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      科華ups電源__供電系統的蓄電池選擇、配置及維護!
      發布時間:2022-03-11   瀏覽次數:822

       科華ups電源__供電系統的蓄電池選擇、配置及維護!

            大型石油化工企業的明顯特點是原料及產品絕大多數為易燃、易爆、有毒、腐蝕性強的物質:生產工藝連續性強,主動化程度高,技術雜亂,設備品種繁多,稍有不慎就可能發作破壞性很大的事故。因而石化企業對供應可靠電源確保的UPS供電體系的可靠性、連續性和安全性要求很高。

        
        科華UPS供電體系在各職業數據中心中起到重要的電源確保效果,要為負載供應不間斷的供電,就有必要具有電能貯存的功用。因而,蓄電池成為UPS供電體系的重要組成部分。而因為蓄電池自身或許辦理上的原因,現在有許多UPS故障是由蓄電池引起。因而有必要加強對蓄電池特性的了解,正確選配和運用蓄電池,盡可能地延長蓄電池的運用壽數。一起,如何辦理蓄電池成為各個UPS廠家及職業用戶重點研討的問題。
        
        以下對現在大型UPS體系廣泛選用的閥控式密封鉛酸(VRLA)蓄電池在UPS供電體系中的效果、作業原理、裝備、選用、裝置、保護等方面進行討論。
        
        2.蓄電池在科華ups電源供電體系中的效果和含義
        
        在UPS供電體系中,蓄電池大多選用免保護蓄電池。蓄電池在UPS供電體系中的主要效果就是貯存電能,一旦市電中止,由電池放電供應逆變器,由逆變器將電池釋放出的直流電轉變為正弦交流電,堅持UPS的電源輸出,確保負載在必定的時刻內正常用電。
        
        在市電正常供電時,電池在整流-充電電路中貯存電能,一起對直流電路起到滑潤濾波的效果,并在逆變器發作過載時,起到緩沖器的效果。
        
        而在日常作業中,人們往往片面地以為蓄電池是免保護的而不加注重。但是因為對蓄電池的不合理運用,發生了蓄電池的電解液干涸、熱失控、早期容量損失、內部短路等問題,進而嚴重影響到供電體系的可靠性。有材料標明,蓄電池故障而引起UPS主機故障或作業不正常的比例大約為60%。由此可見,加強對UPS電池的正確運用與保護,對延長蓄電池的運用壽數,下降UPS供電體系故障率,有著越來越重要的含義。
        
        3.蓄電池的品種
        
        蓄電池在UPS中已得到廣泛的應用,其品種繁多,類型完全,標準各異,但按其根本性質能夠分為酸性電池和堿性電池兩大類:
        
        酸性電池:酸性電池的電解液一般是由稀硫酸(H2SO4)或許膠體硫酸構成,極板由鉛Pb和過氧化鋁PbO2構成,經過化學反響貯存電荷,起到電池儲能的效果。
        
        堿性電池:堿性電池的電解液一般是由氫氧化鉀KOH或許氫氧化鈉NaOH(燒堿)組成。極板因為電池的結構不同而各異。如鎘鎳電池正極板是氫氧化鎳Ni(OH)3,負極板是鎘Cd;鐵鎳電池的正極板是氫氧化鎳Ni(OH)3,負極板是鐵Fe;銀鋅電池的正極板是過氧化銀Ag2O3,負極板是鋅Zn。
        
        4.鉛酸蓄電池的作業原理
        
        UPS、直流電源設備常用的蓄電池是鉛酸蓄電池。傳統的鉛酸蓄電池是開口式結構,電池在運用過程中,有氫氣和氧氣以及酸霧逸出,不只污染環境還具有危險性,保護時需求加水、加酸,已逐步被商場淘汰?,F在UPS供電體系中蓄電池大多選用閥控式密封鉛酸(VRLA)蓄電池。閥控式鉛酸蓄電池的主要優點是在充電時正極板上發生的氧氣,經過再化合反響在負極板上還原成水,運用時在規則浮充壽數期內不必加水保護,所以又稱為免保護鉛酸蓄電池??梢?,免保護只是與一般蓄電池相比,運轉中免除了增加純水或蒸餾水,調整電解液液面的項目,并非免除全部保護作業。
        
        閥控式密封鉛酸蓄電池的作業原理,根本上沿襲于傳統的鉛酸蓄電池,其正極活性物質是二氧化鉛(PbO2),負極活性物質是海綿狀鉛(Pb),電解液是稀硫酸(H2SO4),其電極反響方程式如下:
        
        PbO2+2H2SO4+Pb≒2PbSO4+2H2O
        
        5.兩種閥控式密封鉛酸蓄電池比較
        
        現在閥控式密封鉛酸蓄電池主要有兩類,即玻璃纖維隔板陰極吸收式密封鉛蓄電池(如GNB、霍克電池)和硅凝膠密封鉛蓄電池(如德國的陽光電池)。
        
        兩種電池極板相同:正極板柵選用鉛鈣錫鋁四元合金或低銻多元合金,負極板柵選用鉛鈣錫鋁四元合金。并運用緊裝置和貧液規劃,在電池的上蓋中設置了一個
        
        單向的安全閥。因為選用無銻的鉛鈣錫鋁四元合金,進步了負極析氫過電位,然后抑制氫氣的分出,一起,選用特制安全閥使電池堅持必定的內壓。
        
        兩種電池隔板不同:即分別選用超細玻璃纖維棉(AGM)隔板和硅凝膠二種不同方法來“固定”硫酸電解液。它們都是運用陰極吸收原理使電池得以密封的,但給正極分出的氧氣抵達負極供應的通道是不同的。對AGM密封鉛酸蓄電池而言,AGM隔閡中雖然堅持了電池的大部分電解液,但有必要使10%的隔閡孔隙中不進入電解液。正
        
        極生成的氧氣就是經過這部分孔隙抵達負極而被負極吸收的。對膠體密封鉛酸蓄電池而言,電池內的硅凝膠是以SiO2質點作為骨架構成的三維多孔網狀結構,它將電解液包藏在里面。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后,骨架要進一步收縮,使凝膠呈現裂縫貫穿于正負極板之間,給正極分出的氧氣供應了抵達負極的通道。
        
        由此看出,兩種電池的差異就在于電解液的“固定”方法和供應氧氣抵達負極通道的方法有所不同,因而兩種電池的功能也各有千秋。
        
        6.UPS供電體系中蓄電池的裝備和挑選
        
        在UPS供電體系中,能夠說蓄電池是這個體系的支柱。沒有蓄電池的UPS只能稱做穩壓穩頻電源。UPS之所以能實現不間斷供電,就是因為有了蓄電池。在規劃UPS時,首先應考慮挑選什么類型的蓄電池,即蓄電池的額外電壓、額外容量及應由多少節蓄電池組合等。
        
       ?。?)蓄電池的額外容量挑選
        
        因為蓄電池的實踐可運用容量與放電電流巨細、體系電壓、放電時刻、蓄電池作業環境溫度、蓄電池貯存時刻的長短、負載品種和特性等因素密切相關。蓄電池的容量一般是指在20°C,以20h放電率放電到1.75V/單體時,蓄電池輸出的功率數(W)。
        
        (2)蓄電池的指標挑選
        
        內阻:應挑選內阻小的蓄電池,這樣才能持續大電流放電。假如內阻較大,在充放電過程中功耗加大,使蓄電池發燙。
        
        浮充電壓:在相同溫度下,浮充電壓值高意味著儲能量大,質量差的蓄電池浮充電壓值一般較小。蓄電池浮充電壓值在不同的溫度時應進行修正。
        
        在大中型(幾kVA-幾千kVA)UPS中選用2V單體系列蓄電池,避免選用小容量組合蓄電池進行混聯。
        
        7.蓄電池的運用和保護
        
        7.1VRLA蓄電池的運轉環境與裝置
        
        作為備用蓄電池,蓄電池平常都處于浮充狀況,此刻蓄電池內部仍進行著雜亂的能量轉化。浮充過程中所用的電能根本上轉化為熱能。因而要求蓄電池所處的環境應有杰出的通風散熱能力或有空調設備。
        
        電池盡可能裝置在清潔、陰涼、通風、干燥的當地,并要避免受到陽光、加熱或輻射熱源的影響,讓電池有一個杰出的作業、貯存環境。
        
        蓄電池一般應在5℃~35℃范圍內進行充電,低于5℃或高于35℃都會下降壽數,充電的設定電壓應在指定范圍內,如超出指定范圍將形成蓄電池損壞、容量下降、壽數縮短。
        
       ?。?)初充電:蓄電池在裝置或大修后的第一次充電,稱為初充電。初充電是否杰出,將嚴重影響蓄電池的壽數。
        
       ?。?)浮充充電:為了確保直流電源不間斷,延長蓄電池的運用壽數,一般都選用充電電源與蓄電池組并聯的浮充供電方法。
        
       ?。?)均衡充電:在正常運轉狀況下的電池組,一般不需求均衡充電。但假如發現電池組中單體電池之間電壓不均衡時,則應對電池組進行均衡充電。
        
       ?。?)彌彌補電:電池在寄存、運送、裝置過程中,會因自放電而失掉部分容量。因而,在裝置后投入運用前,應根據電池的開路電壓判斷電池的剩余容量,然后選用不同的方法對蓄電池進行彌彌補電。對備用放置的蓄電池,每3個月應進行一次彌彌補電。
        
        7.2VRLA蓄電池的運用與保護
        
        隨著科技的不斷發展,UPS的功能越來越好,平均無故障時刻越來越長,整機的可靠性越來越高。做好UPS中蓄電池的運用與保護變得尤為重要。
        
        (1)新電池的充電
        
        新的蓄電池在裝置結束后,一般要進行一次較長時刻的充電,充電要按說明書中的規則進行,待電池組充電結束后,進行一次放電,放電后再次充電,意圖是延長電池的運用壽數,進步電池的活性和充放電特性。
        
        (2)守時充放電
        
        UPS蓄電池長時刻閑置不用或使蓄電池長時刻處于浮充狀況而不放電,會導致電池中大量的硫酸鉛吸附到電池的陰極外表,導致內阻增大、活性下降,使蓄電池的運用壽數大大縮短。對于市電供電杰出的單位,需求每隔三個月進行一次“治療性”充、放電過程,即電池帶載放電、再充電操作,并記載相關數據,與曾經放電記載進行比較剖析電池功能狀況,對電池組整體進行保護查看,真實遇到市電停電時,才能有效保護負載安全。
        
        (3)禁止深度放電
        
        蓄電池的運用壽數與蓄電池的放電深度密切相關。深度放電會形成蓄電池內部極板外表硫酸鹽化,導致蓄電池內阻增大,嚴重時會使單個電池呈現“反極化”現象和電池的永久性損壞。電池的放電深度嚴重影響電池的運用壽數,非無可奈何,不要讓電池處于深度放電狀況。
        
        (4)守時丈量電池浮充電壓、內阻
        
        隨著UPS運用時刻的延長,總有部分電池的充放電特性會逐步變壞,內阻增大、端電壓明顯下降,需求及時發現、及時替換,否則會影響整組電池的運用。這種電池的功能不行能在依托UPS內部的充電電路來處理,持續運用會存在危險,需求保護人員守時進行丈量查看每個單體電池的電壓、內阻,發現超出范圍的電池進行承認、及時替換。
        
        (5)其他注意事項
        
       ?、倜看涡铍姵亟M放電后應及時充電;
        
       ?、诓灰剐铍姵亟M被過電流或過電壓充電;
        
       ?、坌铍姵貞苊忾L時刻放置不用,也不能長時刻浮充而不放電。
        
        8.蓄電池的智能辦理
        
        蓄電池在正常情況下處于靜態寄存、備用作業狀況,為防止用戶在完全不知情的情況下,因為市電供電中止而形成UPS在極短時刻內進入“蓄電池電壓過低主動關機”的作業狀況,然后停止向負載供電。這就要求保護人員不只需求每日依照規則的時刻段進行現場巡視外,還需求將蓄電池辦理納入UPS監控體系,UPS實時對電池的狀況進行檢測,并將電池的相關信息經過網絡傳送到值班室或控制室以便作業人員了解電池的狀況,以確保電池的作業質量。為了進步電池的運用壽數,減少保護作業,下降保護本錢。應建立杰出的電池保護體系,必定要具備:
        
       ?。?)主動均/浮充轉化。即供電正常時對電池進行均恒充電。電池放電后主動對電池進行均恒充電,當電池充溢后,主動轉為浮充電。
        
       ?。?)充電限流。采納先恒流后恒壓的充電方法。充電初期,充電電流較大,UPS根據所裝備的蓄電池電池容量,主動將充電電流約束在0.1~0.2C,對蓄電池進行恒流充電,確保蓄電池充電時安全快速。當蓄電池容量達到80%今后,科華UPS轉為浮充電壓對蓄電池進行恒壓充電。
        
       ?。?)后備時刻顯示及低電壓報警。當UPS因為各種原因切換到蓄電池供電時,用戶需求及時地了解體系的后備時刻,且采納相應的措施。當蓄電池電壓降到低限時,報警告訴用戶,然后主動關機以防止蓄電池深度放電。
        
       ?。?)溫度補償。環境溫度變化時,有必要對浮充電壓進行校正,校正系數為18mV/℃(標稱12V的電池)。為簡單計,能夠分級校正。
        
        電池靜置時,溫度太高,電池的自放電加劇。電池運用條件推薦為20℃~25℃,溫度太低,電池放電容量下降,充電接受能力下降。溫度太高,反響加劇,導致失水,極板腐蝕加劇。電池的充電電壓經過溫度補償來改變,溫度高時,充電電壓下降,使電池處于最佳浮充狀況。
        
        因而,確保電池服務最佳方案是將環境溫度控制在20℃~25℃,控制放電次數、放電深度、放電和充電電流以及守時充放電的周期。
        
        9.結語
        
        以上經過對閥控式密封鉛酸蓄電池在UPS供電體系中的效果、作業原理、裝備保護等方面進行進行全面剖析,并結合實踐作業經驗,提出一些行之有效的方法,協助用戶進步蓄電池保護辦理水平,更加明確了蓄電池在確保UPS供電體系安全運轉中的重要效果。


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