再卸下，以免在大电流均充蓄电池组时产生电弧的危险
放电时电压不要低于终止电压值。蓄电池放电至终止电压后，电压会急剧下降，如果再继续放电，所获得的电量很少，意义不大，相反会降低蓄电池的使用寿命，所以通过放电使电压降低到终止电压值时应停止放电。不同的放电速率，终止电压值也不同，放电速率大，生成的硫酸铅较少，即使放电到电压相当低时，极板也不会被损坏，单格蓄电池可放电到1.75V；放电速率小则硫酸铅量明显增加，并且活性物质膨胀会产生应力，造成极板弯曲或活性物质脱落，影响蓄电池的使用寿命，所以要求取较高的终止电压值，一般在1.80~1.85V。

汤浅蓄电池容量(Ah)的选择
蓄电池容量(Ah)是指在规范环境温度下，每2V电池单体在给定时间至1.80V终止电压时，可提供的恒定电流值(A)与持续放电时间(h)的乘积。给定持续放电时间为10h的容量称为10h率容量，用符号C10来表示。蓄电池容量可用20、10、8、5、3、1、0.5h率等多种办法表示，普通采用C10作为蓄电池的额定容量来标称蓄电池。额定容量是蓄电池的主要参数，不少工程人员就以为，两种品牌相同额定容量的蓄电池能够在同一套UPS系统中替代运用。这种观念是有问题的，由于两种蓄电池具有相同额定容量，只表示它们的l0h放电性能分歧，但在l0min和30min、lh和3h等时间内可提供的恒功率值和恒电流值则可能差别较大，而UPS后备时间通常不到l0h，所以UPS配用蓄电池时，调查其在后备时间内的放电性能就尤为重要。
在已知UPS主机一些根本参数和肯定蓄电池品牌后，就能够依据这一蓄电池品牌样本材料中提供的恒功率放电数据表域值放逐电曲线，经过功率定型法或电流定型法来计算肯定蓄电池的容量和型号。
1.功率定型法
这种办法比拟烦琐，依据蓄电池恒功率放电参数表能够快速精确地选出蓄电池型号。首先计算在后备时间内，每个2V的蓄电池至少应向UPS提供的恒功率：P=Scosφ／(ηN•K)(1)
式中：S---UPS标称输出功率
cosφ---UPS输出功率因数；
η----逆变器效率；
N---在UPS中以12V电池计算时所需的串联电池个数，由UPS正常工作电压肯定；K---系数，厂家提供的电池恒功率放电数据表，普通是以2V单元电池为计算基准的，12V／节电池相当于6个2V单元串联，此时取K=6；假如电池厂家提供的电池恒功率放电数据表是以12V单元电池为计算基准的，则K=1。
然后肯定蓄电池的放电终止电压UT:UT=Umin／(N*6)(2)
式中:Umin---UPS工作电压
我们能够在厂家提供的UT下的恒功率放电参数表中，找出等于或稍大于P的功率值，这一功率值所对应的型号即能满足UPS系统的请求。假如表中所列的功率值均小于P，可经过多组电池并联来到达功率请求，普通并联不应追赶4组。
下面举例阐明：例如一台80kVA梅兰日兰UPS后备15min，已知UPS输出功率因数cosφ为0.8，逆变器效率η为0.94，正常工作电压为384V，工作电压Umin为320V，则配套蓄电池组N应为32节(384V／12V)12V／节电池串联，依据式(1)得出P=354.6W，依据式(2)得出放电终止电压UT=1.67V。如我们选用美国GNBSprinter系列电池，依据GNBSprinter样本提供的在25℃时每单元恒功率放电数据表，查找15min列下等于或稍大于354.6W的功率值为373W，对应的型号为S12V370，其额定容量为100Ah，也就是说，用32节GNBS12V370蓄电池串联，能够满足该UPS系统的请求。假如选用2V／节电池串联，则在2V系列电池的恒功率放电数据表中查出相应型号，整组串联电池数量为6N。
2.电流定型法
这是依据某一品牌蓄电池的恒放逐电曲线来肯定蓄电池容量和型号的办法。首先计算UPS系统请求的蓄电池放电电流：Imax=Scosφ／(ηUmin)（3）
式(3)中各符号的含义与功率定型法中所定义的相同。在计算出电池串联数量N和放电终止电压UT后，就能够依据UPS请求的后备时间从蓄电池恒放逐电曲线中查出放电速率n，然后依据放电速率的定义：n=Imax／C10，得出配置蓄电池的额定容量C10并肯定电池型号。
下面仍以80kVA梅兰日兰UPS后备15min系统配套美国GNBSprinterl2V电池为例来阐明。首先按式(3)计算蓄电池的放电电流，Imax=212．8A，由式(2)得出每2V单元的放电终止电压UT=1.67V。在sprinter恒放逐电曲线图(图1)中，依据后备时间15min(横坐标)和放电终止电压1.67V(纵坐标)，可得出放电速率n为2.13C(容量)。据此可得电池的额定容量为：C=Imax／n=99.9Ah(即C10)。100Ah所对应的型号为S12V370，即用32节GNBS12V370。

一、UPS蓄电池的品种
蓄电池是UPS系统中的一个重要组成局部，它的优劣直接关系到整个UPS系统的牢靠水平，但是汤浅蓄电池却又是整个UPS系统中均匀病时间（MTBF）短的一种器件。假如用户可以正确运用和维护，就可以延长其运用寿命，反之其运用寿命会大大缩短。
蓄电池的品种普通可分为阀控式密封铅酸蓄电池、胶体电池等。UPS请求所选用的蓄电池必需具有在短时间内输出大电流的特性。目前，在线运转的蓄电池根本上是这两种，不属于铅酸蓄电池。
阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA)
因其体积较小、密封性能好、绝少维护而被普遍应用于各类UPS电源中。VRLA避免电池内部电解液活动有两种技术办法:一种是将硫酸电解液与SiO2，胶体混合后充溢电池内部，制成胶体电池(简称GEL)。这类产品产量较低，约占VRLA电池总量的15%。另一种是应用超细玻璃棉将电解液不饱和地吸附住，制成吸液式电池或贫液式电池(简称AGM)。由于后者具有较好的大电放逐电性能，在UPS系统中较多采用，国内厂家也大多消费AGM蓄电池。
胶体电池
胶体电池属于铅酸蓄电池的一种开展分类，简单的做法，是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态。电液呈胶态的电池通常称之为胶体电池。广义而言，胶体电池与常规铅酸电池的区别不只仅在于电液改为胶凝状。例如非凝固态的水性胶体，从电化学分类构造和特性看同属胶体电池。又如在板栅中结附高分子资料，俗称陶瓷板栅，亦可视作胶体电池的应用特征。近期已有实验室在极板配方中添加一种靶向偶联剂，大大进步了极板活性物质的反响应用率，据非公开材料标明可到达70wh/kg的重量比能量程度，这些都是现阶段工业理论及有待工业化的胶体电池的应用范例。胶体电池与常规铅酸电池的区别，从初了解的电解质胶凝，进一步开展至电解质根底构造的电化学特性研讨，以及在板栅和活性物质中的应用推行。其重要的特性为：用较小的工业代价，沿已有150年历史的铅酸电池工业路子制造出更优质的电池，其放电曲线平直，拐点高，比能量特别是比功率要比常规铅酸电池大20%以上，寿命普通也比常规铅酸电池长一倍左右，高温及低温特性要好得多。
引起汤浅蓄电池容量不足的原因很多，汤浅蓄电池归纳为以下几方面：
（1）汤浅蓄电池出厂后到达用户外来能及时安装使用，造成长期贮存，温度高低对汤浅蓄电池的自放电有很大影响，长期贮存势必造成自放电会引起汤浅蓄电池容量的不足。
（2）正极板腐蚀，变形引起汤浅蓄电池容量不足。
汤浅蓄电池正极板是影响该汤浅蓄电池工作寿命的主要因素。汤浅蓄电池充放电循环的容量，尤其是深循下的容量下降与正极板质量偏差密切相关。
a、正极板栅上活性物质软化脱落
微观上活性物质中存在着大孔和缴孔，大孔尺寸超过0、5cm，它是由许多小孔组成的，随着放电循环的进行，活性物表面收缩，形成核心而成珊瑚状结构，多次放电循环使用小孔聚集增多，使大孔不断增加，破坏了正极结构，导致活性物脱落。
出现这些情况的主要原因是大电流充放电所致。避免发生应保证充放电的电流和避免出现过充或过放的现象。
b、正极板栅腐蚀变形
板栅的腐蚀速度取决于板栅合金的组成，但储存温度越高，腐蚀速度越快，放电深度越深，腐蚀越严重。
（3）负极板硫酸盐化
在正常工作中，负极板上的PbSO4颗粒小，放电很容易恢复为绒状铅，但有的时候汤浅蓄电池内部生成了难以还原的硫酸铅，称为硫酸盐化。
引起负极盐化的原因很多，诸如放电后不能及时充电，汤浅蓄电池长期搁置，引起严重的自放电，电解液浓度过高，长期充电不足，高温下长期放电，这种硫酸铅用常规方法很难还原，这样活性物质的减少势必影响到汤浅蓄电池的容量。

户外型UPS是专门为无线通信系统的户外微蜂窝基站而设计的高性能综合型户外在线式不间断电源系统，具有很高的技术先进性和实用性。有的UPS电源只能在室内使用，不可置于户外。那么UPS电源对使用环境有哪些要求呢？
室外UPS电源需要具备输入电压范围广，输入频率范围广，输出波形纯净、安稳以及稳固等优势，可完全应对恶劣的供电环境。一些知名度不高的UPS不间断电源不能达到室外实用的条件，平常实用的UPS不间断电源都是有温度控制的哦，温度过低或者过高都影响UPS不间断电源的使用寿命。
如果是必须使用在室外的UPS不间断电源，用户必须购买户外的UPS电源产品，因为户外的UPS电源能耐高温，以及防尘、耐潮等优势。不间断电源是重要的电源保障设备，使用的过程中，维护是一个很重要的工作，能够很好的预防机器故障。
一般室外UPS可达到恶劣的温度条件、湿度条件以及空气条件等需求，同时还可达到室外电网的需求。在通讯、广电以及航空等领域的室外型通讯基站有着广泛的运用。众所周知，在行业应用需求细分的下行趋势中，户外UPS不间断电源在任何应用站点的应用都有其共同的需求特征，在小型应用站点中更为明显。
UPS电源的使用环境
1、UPS电源的使用环境应注意通风良好，利于散热，尽量选择在有空调的地方使用，温度20度为好，并保持环境的清洁。
2、UPS输出负载应明确标志，勿使加入无关负载，造成UPS过载或短路。
3、勿带感性负载，如电机、打印机点钞机、日光灯、空调，以免造成损坏。如带感性负载，可根据感性负载大小选择适配负载大小3倍以上大小的工频机。
4、开启UPS负载时，一般遵循先大后小的原则，先推市电，再推UPS主机空开开关，然后再推电池开关。
5、UPS电源很重。应将其放置在结实可靠并足以支撑其重量的方位。不要在尘埃过多或温度和湿度超出规定的地方运用UPS电源。
6、保证UPS电源前后的通风孔保持疏通。
总结：室外UPS满足恶劣的温度条件、湿度条件、空气条件等，同时满足室外电网的要求，正确合理地使用UPS电源是延长机器使用寿合和降低故障率的重要因素。

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