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4 UPS蓄电池的选择

4.1、蓄电池容量(Ah)的选择

蓄电池容量(Ah)是指在标准环境温度下，每2V电池单体在给定时间至1.80V终止电压时，可提供的恒定电流值(A)与持续放电时间(h)的乘积。给定持续放电时间为10h的容量称为10h率容量，用符号C10来表示。蓄电池容量可用20h率、10h率、8h率、5h率、3h率、1h率、0.5h率等多种方法表示，一般采用C10作为蓄电池的额定容量来标称蓄电池。额定容量是蓄电池的主要参数，不少工程人员就认为，两种品牌相同额定容量的蓄电池可以在同一套UPS系统中替代使用。这种观点是有偏颇的，因为两种蓄电池具有相同额定容量，只表示它们的10h放电性能一致，但在10min、30min、lh、3h等时间内可提供的恒功率值和恒电流值则可能差异较大，而UPS后备时间通常不到10h，所以UPS配用蓄电池时，考察其在后备时间内的放电性能就尤为重要。

在已知UPS主机一些基本参数和确定蓄电池品牌后，我们就可以根据这一蓄电池品牌样本资料中提供的恒功率放电数据表或恒流放电曲线，通过功率定型法或电流定型法来计算确定蓄电池的容量和型号。

测试UPS蓄电池 
测试UPS电池的目的是确定该电池是否满足UPS电源的使用要求。这在更换UPS电池和判定原有UPS电池是否失效时是必须的。 
在实际维修UPS时，一般的UPS电源对电池的要求：满足原来使用电池的端电压；电池应具有在启动放电瞬间就能输出大电流的特性；满足一定容量和内阻，以保证逆变供电的时间。 
从以上UPS电源对电池的要求可见，单凭测量UPS电池的端电压是不能确定电池好坏的。

科学使用UPS蓄电池 
科学使用UPS电池就是要明确电池的正确使用方法，延长电池的寿命，使之发挥的作用。 
1．控制好充电电压，防止过压充电 
对于端电压为12V的电池，正常的浮充电压在13.5～13.8V之间。浮充电压过低，电池充不满，浮充电压过高，会造成过压充电。当浮充电压超过14V时，即认为是过压充电。过压充电会导致电解液中的水被分离成氢和氧气而溢出，使电池的寿命缩短。

维护UPS电池的技巧与方法 
UPS电池一般为免维护蓄电池，但在有些情况下维护UPS电池是十分必要的，且有实际意义。 
1．欠压电池的充电技巧 
有些UPS电池欠压是由于UPS逆变器末级驱动电路损坏，造成电池放电所致。若在修好电路故障后，及时将电池接入原电路充电，仍然会使电池复好如初。问题在于，欠压的电池无法使UPS启动成功，即切换到市电(充电)状态。此时，可用如下办法解决： 
(1)先用好的电池将UPS启动到市电状态后，再撤掉好电池换上待充电的欠压电池。注意：调换电池时，要求UPS空载运行。一般UPS进入市电状态后，只要保持输入市电正常，撤掉电池不会影响市电供电状态。 
(2)将欠压的电池先充电到10.5V以上，再接入原UPS电路，便可使UPS成功启动。给欠压的电池充电，可利用微机电源中的+12V电源给电池直接充电。充电中注意观察充电电流，根据测出的实际充电电流，以确定是否加限流电阻。 
2．电池的活化处理 
活化处理是指对电池的均衡充电。下列几种情况都会导致电池的内阻增大、端电压太低或容量减小，这些电池需要通过均衡充电来恢复其原有的性能指标。
(1)长时间放置不用，超过静态存储时间的电池。常温环境，一般UPS电池的静态存储时间为9个月。当温度为31～40℃时，静态存储时间为5个月。 
(2)放电后未能及时充电的电池。 
(3)长期工作于浮充状态(即UPS长期工作于市电状态)并超过静态存储时间。 
(4)不慎放电，将电池端电压放至低于终止电压。均衡充电电流一般选0.3C或略小于0.3C。额定电压为12V的电池，均衡充电电压一般选14.5V。没有专用充电器的用户，可参考上述数据搭接出复活旧电池所需的电路。

蓄方法：

例如一台40KVA,直流电压为384V，每组为12V32节，如果后备时间要求2小时，则电池的容量为：

40000VA*2H/(0.7*384V)=297AH

所以选择3组100AH电池，共96节。

电池组的电流为40KVA/384V=104A，所以电池连线选择50mm2电缆。

电池总数=(功率/直流电压*小时)/每块安时*每组块数

其中功率为的功率，直流电压为UPS电池供电所要求的电压，不同功率的UPS直流电压不同，每组块数为所要求电池的块数，一般配置电池时，必须为每组块数的整数倍，常见的UPS直流电压和每组块数如下(电池每块以12V为计算依据)：

举例来说，配置一台5K8小时延时的UPS，其功率为5000，直流电压为96V，每组电池8块，配置100AH电池，其所需电池总数为：(5000/96*8)/100*8=32块

UPS—UninterruptiblePowerSystem是不间断电源系统的简称。作用是提供不间断的稳定可靠的交流电源，在市电中断(停电)时UPS之所以能不间断的供电。是有蓄电池储能的结果。所能供电时间的长短由蓄电池的容量大小决定。

UPS中电池组巡检管理的重要性

UPS电源在工业、交通、通讯行业中广泛应用，实际应用中将蓄电池进行串、并联构成蓄电池组来提高输出电压和扩大输出容量，为确保电池组能正常工作，需要监测蓄电池的工作状态。蓄电池单体的电压和工作电流的临测是了解蓄电池组工作状态的重要手段。UPS的电池组巡检监控原理是通过采集电池组的充放电电流及每节电池的工作电压，经数字处理器分析，提示每节电池的工作状态，完成先进的电池管理功能(包括自动均浮充转换控制、电池预告警关机、定期自动维护、容量检测、后备时间预测)，从而提高了电池使用寿命。

阀控铅酸电池的简单工作原理

所谓“阀控”又俗称全密封免维护，就是利用电池加液口上的一个控制阀（盖）来控制电池内部的压力，尽量减少内部由于化学反应而造成的水分损失，以延长电池的使用寿命。因为电池在化学反映中释放气体，使电池内部气压升高，如果这些被释放出的气体不能及时被内部重新吸收和化合，就将使外壳膨胀甚至裂开。这些气体是如何产生的，又如何控制气体的产生速度、如何控制电池内部的压力，这就牵涉到一个使用和维护问题，为了更好地做好上述工作，有必要了解一下电池的工作原理和工作情况。

以往的电池都是开放式的，由于充放电时的电化学反映中造成水分的消耗，所以在使用过程中要经常测相对密度和加电瓶水等。水分是如何消耗的、电解液的相对密度是如何变大的、这会带来什么副作用等等，都和密封有关。

.电池的使用条件

(1)充电电压和电流   电池的充电，一般要求在25oC时电池的浮充电压为2.23~2.25V/单格，也有的高一些，比如FIAMM电池可达2.27V/单格。当环境温度低于25oC时，要求相应提高充电电压，以防充电不足。对于不同的电池就有不同的温度矫正系数，比如对于LECKY通常的矫正系数为-1mV/oC/单格，也就是说，温度每升高1oC，充电电压应降低1mV/单格。反之，就要提高1mV/单格；而对于CSB电池GP来说，其温度矫正系数就是-3.3~-5mV/oC/单格。这就是具有温度补偿充电功能充电器的设计根据。不过这只是一个理论值，在实际中还应进行调试。有许多UPS都设置了这种功能，如SILCON、SITEPRO等，从而比不设置此功能时延长了电池的使用寿命。

一般的电池充电电流限定为0.1~0.2C₁₀A（其中C₁₀为10h放电率放电到1.75V/单格时的容量）。这个充电电流也适合循环使用的情况，但循环使用情况的充电电压要求在25oC时为2.45V/单格，也作为均充电压。同样，对于不同品牌的电池也有不同的均充电压值。

阀控蓄电池的特点
 
与防酸隔爆式蓄电池相比，阀控蓄电池有以下特点：  
(1)固定的电解液，增进氧气从正极向负极的扩散。
 
(2)内部密封结构和自动开关的安全阀。蓄电池在内部压力下工作，以促进氧气的再化合。蓄电池内部压力增加到一定程度时，安全阀自动打开排气；而当气压将低到规定限度以下时，安全阀自动关闭。
 
(3)改进的板栅材料。阀控蓄电池的正极板用高纯度的铅锑合金制成，负极板用高纯度的铅钙合金支撑，这样的结构可减少电腐蚀的程度
 
(4)较坚硬的外壳。由于阀控蓄电池的外壳要承受一定的内部压力，故外壳采用高强度耐压防爆的材料制成，使得外壳更加坚固耐用。
 
(5)不需加水、补酸。阀控蓄电池的阀控密封结构和内部的氧循环机制使得其电解液损失小，在使用期间无需加水、补酸。
 
(6)安装占用空间小，可分层安装在电池架上或电池屏内。
 
(7)对环境污染小。运行期间酸雾和可燃气体逸出少。
 
(8)对使用环境要求较高，受环境温度影响大。

铅酸蓄电池国内发展状况

随着国家相关产业的拉动和国外电池生产厂商在华投资增多,2005-2009年中国行业平均增长速度达到30%;中国目前是全球的铅酸蓄电池生产国和的铅酸蓄电池消耗国,2009年行业总产量1.2亿KVAh,占全世界铅酸蓄电池总产值约1/3;2009年中国铅酸蓄电池直接出口额12亿美元,中国成为世界上的铅酸蓄电池出口国,但由于受到金融危机的影响,铅酸蓄电池出口量同比减少40%左右。根据工信部统计,2010年铅酸蓄电池产量达到14,416.60万KVAh,同比增长17.3%,出口额也开始大幅回升。根据Wind资讯统计数据,2011年全国铅酸蓄电池产量为14,229.73万KVAh,同比下降1.3%;2012年,我国铅酸蓄电池累计产量17,486.22万KVAh,同比增长22.9%;2013年,我国铅酸蓄电池累计产量为20,502.74万KVAh,同比增长17.3%。

由于铅酸蓄电池与其它二次电源相比具有技术成熟、安全性高、循环再生利用率高、适用温带宽、电压稳定、组合一致性好及价格低廉等优势,因此,在“十二五”期间铅酸蓄电池在二次电源市场上仍然是处于主导地位。根据中国电器工业协会铅酸蓄电池分会的预测,2015年国内蓄电池市场的容量为1,500~1,600亿元人民币,国际蓄电池市场占有量为220~250亿元人民币,行业总产值为1,700~1,800亿元人民币。根据中国化学与物理电源协会编制的《中国化学与物理电源(电池)行业“十二五”发展规划》,2009年铅酸蓄电池销售收入760亿元,预计“十二五”期间铅酸蓄电池将保持15%的增速,2015年销售收入将达到1,760亿元。

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