大型UPS蓄电池的维护

1 UPS蓄电池维护的必要性

UPS系统由整流器、逆变器、蓄电池及控制电路等重要部件组成，各部分功能不同，都起着重要作用，都是不可缺少的组成部分，少了电池的UPS只能称作稳压稳频（CVCF）电源。电池的在线工作质量影响着UPS系统的可靠程度，因此UPS蓄电池的日常维护、使用环境、工作状况非常重要，电池的工作寿命对UPS的工作寿命、保障性能有很大的影响。蓄电池是整个UPS系统的支柱，在有交流电时贮存能量，在没有交流电输入时为系统提供能量供应，蓄电池的化学能经过UPS逆变部分转换成交流电输出，使UPS保持对负载的电能不间断供给，这就决定了电池在UPS系统应时刻保持状态良好，能随时为系统提供足够的能量。这就要求电池从安装、运行、维护都一定需要具有专业知识的专业人员进行，才能满足电池的使用要求，确保电池性能良好，在关键时刻发挥其重要作用。

2 电池的安装要求

1）确保电池工作环境良好：电池安装机房要空间足够大，机房保持干燥、保持在温度25℃左右、湿度50%左右。电池不能受阳光的直接照射；

2）安装电池时应放置齐整，保持平衡固定，两个电池之间保持一定的距离，应不小于1/2分寸，有利于空气流动，有助于电池在充放电时的散热，保持间距也方便日后的维护和更换；

3）电池间的连接片应采用导电性能良好的铜板，连接端子要牢固连接，端子的扭矩按厂家要求，扭矩过大会造成电池的端柱损坏，扭矩过小会造成接触不良，电池充放电时会引电端子发执。电池端柱与连接铜板的触点应涂上防氧化涂层，保持触点良好导电性。

3 电池维护方法

3.1 离线维护

1）测量单体电压

将电池在工作线路中分离出来，测量单体电池的端电压，使用万用表或电压表直接测量电池两端的电压。电池设计时每一单元格是2V，不同电压的电池由多个2V的单元格组成，电池电压测为2V*n，正常的电池端电压等于大于2V*n，不能低于1.75V*n。如测量出来的电压不达到1.75V*n的电池需进行充电或活化充电，如经过活化处理后电池电压仍达不达1.75V*n ，可视为失效电池，不能使用。

2）测量电池的电导

使用专业的电导测试仪，对单体电池进行测量电导，不同牌子不同容量的电池按行业制定的不同的电导标准进行测量比较，可作为判断电池的好坏指标之一，测量出来的电导过大与过小都表明电池已失效，不能使用。

3）测量电池的内阻

使用专业的内阻测量仪，测量电池内阻，正常良好的电池内阻在20mΩ～30mΩ左右，当内阻超过60mΩ时，表明电池内部极板表面出现硫酸盐化现象，电池内阻的增大，必然使电池实际输出能量的降低，电池表现为容量减小，效率下降。这些电池在进行活化处理后的内阻仍超过60mΩ，可判别电池已失效，不能使用。

4）核对性放电

用专业电池公司生产的放电设备，对电池进行放电，可采用不同放电方式，通过放电，可明确测试出电池的容量及放电能力是否达到标准，这是判断电池是否能达到工作要求的有力依据。放电的方法有：

恒流放电：以恒定的电流对蓄电池进行放电，放电到电池的输出电压达到设定的电压，才终止放电，这一过程放电电流保持不变；

恒功率放电：以恒定的功率对蓄电池进行放电，放电到电池的输出电压达到设定的电压，才终止放电，这一过程放电功率保持不变。

3.2 在线维护

1）在线测量电池浮充电压

在线测量电池的浮充电压是指在UPS系统处于正常工作模式下，用万用表或电压表直接测量单体电池两端的电压。UPS系统处于正常工作模式时，系统对电池正处于浮充状态，单体端电压大于等于大于2V*n，当测量的电池的端电压低于2V*n时，表明电池不符合使用要求，需更换下来，这些电池在进行活化处理后的浮充电压仍达不到2V*n，可判别电池已失效，不能使用。

2）放电测试实际容量

（1）容量试验：以恒定电流对蓄电池组进行充电，达到额定容量后，以恒定电流进行对电池组放电，直至单体电池电压或电池组总电压达到终止电压。按以下公式进行容量计算：C==I*t（C是电池组容量，Ah；I是恒定放电电流A；t是放电时间h）；（2）核对性放电：长期处于浮充电状态的电池组，要是依靠测量单体电池的端电压来判断电池是否失效是很难的，有效办法是通过核对性放电试验来检验电池容量，判断电池的好坏。检验方法是将电池组脱离UPS系统，以恒流或恒功率进行放电。当电池组出现单体电池放到规定的终止电压，立刻终止放电，避免过放电；（3）带载放电：除容量试验和核对性放电外，在不影响负载正常供电的情况，让UPS系统工作在电池模式，带载放电一定时间，进行实际的带载能力测试，可测试出电池组的实际带载能力，这种方法最好判别出一组电池里，是否个别电池性能下降，及时进行更换，但这种测试存在一定的风险，要在安全的情况下进行。

4 电池维护的注意事项

1）充电时不能对蓄电池组过电压充电，串联电池以每单元格平均2.25VDC～2.30VDC充电时，如果充电电压过高容易造成电池的电解液中水被电解，影响电池的使用寿命；2）小电流放电，能提高电池的效率，防止蓄电池组过度放电，因为过度放电会引起电池的极板表面硫酸盐化，会引起电池的内阻增大，会导致电池产生“反极”现象，造成电池损坏，电池放电后应及时对电池进行充电，保持电量；3）长期闲置不用的电池，应每隔3个月充电一次，保持电池的容量；4）正常使用电池的浮充使用寿命为8年～12年，一般蓄电池的使用寿命大约为10年。应根据电池的使用维护情况，及时更换不达到使用要求的电池，更换时，不同牌子、不同类型、不同容量的电池不能混用。对达到使用年限的电池，就算电池测量指标达到使用要求，也应对全部电池进行整体更换；5）通过在线监控软件对电池进行监测，可随时查看电池的电压，测量电池内阻，方便了蓄电池的使用管理。

参考文献

[1]片春媛，刘俊峰，袁莉，常加旻，赵继红.蓄电池充放电控制系统[J].铁道机车车辆，2005(6).

[2]曲学基，等编著.稳定电源实用手册[M].电子工业出版社，1994.