蓄电池的使用与维护及其UPS供电系统的发展趋势.doc

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1、蓄电池的使用与维护及其UPS供电系统的发展趋势通信系统中各类网络设备对供电质量的要求越來越高，而通信设备的正常工作必须要冇品质良好的供电系统作为保障。蓄电池是UPS供电系统中的一个重要组成部分，蓄电池组配备得是否合理和如何正确使用维护，最终决定着UPS供电系统电源保护作用的发挥。但呂使用UPS供电系统的过程中，人们往往片而地认为阀控式密封铅酸(VRLA)蓄电池連免维护的，对维护工作不予以重视。正是由于对蓄电池的不合理使用，因此产生了蓄电血的电解液干涸、热失控、早期容量损失、内部短路等问题的出现，进而严重影响到供

2、电系盖的可靠性。有资料表明，由于蓄电池故障引起UPS主机故障或工作不正常的比例大约为30%〜50%o由此可见，加强对UPS电池的正确使用与维扩A对延长蓄电池的使用寿命,降低UPS电源系统故障率，起到重要作用。1UPS供电系统的作用及特点——-1.1UPS供电系统的作用在交流不间断供电系统中，UPS设备是整个供电系统的核心，它起到两个作用，一是保证向负载供电的不间断性，二是改善对负载的供电质量。对■交流通信设备来说，其交流输入的不间断性除与UPS设备本身的技术指标和技术性能有关外，还与整个供电系统的方案设计有关。

3、UPS不间断电源系统不仅能保证对通信设备可靠的连续供电，而且，其输出也比较稳定，没冇瞬变和谐波，具冇明显的电力保护功能。当在市电断电时，UPS可以不间断地向负载继续供电；在市电不稳定的时候，UPSHj以避免负载遭受欠压、浪涌冲击等的危害，全而改善了供电质量；当供电系统出现故障吋，UPS不仅能给负载以全而保护，而且可起到对过载、短路、电池过放等非正常工作的防护，从而为负载提供了一个稳定的工作环境。1.2阀控式密封铅酸蓄电池的特点UPS供电系统中大多采用阀控式密封铅酸(VRLA)蓄电池，该电池是一种将化学能和电能相

4、互转化的装置。蓄电池需先用直流电源对其充电，将电能转化为化学能储存起來，当市电超限或小断时，再将化学能转变为电能供UPS逆变器工作。阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理，基木上沿袭了传统的铅酸蓄电池，它的正极活性物质是二氧化铅(PbO2),负极活性物质是海绵状铅(Pb),电解液是稀硫酸(H2SO4)。普通的铅酸蓄电池在充电过程中存在水分解反应，止极析出氧气，负极析出氢气。当止极充电到70%吋，开始析出氧气，负极充电到90%吋开始析出氮气，山于氮、氧气的析出,如果反应产生的气体不能重新复合成水，电池就会失水干沛I。阀控

5、式密封铅酸蓄电池在结构、材料上作了重要的改进：正极板栅采用铅钙锡铝四元合金或低铮多元合金，负极板栅采川铅钙锡铝四元合金，隔板采川超细玻璃纤维棉(AGM),并使用紧密装配和贫液设计，在电池的上盖中设置了一个单向的安全阀。这种电池结构，由于采用铅钙锡铝四元合金，提高了负极析氮过电位值，从而抑制氢气的析岀。同时，采用特制安全阀使电池保持一定的内压，釆用超细玻璃纤维棉(AGM)隔板，利用阴极吸收技术,通过贫液式设计，在正负极之间和隔板之中预留气体通道。因此在规定充电电压下进行充电时，正极析出的氧(02)可通过隔板通道传

6、送到负极板表面，还原为水(H2O)。这是阀控式密封铅蓄电池特有的内部氧循环反应机理，这种充电过程，电解液中的水几乎不损失，使电池在使用过程中不需加水。目前，阀控式密封铅酸蓄电池有两类，即分别采用超细玻璃纤维棉(AGM)隔板和硅凝胶二种不同方式来“固定"电解液。它们都是利用阴极吸收原理使电池得以密封的，但给正极析出的氧气到达负极捉供的通道是不同的。对AGM密封铅酸蓄电池而言，AGM隔膜屮虽然保持了电池的大部分电解液，但必须使10%的隔膜孔隙中不进入电解液。.正极生成的氧*气就是通过这部分孔隙到达负极而被负极吸收的

7、。对胶体密封铅酸蓄电池而言，电池内的硅凝胶是以SiO2质点作为骨架构成的三维多孔网状结构，它将电解液包含在里边。电池公灌注的硅溶胶变成凝胶后，骨架要进一步收缩，使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间，给正极析出的氧气提供了到达负极的通道。由此看岀，两种电池的区别就在于电解液的“固定”方式和提供氧气到达负极的通道有所不M同，因而两种电池的性能也各有千秋。2蓄电池的配置与选择UPS之所以能实现不间断供电，就是因为有了薔电池。在设计UPS供电系统时，首先应&考虑蓄电池的性能，即蓄电池的额定电压、额定容量及应由多少节蓄电池纽

8、合等重要部分。2.1额定容量选择蓄电池的容量一般是指在20°C,以20h放电率放电到1.75v/单体时，蓄电池输出的功率数。―—2.1.1单体电池容量计算公式P=（UPS容量xIOOOx负载功率因数）/（逆变效率X电池节数）其中，P：每节电池的放电功率；UPS容量：每台UPS的标称容量，以kVA计；负载功率因数：一般取0.8；逆变效率：UPS逆变器的效率，通常为90%〜95%Z间；电池