探討UPS蓄電池的選用原則及維護(hù)方法

毛文濤

摘? 要：隨著現(xiàn)代社會科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，UPS系統(tǒng)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于各個領(lǐng)域中，在一定程度上改變了人們的生活方式與工作方式。從實際生產(chǎn)生活的角度分析，UPS系統(tǒng)是市政電力系統(tǒng)故障時最后的能源保障，其系統(tǒng)綜合使用性能直接影響到電源保障能力。因此，在實際應(yīng)用的過程中，工程人員需要考慮UPS所配置的蓄電池的基本原理與性能參數(shù)，靈活選擇蓄電池類型和品牌，優(yōu)化計算蓄電池的后備放電時間、容量和蓄電池組數(shù)，定期維護(hù)蓄電池組，從而充分發(fā)揮UPS蓄電池系統(tǒng)的應(yīng)用價值。文章簡要分析了UPS蓄電池組成結(jié)構(gòu)，對UPS蓄電池的選用原則、UPS蓄電池的維護(hù)方法進(jìn)行深入探究。

關(guān)鍵詞：UPS蓄電池;選用原則;維護(hù)方法

中圖分類號：TM912 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）36-0101-02

Abstract： With the rapid development of modern social science technology， UPS system has been gradually applied in various fields， which has changed people's way of life and work to a certain extent. From the point of view of actual production and life， UPS system is the last energy guarantee in case of municipal power system failure， and its comprehensive performance directly affects the power supply guarantee capacity. Therefore， in the process of practical application， engineers need to consider the basic principles and performance parameters of the battery configured by UPS， flexibly select the type and brand of battery， optimize and calculate the backup discharge time， capacity and the number of battery groups， and maintain the battery pack regularly， so as to give full play to the application value of UPS battery system. This paper briefly analyzes the composition and structure of UPS battery， and probes into the selection principle of UPS battery and the maintenance method of UPS battery.

Keywords： UPS battery; selection principle; maintenance method

引言

在現(xiàn)代社會背景下，UPS電源系統(tǒng)被充分運(yùn)用于各個領(lǐng)域中，比如：金融、通信、保險、交通、稅務(wù)、軍隊、教育、政府等，其中蓄電池的綜合性能直接影響到UPS系統(tǒng)的電能儲存能力。因此，工程人員要想在最大程度上發(fā)揮蓄電池的應(yīng)用價值，建議優(yōu)化選擇蓄電池的類型和品牌，分別考慮蓄電池的后備放電時間、容量、蓄電池組數(shù)、使用周期、使用環(huán)境等，以此強(qiáng)化UPS蓄電池系統(tǒng)的運(yùn)行效率，保證其能夠滿足各項使用需求[1]。

1 UPS電源系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

蓄電池是UPS電源系統(tǒng)中的重要構(gòu)成部分，是能夠?qū)崿F(xiàn)電能儲存與利用的關(guān)鍵構(gòu)件;UPS電源系統(tǒng)在市政電力系統(tǒng)應(yīng)用過程中，一旦出現(xiàn)意外斷電的情況，則可以利用UPS電源系統(tǒng)的蓄電池組對逆變器供電，促使其能夠?qū)⒅绷麟娫崔D(zhuǎn)化為交流電，若UPS蓄電池組能夠在一段時間內(nèi)持續(xù)供電，則能夠保證UPS系統(tǒng)在此時間內(nèi)不間斷地向負(fù)載設(shè)備供電，從而不會影響城市居民的日常生活與工作。

關(guān)于UPS蓄電池的結(jié)構(gòu)組成，主要包括：殼體、極柱、電解液、極板組、隔板等。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，蓄電池能夠?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能向外供電，同時當(dāng)蓄電池與外界電力系統(tǒng)相聯(lián)而將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能進(jìn)行存儲，實現(xiàn)蓄電池放電、充電的反復(fù)利用。以下是UPS電源系統(tǒng)的主要構(gòu)成：

第一，UPS蓄電池;UPS蓄電池是系統(tǒng)的關(guān)鍵內(nèi)容，是儲存電能的重要部分，其主要是由多個蓄電池單元構(gòu)成，通過蓄電池間的串聯(lián)形成蓄電池組。蓄電池組的容量規(guī)格直接決定了UPS蓄電池系統(tǒng)的后備放電時間。在工程應(yīng)用的過程中，若市電系統(tǒng)正常供電，則蓄電池能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化成為化學(xué)能源，一旦市電系統(tǒng)發(fā)生故障，則化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能向外供電。

第二，逆變器;逆變器是實現(xiàn)將蓄電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠?qū)C轉(zhuǎn)化成為AC，其可以細(xì)化分為濾波電路、逆變橋、控制邏輯。

第三，靜態(tài)開關(guān);靜態(tài)開關(guān)是一種無接觸點(diǎn)的開關(guān)，由兩個可控硅通過反向并聯(lián)的方式構(gòu)成，是一種交流開關(guān)，受到邏輯控制模塊的管理。在UPS蓄電池系統(tǒng)中，可以分為并機(jī)型（負(fù)責(zé)兩路電源供電轉(zhuǎn)換控制）、轉(zhuǎn)換型（用于逆變器與市電的并聯(lián)控制）[2]。

第四，整流器;這是一個整流裝置，能夠?qū)C轉(zhuǎn)化為DC;在實際應(yīng)用的過程中，能夠?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)化為直流電，之后供給負(fù)載;或者為蓄電池提供充電服務(wù)。

2 UPS蓄電池的選用原則

2.1 UPS蓄電池的容量選擇

在蓄電池的選擇過程中，工程人員要關(guān)注蓄電池的容量。一般情況下，不同的用電設(shè)備會給出特定的額定功率或者額定電流參數(shù)，且不同類型的負(fù)載之間具有較大的差距。工程人員可以結(jié)合負(fù)載總?cè)萘?，結(jié)合公式“USP容量≥80%的負(fù)載容量”，就是控制USP蓄電池的最大容量在負(fù)載容量的80%左右。之所以選擇80%，主要是考慮到負(fù)載啟動時產(chǎn)生的電流沖擊情況，還需要考慮到以后的擴(kuò)容問題。此外，要想合理選擇蓄電池的容量，建議結(jié)合放電需求、應(yīng)用場景、終止電壓、系統(tǒng)效率及電池組數(shù)等參數(shù)，調(diào)整UPS蓄電池的功率;工程人員還需要根據(jù)蓄電池的恒定功率計算逆變器的選擇參數(shù)[4]。

2.2 UPS蓄電池的壽命問題

在UPS蓄電池的選擇過程中，工程人員要全面考慮蓄電池的壽命問題，要盡可能的延長蓄電池的使用壽命。一般情況下，要想保證蓄電池的使用壽命，首先就要結(jié)合UPS電源系統(tǒng)的實際設(shè)計需求，明確設(shè)計目標(biāo)，控制電池容量，保證容量能夠滿足使用需求;其次，要控制UPS蓄電池系統(tǒng)的硬件設(shè)備質(zhì)量，保證各零構(gòu)件的質(zhì)量參數(shù)符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，以此保證其在使用的過程中能夠正常運(yùn)行，避免由于硬件質(zhì)量較低引發(fā)UPS蓄電池系統(tǒng)運(yùn)行故障。再次，工程人員要優(yōu)化選擇逆變器與整流器設(shè)備，保證二者能夠滿足直流電與交流電之間的轉(zhuǎn)換。最后，要合理選擇UPS蓄電池系統(tǒng)的故障保護(hù)裝置，如斷路器、熔斷器等，避免由于UPS系統(tǒng)故障而導(dǎo)致蓄電池系統(tǒng)損壞。

2.3 UPS蓄電池的使用環(huán)境

在UPS蓄電池的選擇過程中，建議工程人員關(guān)注蓄電池的使用環(huán)境，避免將其放置在不恰當(dāng)?shù)墓ぷ鳝h(huán)境中，影響UPS蓄電池系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。一方面，建議控制UPS蓄電池系統(tǒng)的溫度環(huán)境，工程人員要嚴(yán)格控制蓄電池系統(tǒng)的所在環(huán)境位置與為溫度條件，控制溫度在20℃-25℃之間;在放置蓄電池的機(jī)柜上設(shè)置散熱孔或者風(fēng)機(jī)，保證蓄電池與外界空氣的流通，避免由于工作環(huán)境溫度較高導(dǎo)致系統(tǒng)過度放電，防止出現(xiàn)系統(tǒng)短路的情況，從而延長UPS蓄電池的使用周期，體現(xiàn)UPS蓄電池系統(tǒng)的應(yīng)用性能。另一方面，建議工程人員關(guān)注蓄電池的保存環(huán)境，保證通風(fēng)情況良好。

3 探討UPS蓄電池的維護(hù)方法

3.1 UPS蓄電池的定期檢查

在UPS蓄電池系統(tǒng)的使用過程中，要想進(jìn)一步提高系統(tǒng)的應(yīng)用效率，延長使用壽命，建議定期檢查UPS蓄電池系統(tǒng)運(yùn)行情況，為之后的維護(hù)工作提供重要依據(jù)。建議工程人員定期檢查蓄電池組，觀察UPS蓄電池組的外觀情況，分析其是否存在異常，及時發(fā)現(xiàn)漏液、爬酸的情況;還需要定期檢查UPS蓄電池的間端電壓情況，檢查內(nèi)阻值，保證UPS蓄電池系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。在檢查的過程中，若發(fā)現(xiàn)蓄電池間端電壓不穩(wěn)定的情況，則需要進(jìn)行調(diào)整，消除電源異常，保證蓄電池活性。

3.2 UPS蓄電池的更換

蓄電池的更換必須同容量、同類型、同廠家的電池做更換。不同容量、不同類型、不同廠家的蓄電池嚴(yán)禁混合使用;更換過程中，切勿將蓄電池的極柱短接，蓄電池短接會引起燃燒。

3.3 合理性的電池活化處理

在UPS蓄電池系統(tǒng)的使用過程中，要想進(jìn)一步提高系統(tǒng)的應(yīng)用效率，建議定期給UPS蓄電池進(jìn)行活化處理，保持蓄電池的活性，從而維護(hù)UPS蓄電池系統(tǒng)的應(yīng)用能力。在實際過程中，除了使用傳統(tǒng)的活化方法之外，工程人員還可以引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備，比如：在線活化系統(tǒng)，實現(xiàn)對UPS蓄電池的自動檢測，獲取各個電池的電壓情況，實現(xiàn)在電池充電、放電與靜置全過程的均衡管理，保證電池組中每一節(jié)電池電壓的穩(wěn)定，促使其始終處于相同的工作狀態(tài)。

3.4 合理的保存環(huán)境

在UPS蓄電池系統(tǒng)的使用過程中，要想進(jìn)一步提高系統(tǒng)的應(yīng)用效率，建議工程人員管理蓄電池，將蓄電池放置在合適的環(huán)境中。結(jié)合上述文章可以發(fā)現(xiàn)，UPS蓄電池系統(tǒng)所在環(huán)境條件能夠直接影響到蓄電池的使用壽命及運(yùn)行狀態(tài)。因此，建議工程人員嚴(yán)格控制蓄電池所在環(huán)境的溫度條件、通風(fēng)條件與空氣干燥度條件，確保環(huán)境溫度始終在20℃左右，以此保證蓄電池處于最佳運(yùn)行狀態(tài)中。

4 結(jié)束語

綜上所述，UPS蓄電池系統(tǒng)是現(xiàn)代社會的產(chǎn)物，是能夠為人們提供電源保障的重要技術(shù)形式。在實際應(yīng)用的過程中，要想在最大程度上發(fā)揮UPS蓄電池系統(tǒng)的應(yīng)用價值，延長蓄電池的使用壽命，建議分別從蓄電池的選擇與維護(hù)兩方面入手。一方面，要嚴(yán)格遵循容量選擇原則、壽命選擇原則與使用環(huán)境選擇原則;另一方面，要定期檢查UPS蓄電池系統(tǒng)，分析其中蓄電池的使用情況，合理開展活化處理，提高蓄電池的使用水平，且讓蓄電池始終處于合適的環(huán)境中，保護(hù)蓄電池的化學(xué)穩(wěn)定性，避免將其放置于高溫高壓環(huán)境中，避免過度使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈平，周鴻喜，楊洪，等.蓄電池遠(yuǎn)程維護(hù)設(shè)備的充放電方法[J].通信電源技術(shù)，2019，36（01）：47-48+51.

[2]李富堯.UPS電源系統(tǒng)工作原理及維護(hù)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（18）：150-151.

[3]曹連兵，宋曉偉，王啟凡，等.數(shù)據(jù)中心UPS電源系統(tǒng)蓄電池組的選型研究[J].電氣應(yīng)用，2017，36（22）：50-54.

[4]徐軍忠.UPS選用原則參考技術(shù)參數(shù)選擇適用的UPS[J].電氣應(yīng)用，2016，35（22）：17.