UPS蓄電池維護(hù)措施及放電時(shí)間淺談

李靜 劉青　劉淑娜　王波　李芳芳

摘要：本文簡(jiǎn)要介紹UPS原理及在維護(hù)UPS蓄電池過程中我們應(yīng)該注意的事項(xiàng)，并著重介紹UPS蓄電池放電時(shí)的問題。

關(guān)鍵詞：UPS蓄電池；放電

UPS是不間斷的電源，是一種電源儲(chǔ)能裝置，是以逆變器為主要組成部分的恒壓、恒頻的不問斷電源，主要是用于給汁算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他電力電子設(shè)備提供不問斷的電力供應(yīng)。不間斷電源是電廠關(guān)鍵設(shè)備的保衛(wèi)衛(wèi)士，他的到來是電廠的新的革命。現(xiàn)代工業(yè)一旦斷電，企業(yè)將無法運(yùn)行，儀表、計(jì)算機(jī)將無法顯示，UPS將消除市電供電質(zhì)量差，晃電頻繁，電壓波動(dòng)大的危害性，大大提高供電的連續(xù)性，所以說它具有很大的重要性。

一.UPS的工作原理

UPS是一種含有儲(chǔ)能裝置，以逆變器為主要元件，穩(wěn)壓，穩(wěn)頻輸出的電源保護(hù)設(shè)備。當(dāng)市電正常輸入時(shí)，UPS就將市電穩(wěn)壓后給負(fù)載使用。同時(shí)對(duì)機(jī)內(nèi)電池充電，把能量?jī)?chǔ)存在電池里，當(dāng)市電中斷或輸入故障時(shí)，UPS即將機(jī)內(nèi)電池的能量通過逆變轉(zhuǎn)換為交流電繼續(xù)供負(fù)載使用，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟，硬件不受損壞。

二.電池放電介紹

蓄電池是UPS的心臟，不管UPS電路多么先進(jìn)，其性能最終取決于它的電池，一旦電池失效，再好UPS也無法提供不問斷供電。目前，UPS一般都使用免維護(hù)密封鉛酸蓄電池，由于采用陰極吸收式密封技術(shù)，克服了普通蓄電池需要定期補(bǔ)水的缺點(diǎn)，具有“免維護(hù)”、使用方便、不污染環(huán)境、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。它使用高氫過電位的板柵材料，減少了電池在存放和充電過程中的氣體分解。正極表面的超細(xì)玻璃纖維膜，阻止了活性物質(zhì)脫落，提高了電池的壽命。安全閥的使用使蓄電池很少產(chǎn)生氣體，又可使已產(chǎn)生的氧氣被負(fù)極鉛所吸收，使蓄電池?zé)o水的損失，達(dá)到了密封免維護(hù)的目的。

免維護(hù)蓄電池的工作原理與普通鉛蓄電池相同。放電時(shí)，正極板上的二氧化鉛和負(fù)極板上的海綿狀鉛與電解液內(nèi)的硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛和水，硫酸鉛則沉淀在正負(fù)極板上，而水則留在電解液內(nèi)；充電時(shí)，正負(fù)極板上的硫酸鉛叉分別還原成二氧化鉛和海綿狀鉛。免維護(hù)蓄電池，由于其負(fù)極板上的硫酸鉛含量比正極板上多，因此，充足電時(shí)正極板的硫酸鉛全部轉(zhuǎn)變成了二氧化鉛，而負(fù)極板用來產(chǎn)生氧氣，被用于使多余的硫酸鉛轉(zhuǎn)變成海綿狀鉛。同時(shí)，在正極板上所產(chǎn)生的氧氣也不會(huì)外逸，而是迅速與負(fù)極板上的活性物質(zhì)（海綿狀鉛）發(fā)生反應(yīng)生成二氧化鉛，再與電解液中的硫酸反應(yīng)變成硫酸鉛和水。因此從理論上講，免維護(hù)蓄電池即使被過充電時(shí)，其電解液中的水也不會(huì)散失。

1）、電池種類簡(jiǎn)介：

堿性蓄電池

酸性蓄電池

2）、電池反應(yīng)原理：

鉛蓄電池內(nèi)的陽(yáng)極（Pbo2）及陰極（Pb）浸到電解液（稀硫酸）中，兩極間會(huì)產(chǎn)生2V的電力。這是根據(jù)鉛蓄電池原理，經(jīng)由充放電，則陰陽(yáng)極及電解液即會(huì)發(fā)生如下的變化：

（陽(yáng)極）（電解液）（陰極）（陽(yáng)極）（電解液）（陰極）

PbO2+2H2SO4+Pb…>PbSO4+2H20+PbSO4（放電反應(yīng)）

（過氧化鉛）（硫酸）（海綿狀鉛）

（陽(yáng)極）（電解液）（陰極）（陽(yáng)極）（電解液）（陰極）

PbSO4+2H20+PbS04--->PbO2+2H2S04+Pb（充電反應(yīng)）

（硫酸鉛）（水）（硫酸鉛）

3）放電中的化學(xué)變化

蓄電池連接外部電路放電時(shí)，稀硫酸即會(huì)與陰、陽(yáng)極板上的活性物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，生成新化合物“硫酸鉛”。經(jīng)由放電硫酸成分從電解液中釋出，放電愈久，硫酸濃度愈稀薄。所消耗之成份與放電量成比例，只要測(cè)得電解液中的硫酸濃度，亦即測(cè)其比重，即可得知放電量或殘余電量。

4）充電中的化學(xué)變化

由于放電時(shí)在陽(yáng)極板，陰極板上所產(chǎn)生的硫酸鉛會(huì)在充電時(shí)被分解還原成硫酸，鉛及過氧化鉛，因此電池內(nèi)電解液的濃度逐漸增加，亦即電解液之比重上升，并逐漸回復(fù)到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活性物質(zhì)已還原到可以再度供電的狀態(tài)，當(dāng)兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質(zhì)時(shí)，即等于充電結(jié)束，而陰極板就產(chǎn)生氫。

5）溫度與實(shí)際容量基本成正比關(guān)系儲(chǔ)藏壽命與溫度基本成反比，超過25度，溫度每升高l0度，壽命減少一半。長(zhǎng)期閑置電池每3-4個(gè)月充放電一次。放電終了電壓不低于10.5伏，免維護(hù)蓄電池的使用壽命還與放電溫度有關(guān)。放電深度：實(shí)際釋放安時(shí)數(shù)/標(biāo)稱容量

100%壽命為200～250次。

50%壽命為500～600次。

3O%壽命為1200次以上。

目前廠家設(shè)計(jì)方案中UPS在滿載或半載時(shí)，電池放電深度達(dá)33%式自動(dòng)關(guān)機(jī)，但在過渡輕載下，（小于0.05C）以下時(shí)，放到自動(dòng)關(guān)機(jī)，則電池會(huì)放電過度，因此，小電流長(zhǎng)時(shí)間放電狀態(tài)要避免。

舉例：

我廠的ups，輸入電壓三相380v，輸出電壓三相380v容量30kva，電池規(guī)格38ah，12v，48節(jié)，放電電流i=0.4*38=15.2a，放電時(shí)間t：0.4+38/i=15.2/15.2=60min，放電電阻爐功率p=48*12v*15.2a/t=8755.2/1=8755.2w=8.7kw

三.UPS電池使用注意事項(xiàng)

1、電池活化操作

原則：改善充放電特性，又不減少電池使用壽命。

操作方法：

1）、全面清掃UPS，重點(diǎn)風(fēng)扇部位，有無異常。（聲音震動(dòng)氣味）

2）、了解UPS輸出功率，電池?cái)?shù)量及電池額定電壓、容量。

3）、檢查電池端電壓有無異常，（指相差過大，電壓過第l0.5V）如果有異常則需進(jìn)一步檢查，測(cè)內(nèi)阻1O～30毫歐，超過200毫歐則需更換。

4）、放電過程中注意監(jiān)測(cè)電池電壓，放電終了時(shí)一般單節(jié)電壓不應(yīng)低于

l1.5V自動(dòng)關(guān)機(jī)時(shí)總電壓不應(yīng)低于10.5NV。

2、所有UPS中的蓄電池實(shí)際可供使用的容量與蓄電池的放電電流大小、蓄電池的環(huán)境工作溫度、貯存時(shí)間的長(zhǎng)短及負(fù)載性質(zhì)（電阻性，電感性、電容性）密切相關(guān)。如果不能正確地使用UPS，往往會(huì)造成蓄電池實(shí)際可供使用的

容量?jī)H為蓄電池標(biāo)稱容量的很小一部分，為此用戶在使用蓄電池時(shí)需注意。

3、蓄電池的過度放電和蓄電池長(zhǎng)時(shí)間的開路閑置不用，都會(huì)使蓄電池的內(nèi)部產(chǎn)生大量的硫酸鉛，并被吸附到蓄電池的陰極上，形成所謂的陰極“硫酸鹽化”。其結(jié)果是造成電池內(nèi)阻增大，蓄電池的可充放電性能變壞。目前常用的M型密封式鉛酸蓄電池的使用壽命大約為3—5年。

4、有的用戶采用降低UPS實(shí)際負(fù)載功率或增大蓄電池容量的辦法來延長(zhǎng)蓄電池的放電時(shí)間。

5、保護(hù)好蓄電池UPS的一個(gè)非常重要的組成部分就是蓄電池。目前，多數(shù)中小型的UPS都采用無需維護(hù)的密封式鉛酸蓄電池雖然表面上它不需要維護(hù)，但照顧不周，同樣會(huì)出毛病，何況這種電池還挺貴。來自UPS維修部門的數(shù)據(jù)表明：約30%的UPS損壞實(shí)際上只是電池壞了。所以，維護(hù)UPS的關(guān)鍵是維護(hù)蓄電池。

6、定期維護(hù)。必須定期（三個(gè)月）人為中斷市電，使UPS帶負(fù)載放電。因?yàn)殚L(zhǎng)期沒斷過電，所以你一直以為它是在正常工作的，而實(shí)際上一旦斷電，它只能提供很短的延時(shí)甚至根本沒有延時(shí)，原因就是蓄電池長(zhǎng)期處于浮充的充電狀態(tài)。

四.結(jié)語(yǔ)

目前我公司重點(diǎn)車間都配有中小型UPS，它的技術(shù)在我廠被廣泛的應(yīng)用，作為維護(hù)的單位，在本職工作中每天定時(shí)都對(duì)UPS巡檢、維護(hù)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，確保了設(shè)備的正常運(yùn)行，為總廠可靠供電提供的保證。