电池的配置 UPS配置电池的容量和数量是根据UPS的额定功率、直流电压、后备时间及生产成本决定的,当负载确定后,UPS的输出功率是恒定的,电池组输出的电流可由下式估算: P·cos∮ I=—————————— η·E·γ 式中:I——电池组放电电流; P——UPS的额定功率; cos∮——负载功率因数(一般取0.8) η——变压器的效率 E——蓄电池电压 γ——电池效率(一般取0.9) 然后,根据电流值,利用电池容量或电池电流数据就可以选择所需要的电池。 电池安装位置及连接也很重要,不能靠近发热元件,防止环境温度过高造成电池热失控而过早失效。 当UPS不用时应断开电池组的正负二端的外电路,否则会由于UPS自身损耗一定的功率,可能使电池组过放电而损坏,此外,由于多节电池串联对电池性能一致性要求较高,即每节电池电压、容量差别小。因此,UPS中配置的电池应该经过筛选,否则将影响UPS后备时间和使用寿命。 阀控式密封铅酸蓄电池不需要加水,亦即可保证电池不失水或极少失水,这一性能除了电池制造材料外,还需通过恒压充电方式来控制电池中水的损失,如12V电池要求恒压值13.6~13.8V(浮充使用),如果电压超过14.1V又外于长期浮充状态,就会使失水增加,缩短电池使用寿命,为了使电池处于充足电状态,选择最佳的充电条件是很重要的。 例1: 试验电池:12V7Ah 放电电流:3C(21A) 放出容量:3.1Ah(44%) 充电容量:3.1Ah 充电电流(A) 0.7 0.7 0.7 2.1 2.1 2.1 充电电压(V) 13.6 13.8 14.0 13.6 13.8 14.0 充电时间(h) 13 5.2 5.2 12 2.5 2.0 可见,选择电池恒压充电电压、电流值是很重要的,电流过低,充电时间太长。适当提高充电电压和电流可缩短充电时间,对于12V电池,最佳恒压值可取13.8V。 例2: 试验电池:12V100Ah 放电电流:15A 充电电压:13.8V 起始充电电流:6A 放电时间(h) 放出容量(%) 充电时间(h) 充入容量(Ah) 5 75 20.7 90.2 可见,电池深度放电后所需充电时间较长,当电池充足后(充入容量是放出容量的110%~120%,才认为电池完全充足),放出容量会越来越好。反之时间太短,电池充电不足,对于UPS中使用的电池来说,最好采用高倍率放电,由于大电流放电过程不可能将化学能全部转换成电能,放电深度大约在40%左右。这样,放电后的电池可在较短时间内充足电,也有利于延长电池使用寿命。 UPS用于长期浮充使用,其恒压值可控制在13.8V,如果UPS使用是断续的,充电电压可提高到14.0~14.2V,这样有利于电池充足电。电池长期处于连续充电状态,会缩短电池使用寿命。由于VRLA电池自放电比较小(一般充足电后可放置3~6个月)。采用定期充电方式将有利延长电池使用寿命。 VRLA电池也有它的技术和使用条件,比较重要的是:使用最佳环境温度为25±5℃,充电方式采用制造厂规定电压值的限流恒压充电制,必须有“电池保护线路”并设定合适的充电电压值和放电终止电压值,防止电池过充和过放,这样才能延长电池使用寿命。 在市电供应较好的情况下,长时间不发生停电,亦即电池长期处于充电状态没有放电,特别是一些落后电池电压较低,如果长期处于充电状态就要发生硫酸盐化,使电池造成不可逆转的“钝化”而失效。适当时候进行“充放电过程”是延长电池使用寿命行之有效的措施,如三个月没有发生放电过程,应进行一次“治疗性”的充放电过程,并用均充电压(比浮充电压高一些)将电池充足电,再转入浮充电压运行,以改善落后电池的状况,如果发现UPS后备时间减少,应及时检查电池组中是否有落后电池,并及时处理。 以下是不同放电电流下的最低终止电压(25℃) 放电电流(A) <0.1C 0.1~0.3C 0.3~0.5C 0.5~1C >1C 终止电压(V) 2V电池 1.75 1.75 1.70 1.65 1.60 6V电池 5.25 5.25 5.10 4.95 4.80 12V电池 10.50 10.50 10.20 9.90 9.60
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