賽能蓄電池使用壽命分析
賽能蓄電池使用壽命分析
一、UPS賽能蓄電池壽命
目前賽能蓄電池使用較多的是2V系列和12V系列。這兩種賽能蓄電池的壽命差別較大,一般2V系列的設(shè)計壽命是8-15年,12V系列的設(shè)計壽命是3-6年。由于12V系列的賽能蓄電池價格較便宜,目前在UPS系統(tǒng)中使用12V系列的賽能蓄電池比例較高。(賽能蓄電池的設(shè)計使用壽命指的是一種特定條件下的理論值(比如要求環(huán)境溫度為20-25℃,每個月的總放電量不超過額定的容量,而賽能蓄電池實(shí)際壽命是與使用條件密切相關(guān)的,環(huán)境溫度、放電深度和斷電頻度等因素都對賽能蓄電池實(shí)際使用壽命有著不同程度甚至很嚴(yán)重的影響。)
二、UPS賽能蓄電池使用要求與各項(xiàng)注意事項(xiàng)
1.使用環(huán)境要求
① 放置位置必須平穩(wěn);② UPS機(jī)箱各面距墻壁必須保持足夠的通風(fēng)距離;③ 遠(yuǎn)離熱源,無陽光直射,無腐蝕性;④ 保持正常的溫度和濕度;⑤ 保持室內(nèi)潔凈。
2.做好UPS的防感應(yīng)雷害工作
雷擊是所有電器的天敵,一定要注意保證UPS的有效屏蔽和接地保護(hù)。雷害主要是因雷云空對地或空對空放電所引起的一系列反應(yīng)造成的。當(dāng)云層放電時,附近架空電源線和通信線路因電磁感應(yīng)現(xiàn)象會產(chǎn)生感應(yīng)高電位脈沖。這些高電位脈沖沿著電源線或通信線進(jìn)入UPS,而UPS中采用了大量的CMOS集成電路模塊和控制用的CPU等微電子器件,它們對雷電的電磁脈沖非常敏感,因此很容易被擊壞。在UPS具備有效屏蔽和良好保護(hù)接地的前提下,一定要做好電源線和通信線(例如遠(yuǎn)端監(jiān)控信號線)的防雷過壓保護(hù)。
3.充電電壓對賽能蓄電池使用壽命的影響
賽能蓄電池的使用壽命與賽能蓄電池的浮充電壓有很大的關(guān)系,浮充電壓過高,板柵腐蝕速度增加,電解液損失速度加快,賽能蓄電池壽命縮短;浮充電壓過低,容易造成賽能蓄電池充電不足,影響賽能蓄電池容最。賽能蓄電池的浮充電壓應(yīng)隨著溫度變化而調(diào)整。溫度升高,浮充電壓應(yīng)降低,如賽能蓄電池浮充電壓不變,則浮充電流將增加,正極極化增大,板柵腐蝕速度隨之加快,賽能蓄電池壽命就會縮短。溫度降低,需要提高充電電壓,否則會因低溫而使得賽能蓄電池充電接受能力下降,而導(dǎo)致賽能蓄電池充電不足,賽能蓄電池壽命同樣會縮短。目前國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)要求,在一組賽能蓄電池中最大浮充電壓的差異應(yīng)≤50mV,所以應(yīng)重視并減小浮充狀態(tài)下賽能蓄電池的電壓運(yùn)行的差異。
賽能提示:為了延長賽能蓄電池的使用壽命,應(yīng)高度重視賽能蓄電池的充放電控制。賽能蓄電池的充電方式主要是浮充電和均衡充電兩種。必須了解不同充電方式的充電特點(diǎn)和充電要求,嚴(yán)格按照要求對賽能蓄電池進(jìn)行充電。一般賽能蓄電池投入使用的日期距出廠日期時間較長,賽能蓄電池經(jīng)過長期的自放電,容量必然大量損失,并且由于單體賽能蓄電池自放電大小的差異,致使賽能蓄電池的比重、端電壓等出現(xiàn)不均衡,投入使用前應(yīng)用均充電壓進(jìn)行初充電,否則,個別賽能蓄電池會進(jìn)一步擴(kuò)展成落后賽能蓄電池并會導(dǎo)致整組賽能蓄電池不可用。另外,如果賽能蓄電池長期不投入使用,閑置時間超過3個月后,應(yīng)該對賽能蓄電池進(jìn)行一次補(bǔ)充電。(有關(guān)的研究結(jié)果表明:板柵不同部位合金成分與結(jié)構(gòu)的分布均有所不同,因而會導(dǎo)致板柵電化學(xué)性能的不均衡性,這種不均衡性又會使在浮充和充、放電狀態(tài)下得電壓產(chǎn)生差異,且會隨著充、放電的循環(huán)往復(fù),使用這種差異不斷增大,形成所謂的“落后賽能蓄電池(賽能蓄電池失效)”)
4.減少深度放電
電池的使用壽命與它被放電的深度密切相關(guān)。UPS電源所帶的負(fù)載越輕,市電供電中斷時,蓄電他的可供使用容量與其額定容量的比值越大,在此情況下,當(dāng)UPS電源因電池電壓過低而自動關(guān)機(jī)時電池被放電的深度就比較深。
實(shí)際過程如何減少電池被深度放電的事情發(fā)生呢?方法很簡單:當(dāng)UPS電源處于市電供電中斷,改由賽能蓄電池向逆變器供電狀態(tài)時,絕大多數(shù)UPS電源都會以間隙4s左右響一次的周期性報警聲,通知用戶現(xiàn)在是由電池提供能量。當(dāng)聽到報警聲變急促時,就說明電源已處于深度放電,應(yīng)立即進(jìn)行應(yīng)急處理,關(guān)閉UPS電源。不是迫不得以,一般不要讓UPS電源一直工作到因電池電壓過低而自動關(guān)機(jī)才結(jié)束。
5.保證電源環(huán)境溫度
電池可供使用的容量與環(huán)境溫度密切相關(guān)。一般情況下,電池的性能參數(shù)都是室溫為20℃條件下標(biāo)定的,當(dāng)溫度低于20℃時,蓄電他的可供使用容量將會減少,而溫度高于20℃時,其可供使用的容量會略有增加。不同廠家不同型號的電池受溫度影響的程度不同。據(jù)統(tǒng)計,在-20℃時,賽能蓄電池可供使用容量只能達(dá)到標(biāo)稱容量的60%左右?梢姕囟鹊挠绊懖豢珊鲆。
6.重新浮充
UPS電源停機(jī)10天以上,在重新開機(jī)之前,應(yīng)在不加負(fù)載的條件下啟動UPS電源以利用機(jī)內(nèi)的充電回路重新對賽能蓄電池浮充10~12h以上再帶載運(yùn)行。
UPS電源長期處于浮充狀態(tài)而沒有放電過程,相當(dāng)于處在“儲存待用”狀態(tài)。如果這種狀態(tài)持續(xù)的時間過長,造成賽能蓄電池因“儲存過久”而失效報廢,它主要表現(xiàn)為電池內(nèi)阻增大,嚴(yán)重時內(nèi)阻可達(dá)幾Ω。
我們發(fā)現(xiàn):在室溫20℃下,存儲1個月后,電池可供使用的容量為其額定值的97%左右,如果儲存6個月不用,它的可使用容量變?yōu)轭~定容量的80%。如果儲存溫度升高,它的可使用容量還會降低。
因此建議用戶最好每隔20°C個月有意地拔掉市電輸入,讓UPS電源工作于由賽能蓄電池向逆變器提供能量的狀態(tài)。但這種操作不宜時間過長,在負(fù)載為額定輸出的30%左右時,約放電10min即可。
7.使用UPS時須考慮負(fù)載的大小及特性
UPS額定輸出功率是標(biāo)志該產(chǎn)品能驅(qū)動多大功率負(fù)載的重要參數(shù),它隨負(fù)載功率因數(shù)的變化而變化,如1kVA的UPS并不一定能驅(qū)動1kVA的負(fù)載,為了延長UPS的使用壽命,UPS不宜長期處于滿載狀態(tài)下運(yùn)行。后備式UPS一般選取額定功率的60%~70%的負(fù)載量,在線式UPS一般選取額定功率的70%~80%的負(fù)載量。同時UPS也不宜長期處于過度輕載狀態(tài)下運(yùn)行。
8.定期檢查
定期檢查各單元電池的端電壓和內(nèi)阻。對12V單元電池來說,在檢查中如果發(fā)現(xiàn)各單元電池間的端電壓差超過0.4V以上或電他的內(nèi)阻超過80mΩ以上時,應(yīng)該對各單元電池進(jìn)行均衡充電,以恢復(fù)電池的內(nèi)阻和消除各單元電池之間的端電壓不平衡。均衡充電時充電電壓取13.5~13.8V即可。經(jīng)過良好均衡充電處理的電池絕大多數(shù)都可將其內(nèi)阻恢復(fù)到30mΩ以下。
UPS電源在運(yùn)行過程中,由于各單元電池特性隨時間變化而產(chǎn)生的上述不均衡性是不可能再依靠UPS電源內(nèi)部的充電回路來消除的,所以對這種特性已發(fā)生明顯不均衡性的電池組,若不及時采取脫機(jī)均充處理的話,其不均衡度就會越來越嚴(yán)重。
9.注意充電器的選用
UPS電源用的免維護(hù)密封電池不能用可控硅式的“快速充電器”進(jìn)行充電。這是因?yàn)檫@種充電器會造成賽能蓄電池同時處于既“瞬時過流充電”又“瞬時過壓充電的惡劣充電狀態(tài)。這種狀態(tài)會使電池可供使用容量大大下降,嚴(yán)重時會使賽能蓄電池報廢。 在采用恒壓截止型充電回路的UPS電源時,注意不要將電池電壓過低保護(hù)工作點(diǎn)調(diào)得過低,否則,在它充電初期容易產(chǎn)生過流充電。
當(dāng)然,最好選用既具有恒流,又有恒壓的充電器對其進(jìn)行充電。
三、使用維護(hù)與保養(yǎng)注意事項(xiàng)
◇ 禁止在UPS輸出端口接帶有感性的負(fù)載。
◇ 使用UPS電源時,應(yīng)務(wù)必遵守產(chǎn)品說明書或使用手冊中的有關(guān)規(guī)定,保證所接的火線、零線、地線符合要求,用戶不得隨意改變其相互的順序。
◇ 嚴(yán)格按照正確的開機(jī)、關(guān)機(jī)順序進(jìn)行操作。避免因負(fù)載突然加載或突然減載時,UPS電源的電壓輸出波動大,而使UPS電源無法正常工作。
◇ 嚴(yán)禁頻繁地關(guān)閉和開啟UPS電源。一般要求在關(guān)閉UPS電源后,至少等待6秒鐘后才能開啟UPS電源,否則,UPS電源可能進(jìn)入“啟動失敗”的狀態(tài),即UPS電源進(jìn)入既無市電輸出,又無逆變輸出的狀態(tài)。
◇ 禁止超負(fù)載使用。UPS電源的最大啟動負(fù)載最好控制在80%之內(nèi),如果超載使用,在逆變狀態(tài)下,時常會擊穿逆變管。實(shí)踐證明:對于絕大多數(shù)UPS電源而言,將其負(fù)載控制在30~60%額定輸出功率范圍內(nèi)是最佳工作方式。
◇ 電池的放電要求:一般UPS對電池放電有保護(hù)措施,但放電至保護(hù)關(guān)機(jī)后,電池又可以恢復(fù)到一定的電壓,但這時不允許重新開機(jī),否則會造成電池過放電。UPS必須重新充電后才能投入正常使用。
◇ 新購買的UPS(或存放一段時間的UPS),必須先對電池充電之后才能投入正常使用。否則無法保證備用時間。
◇ 對于長期無停電的UPS,應(yīng)當(dāng)每隔3~6個月對UPS放電,然后重新充電。這樣才能延長電池的使用壽命。
◇ 對于長期存放的UPS,應(yīng)當(dāng)每隔3~6個月對UPS開機(jī)使用和充電,否則UPS主機(jī)和電池都會損壞。
◇ 定期對UPS電源進(jìn)行維護(hù)工作。清除機(jī)內(nèi)的積塵,測量賽能蓄電池組的電壓,檢查風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)情況及檢測調(diào)節(jié)UPS的系統(tǒng)參數(shù)等。
根據(jù)《電信電源維護(hù)規(guī)程》規(guī)定,賽能蓄電池遇到下列情況之一時,應(yīng)進(jìn)行均衡充電:
(1)2只以上單體賽能蓄電池的浮充電壓低于2. 18V。
(2)放電深度超過20%。
(3)閑置不用的時間超過3個月。
(4)全浮充時間不超過3個月。
因此,為了延長賽能蓄電池的使用壽命,要檢測賽能蓄電池放電情況,根據(jù)放電時間和放電電流積分計算放電容最,放電容量達(dá)到20%要能在監(jiān)控設(shè)備上記錄下來,并及時進(jìn)行均充。同時在賽能蓄電池監(jiān)控設(shè)備上可以設(shè)置定期均充周期,一般推薦3個月。
賽能賽能蓄電池是UPS系統(tǒng)中的一個重要組成部分,其質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系到整個UPS系統(tǒng)的可靠程度。賽能通過對UPS維修工作中各種故障的統(tǒng)計可以得出這樣的結(jié)論:后備式UPS電源,由電池引發(fā)的故障超過了總故障的50%。在線式UPS電源,因?yàn)樗碾娐吩O(shè)計合理,驅(qū)動功率元件容量所取的余量大,因而電源電路故障率很低,相比之下,由電池組所引發(fā)的故障率上升至60%以上。可見,正確地使用和維護(hù)好電池是延長電池組壽命、降低UPS電源總故障率的關(guān)鍵因素之一。下面就跟著賽能來一起分析影響UPS賽能蓄電池使用壽命的幾方面原因,對于賽能蓄電池的正確使用和維護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。
結(jié)束語:
目前在UPS不間斷電源中,廣泛使用密封式免維護(hù)賽能蓄電池作為儲存電能的裝置。當(dāng)市電中斷時,UPS電源將靠儲存在賽能蓄電池中的能量維持其逆變器的正常工作。此時,賽能蓄電池通過放電將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能提供給UPS電源使用。市場上被廣泛使用的是密封免維護(hù)鉛酸賽能蓄電池,其價格比較昂貴,對于長延時UPS電源而言,賽能蓄電池的成本比較可觀。由此可見,正確地使用和維護(hù)好賽能蓄電池組,盡可能地延長賽能蓄電池的使用壽命非常重要,不可掉以輕心。如果維護(hù)使用正確的話,普及型賽能蓄電池的壽命一般可達(dá)到3-5年,有些進(jìn)口賽能蓄電池的壽命可達(dá)到10年左右
就如同老話說的,人人都會買車,都會開車,但是維護(hù)車就不一定會了,賽能蓄電池也是這樣,我們一定要注意賽能蓄電池的維護(hù)!