UPS电源配套储能设备的形式已经丰富很多了,主流UPS电源生产厂家现如今均可兼容免维护铅酸蓄电池和锂电池等。作为直流电源系统的核心组成部分,电池系统起作储备电能、应付电网异常和特殊工作情况、维持系统正常运转的关键作用,是UPS电源发挥正常工作的后一道电力系统防线。当前,UPS电源蓄电池在线监测逐渐被人们所重视,在电力、通信等行业应用越来越广泛;但是,UPS电源蓄电池在线监测及状态评估所采用的关键技术“内阻交流放电法”并不被人们所了解,还在模糊认识中,由于“免维护”这一词的误导,使得用户放松了UPS电源蓄电池的日常维护和管理,造成了UPS电源蓄电池的早期容量降低和损坏,由于UPS电源蓄电池容量不足或者失效造成的变电所和发电厂的事故已屡见不鲜。因此,正确使用和维护UPS电源蓄电池,提高其使用寿命,具有十分重要的意义。
UPS电源蓄电池寿命影响因素
UPS电源蓄电池寿命影响因素
一、影响UPS电源蓄电池内阻的主要因素
UPS电源蓄电池使用的时间:随着使用时间的增加,使电解液失水、极板与连接条的腐蚀、极板的硫酸化、极板变形及活性物质的脱落等因素,造成UPS电源蓄电池容量减小,UPS电源蓄电池内阻变大。
UPS电源蓄电池的电荷量:由于注入UPS电源蓄电池的电解液深度、电极表面反应物质的厚度、电极表面的孔隙率等不同,而使UPS电源蓄电池的内阻相差较大,从而电荷量也相差较大。
温度:环境温度的变化,例如上升,这时反应物质的扩散加快、电荷传递、电极动力学过程和物质转移更容易进行,因而蓄电池内阻减小;反之,就会增加。
UPS电源蓄电池的型号:不同生产厂、不同种类、不同型号的蓄电池,由于电极、电解液、隔膜的材料配方不同,电池的结构不同、装配工艺不同而使UPS电源蓄电池内阻产生差异。
测量信号频率:目前许多UPS电源蓄电池内阻测量,实际上测的是UPS电源蓄电池的阻抗,内中包括了容抗,而容抗大小和测量信号频率有关,使UPS电源蓄电池内阻测量结果不具有客观性。要具有客观性,应根据测量信号电流和电压的相位关系,用解析的方法去除蓄电池电容对测量结果的影响,使测量率结果与信号测量频率无关,即在任何测量信号频率下,内阻测量结果具有性。
测量时间和测量电流大小:在采用较大测量电流的情况下,在施加测量信号和关闭测量信号的瞬间,由于极化的建立和稳定是个变化过程,不同的测量电流,不同的测量时间,极化是不同的,使UPS电源蓄电池内阻测量结果不具有客观性。要具有客观性,应尽量用较小的信号电流进行内阻测量,根据实验,测量电流小于或等于0.05C10,(其中C10为10小时放电率下蓄电池的容量。)
二、UPS电源蓄电池过度充电的影响
长期过充电状态下,正极因析氧反应,水被消耗,h+增加,从而导致正极附近酸度增加,板栅腐蚀加速,使板栅变薄加速电池的腐蚀,使UPS电源蓄电池容量降低;同时因水损耗加剧,将使UPS电源蓄电池有干涸的危险,从而影响UPS电源蓄电池寿命。
三、UPS电源蓄电池过度放电的影响
UPS电源蓄电池过度放电主要发生在交流电源停电后,UPS电源蓄电池长时间为负载供电。当UPS电源蓄电池被过度放电到其电压过低甚至为零时,会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸附到UPS电源蓄电池的阴极表面,在电池的阴极造成“硫酸盐化”。硫酸铅是一种绝缘体,它的形成必将对UPS电源蓄电池的充、放电性能产生很大的负面影响,因此在阴极上形成的硫酸盐越多,UPS电源蓄电池的内阻越大,电池的充、放电性能就越差,UPS电源蓄电池的使用寿命就越短。
总之,UPS电源蓄电池的影响因素众多,合理地选择UPS电源蓄电池使用环境,须适度充电放电以延长UPS电源蓄电池寿命。
依照计算负荷、冲击电流、峰值电流、过载能力、负荷突变的状况等要素来对UPS的容量进行选择。
1、虽然过度轻载运作有助于逆变器的损坏概率的下降,但却会造成市电在停电时,电池放电的电流过小,从而出现放电时长过长的现象。当电池进行保护装置故障时,电池组将会被进行深度放电,就会引发性的损坏。
2、当机房面积较大,负载不断扩容时,在配置UPS容量时,选型时需选择可并机或是可多机运作的机型,使其中远期负载容量在增大时,由UPS并机扩展输出容量。
3、泛地缘UPS电源机房监控系统由前端设备、用户端/服务端APP, PC大屏端三部分构成。用户可通过用户端APP/PC登陆后可以实时查看UPS设备的运行状态和相关参数,还可在手机端大屏端直观看护系统的运行状况和相关数据。当出现异常时,可同步接收告警信息。
4、当考虑UPS容量时,针对不同的负载功率因数需进行功率的计算。计算机类负载的峰值系数需处于UPS的范围内,UPS能够输出额外功率。对于电阻性或是电感性负载,则需依照具体的状况来加大UPS容量。
5、若是UPS容量过小,将使其长久处于重载运作状况。虽可节约部分投资,但却会让逆变器处在重载运作,输出波形随之畸变,输出电压不稳定,这样将会引发UPS逆变器的本级驱动元件的损坏。
1、功率模块化UPS。由机架加功率模块组成。其中功率模块包括传统UPS的整流、滤波、充电、逆变器等部分。但静态旁通与系统的部分监控和显示共用一个机架的,各功率模块立控制并联运行。机柜上部的显示控制模块仅作为用户开关UPS主机和进行网络化监控平台。
2、完全模块化UPS。由机架加单体模块构成,每个单体模块内都装有整个UPS电源与控制电路,包括整流器、逆变器、静态旁路开关及附属的控制电路、CPU主控板。每个UPS模块都有立的管理显示屏。
相对目前行业发展而言,中大功率模块化UPS电源一般采用种类型,小功率模块化UPS一般采用第二种类型,而且两种类型UPS的共同特点是功率变换部分是立控制的,而且能实现N+X并联,从而模块化UPS的可靠性。
模块化UPS的应用
模块化UPS电源广泛应用于数据处理中心、计算机机房、ISP服务商、电信、金融、证券、交通、税务、医疗系统等。
由于模块化UPS的技术难度大,厂家投入研发的成本很高,所以价格普通传统的UPS。随着国内厂商的研发投入,技术的进步将带来可靠性的提高,模块化UPS更利于大规模定制,则成本将呈相对下降趋势。