安防弱电系统机房UPS供电系统知识详解

成为UPS供电系统的重要组成部分。而由于蓄电池本身或者管理上的原因，目前有许多UPS电源    以下对目前大型UPS系统广泛采用的阀控式密封铅酸(VRLA)蓄电池在UPS供电系统中的作用、工作原理、配置、选用、安装、维护等方面进行探讨。 

    在UPS供电系统中，蓄电池大多采用免维护蓄电池。蓄电池在UPS供电系统中的主要作用就是储存电能，一旦市电中断，由电池放电供给逆变器，由逆变器将电池释放出的直流电转变为正弦交流电，维持UPS电源    在市电正常供电时，电池在整流-充电电路中储存电能，同时对直流电路起到平滑滤波的作用，并在逆变器发生过载时，起到缓冲器的作用。而在日常工作中，人们往往片面地认为蓄电池是免维护的而不加重视。然而由于对蓄电池的不合理使用，产生了蓄电池的电解液干涸、热失控、早期容量损失、内部短路等问题，进而严重影响到供电系统的可靠性。 

    蓄电池的种类 

    酸性电池：酸性电池的电解液一般是由稀硫酸(H2SO4)或者胶体硫酸构成，极板由铅Pb和过氧化铝PbO2构成，通过化学反应贮存电荷，起到电池储能的作用。 

    铅酸蓄电池的工作原理 
    阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理，基本上沿袭于传统的铅酸蓄电池，其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)，其电极反应方程式如下： 

    两种阀控式密封铅酸蓄电池比 

    两种电池极板相同：正极板栅采用铅钙锡铝四元合金或低锑多元合金，负极板栅采用铅钙锡铝四元合金。并使用紧装配和贫液设计，在电池的上盖中设置了一个单向的安全阀。由于采用无锑的铅钙锡铝四元合金，提高了负极析氢过电位，从而抑制氢气的析出，同时，采用特制安全阀使电池保持一定的内压。 

    由此看出，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通道的方式有所不同，因而两种电池的性能也各有千秋。 

    在UPS供电系统中，可以说蓄电池是这个系统的支柱。没有蓄电池的UPS只能称做稳压稳频电源。UPS之所以能实现不间断供电，就是因为有了蓄电池。在设计UPS时，首先应考虑选择什么型号的蓄电池，即蓄电池的额定电压、额定容量及应由多少节蓄电池组合等。 

    由于蓄电池的实际可使用容量与放电电流大小、系统电压、放电时间、蓄电池工作环境温度、蓄电池储存时间的长短、负载种类和特性等因素密切相关。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(W)。 

    内阻：应选择内阻小的蓄电池，这样才能持续大电流放电。如果内阻较大，在充放电过程zhonggong耗加大，使蓄电池发烫。 

    在大中型(几kVA-几千kVA)UPS中采用2V单体系列蓄电池，避免采用小容量组合蓄电池进行混联。 

    1VRLA蓄电池的运行环境与安装 

    电池尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方，并要避免受到阳光、加热或辐射热源的影响，让电池有一个良好的工作、储存环境。蓄电池一般应在5℃～35℃范围内进行充电，低于5℃或高于35℃都会降低寿命，充电的设定电压应在指定范围内，如超出指定范围将造成蓄电池损坏、容量降低、寿命缩短。 

    2、浮充充电：为了确保直流电源不间断，延长蓄电池的使用寿命，通常都采用充电电源与蓄电池组并联的浮充供电方式。 

    4、补充充电：电池在存放、运输、安装过程中，会因自放电而失去部分容量。因此，在安装后投入使用前，应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量，然后采用不同的方法对蓄电池    2VRLA蓄电池的使用与维护 

的使用与维护变得尤为重要。 

    新的蓄电池在安装完毕后，一般要进行一次较长时间的充电，充电要按说明书中的规定进行，待电池组充电完毕后，进行一次放电，放电后再次充电，目的是延长电池的使用寿命，提高电池的活性和充放电特性。 

    UPS蓄电池长期闲置不用或使蓄电池长期处于浮充状态而不放电，会导致电池中大量的硫酸铅吸附到电池的阴极表面，导致内阻增大、活性下降，使蓄电池的使用寿命大大缩短。对于市电供电良好的单位，需要每隔三个月进行一次“治疗性”充、放电过程，即电池带载放电、再充电操作，并记录相关数据，与以前放电记录进行比较分析电池性能状况，对电池组整体进行维护检查，真正遇到市电停电时，才能有效保护负载安全。 

    蓄电池的使用寿命与蓄电池的放电深度密切相关。深度放电会造成蓄电池内部极板表面硫酸盐化，导致蓄电池内阻增大，严重时会使个别电池出现“反极化”现象和电池的性损坏。电池的放电深度严重影响电池的使用寿命，非迫不得已，不要让电池处于深度放电状态。 

    随着UPS电源    5、其他注意事项 
    ②不要使蓄电池组被过电流或过电压充电;  
    蓄电池的智能管理 
    为了提高电池的使用寿命，减少维护工作，降低维护成本。应建立良好的电池维护系统，一定要具备： 

    2、充电限流。采取先恒流后恒压的充电方式。充电初期，充电电流较大，UPS根据所配置的蓄电池电池容量，自动将充电电流限制在0.1～0.2C，对蓄电池进行恒流充电，确保蓄电池充电时安全快速。当蓄电池容量达到80%以后，UPS转为浮充电压对蓄电池进行恒压充电。 

供电时，用户需要及时地了解系统的后备时间，且采取相应的措施。当蓄电池电压降到低限时，报警通知用户，然后自动关机以防止蓄电池深度放电。 

    电池静置时，温度太高，电池的自放电加剧。电池使用条件推荐为20℃～25℃，温度太低，电池放电容量降低，充电接受能力下降。温度太高，反应加剧，导致失水，极板腐蚀加剧。电池的充电电压通过温度补偿来改变，温度高时，充电电压降低，使电池处于佳浮充状态。 

<span style="color:#333333;font-family:"font-size:14px;background-color:#FFFFFF;">    因此，保证电池服务佳方案是将环境温度控制在20℃～25℃，控制放电次数、放电深度、放电和充电电流以及定时充放电的周期。