解析UPS蓄電池維護現(xiàn)狀及解決方案

標簽：UPS 不間斷電源 蓄電池

UPS蓄電池維護的必要性

UPS 稱為不間斷電源，是因為停電的時候，它能快速轉(zhuǎn)換到逆變狀態(tài)，從而不會讓在使用中的電腦因為突然停電未來得及存儲而失去重要文件。 不是用來當(dāng)備用電源用的，如果你只是想在停電的時候可以用電，光買逆變器就夠了。 一般家用UPS里用的大多是，免維護型鉛酸蓄電池。即使UPS使用的是同樣的電池技術(shù)，不同廠家的電池壽命大不一樣， 這一點對用戶很重要，因為更換電池的成本很高(約為UPS售價的30%)。 電池故障會減小系統(tǒng)的可靠性，是非常煩人的事情。

目前，中小型UPS電源中廣泛使用的免維護密封鉛酸蓄電池，占據(jù)UPS電源總成本的1/4-1/2之多，不僅如此，實際維修也表明，約有50%以上的UPS電源故障與UPS蓄電池有關(guān)。UPS蓄電池的失效主要表現(xiàn)為端電壓不夠，容量不足或瞬間放電電流不滿足帶載啟動要求等。

一般正常使用的UPS,其電池壽命在5年左右，但目前國內(nèi)有相當(dāng)部分UPS電池在投入使用不到1年就開始出現(xiàn)問題，更有甚者，有些進口品牌的國產(chǎn)電池在制造工藝上存在先天的缺陷，另一方面是由于后天缺乏必要維護造成。值得注意的是許多使用單位由于缺乏必要的測試維護手段，根本不清楚自己系統(tǒng)UPS蓄電池的健康狀況，為UPS系統(tǒng)正常工作留下隱患。

大量的UPS一出故障，扔掉的首先是昂貴的電池，原因是電池電壓由于種種原因首先降低，而維護人沒有相應(yīng)檢測手段。花費成千上萬建立的后備電源系統(tǒng)，由于電池的狀態(tài)不確定性，造成系統(tǒng)癱瘓、重要數(shù)據(jù)丟失，其后果是不堪設(shè)想的，其損失之巨大，遠遠不是用幾萬元錢能彌補的。

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傳統(tǒng)的UPS蓄電池測試維護手段

一般UPS電源對電池的要求：滿足一定的端電壓;電池應(yīng)具有在啟動放電瞬間就能輸出大電流的特性;滿足一定的容量，以保證逆變供電的時間。

1、用萬用表測量電池的端電壓，實踐證明，用萬用表測量UPS電池的浮充端電壓是無法判定舊電池是否已經(jīng)失效。因為蓄電池在市電有的情況下，市電通過整流模塊對電池進行浮充，被測電池的端電壓高于12V(對12V電池而言)，所以一般要斷開市電通過電池逆變來測量電池的端電壓，最低不能低于10.5V.不足10.5V的電池即為欠壓或已經(jīng)失效的電池。若這種電池在經(jīng)過充電或激活充電后端電壓仍達不到12V,即為失效電池。

2、測試UPS電池是否具有啟動瞬間輸出大電流的特性，通信行業(yè)的UPS電源由市電供電向蓄電池逆變供電的切換時間要求小于4ms.這就是說，一旦市電供電中斷，UPS電池必須在小于4ms時間內(nèi)輸出負載所需的電流。有些失效的電池能夠滿足端電壓和容量的要求，但不能在少于4ms內(nèi)放電電流達到大電流的要求，也是不合格電池。UPS電池瞬間輸出大電流的特性只有在關(guān)閉市電才能測試，在不知道電池性能情況下有一定的風(fēng)險，一般是不進行的。UPS電池瞬間不能輸出足夠大電流，一般是由于電池長期沒有放電造成，經(jīng)常放電或有定期放電的UPS電池基本上不存在此問題。

針對于UPS電源由市電供電向蓄電池逆變供電的切換時間小于4ms的要求，我公司在上海聯(lián)通某支局測試600KW的柴油發(fā)電機組時，他們負荷為420KW,柴油發(fā)電機組的帶載能力也恰好為420KW,為了能使柴油發(fā)電機組啟動后順利為設(shè)備供電，他們把柴油發(fā)電機組控制部分調(diào)寬到7ms,在市電停，柴油發(fā)電機組供電時，UPS處于時充電時放電的過程，為了不讓電池放電，不造成通信中斷，他們只能關(guān)閉了一些負載。

3、判別UPS電池的容量，傳統(tǒng)判別UPS蓄電池容量的方法與判別一般蓄電池的方法一樣，將整組蓄電池組脫離通信電源系統(tǒng)并上電阻絲，以一小時、三小時或十小時率恒流放電，然后以最先到達放電終止電壓的某一單體蓄電池的放電時間與電流，來推算其容量。

傳統(tǒng)的容量測試有下列缺點：

1、需將電池組脫離系統(tǒng)，增大系統(tǒng)死機風(fēng)險;

2、放電時間長，且需人工測試記錄，工作量大，此外UPS電池一般裝于箱式柜子里，測試工作也不是很容易;

3、電阻絲笨重且有紅熱現(xiàn)象，不安全且工作強度大。

國內(nèi)UPS蓄電池維護現(xiàn)狀：

UPS蓄電池的維護與一般低壓系統(tǒng)蓄電池的維護類似，當(dāng)引進新電池時，要求工程驗收，進行深度放電;當(dāng)新電池投入使用后，要求保持適宜的電池工作環(huán)境溫度，要求定期測量各電池端電壓，當(dāng)各電池壓差過大時，要進行均充，要求定期對電池進行試探性容量試驗或深度放電，以便檢查電池組的性能優(yōu)劣以及保持電池的活性。

但是實際運用中，由于各種條件的限制，UPS蓄電池的維護很少有人完全按照上面所述進行，首先新電池驗收，由于時間長，又無方便工具可供利用，有相當(dāng)多的人根本沒有做這一工作即將電池投入使用，據(jù)統(tǒng)計，在中國大陸約有95%以上的UPS電池缺乏必要的維護，這為日后UPS供電故障埋下隱患;其次，新電池投入使用后，由于一般UPS電池是裝在柜子里，測量、脫離都不方便，很少測量端電壓，定期深度放電更是無從進行;依現(xiàn)有條件(98%以上的UPS電池沒有安裝監(jiān)控設(shè)備)，廣大維護人員所能進行的只有每隔一段時間，關(guān)閉市電讓UPS電池對實際系統(tǒng)放電一段時間，充其量只是讓電池組活化一下，以保持電池的活性，而對于電池的性能優(yōu)劣及各節(jié)電池的剩余容量等重要數(shù)據(jù)還是無從知曉。

UPS蓄電池維護全面解決方案：

針對上述對UPS的現(xiàn)狀分析，我公司自主研發(fā)的JZC系列智能交流自動化測試儀對UPS進行放電，不但可以在放電過程中對UPS主機的輸出參數(shù)進行檢測，而且可以對蓄電池的容量和放電時間進行檢測。目前通信機房的UPS互為主備用，測試備機時，關(guān)閉備機的市電，由電池逆變向設(shè)備供電，根據(jù)電池放電電流制定放電率，比如，蓄電池容量為100AH,電池放電電流為20A,在UPS后端加載一定的負載，放電電流達到33A,用3小時放電率測試，這樣可以對UPS主機和蓄電池的各項指標進行檢測。

測試的應(yīng)急預(yù)案：

油機必須能在市電停的情況下在規(guī)定時間內(nèi)給后端設(shè)備供電，由于目前通信機房的UPS都互為主備用，斷開一臺UPS市電開關(guān)，不會影響另一臺的工作，一旦市電停，馬上停止測試，撤出假負載，合上斷開的UPS市電開關(guān)，由油機向設(shè)備供電，整個過程不超過1分鐘。