蓄电池在UPS的应用和蓄电池的维护

时间：2022-05-03

电池在UPS供电系统中的作用和意义
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的电源输出，确保负载在一定的时间内正常用电。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，有资料表明，蓄电池故障而引起UPS主机故障或工作不正常的比例大约为60%，由此可见，加强对UPS电池的正确使用与维护，对延长蓄电池的使用寿命，降低UPS供电系统故障率，有着越来越重要的意义。
蓄电池的工作原理
UPS直流电源设备常用的蓄电池是铅酸蓄电池，传统的铅酸蓄电池是开口式结构，电池在使用过程中，有氢气和氧气以及酸雾逸出，不仅污染环境还具有危险性，维护时需要加水，加酸，已逐渐被市场淘汰，现在UPS供电系统中蓄电池大多采用阀控式密封铅酸（VRLA）蓄电池，阀控式铅酸蓄电池的主要优点是在充电时正*板上产生的氧气，通过再化合反应在负*板上还原成水，使用时在规定浮充寿命期内不必加水维护，所以又称为免维护铅酸蓄电池，可见，免维护只是与普通蓄电池相比，运行中免去了添加纯水或蒸馏水，调整电解液液面的项目，并非免去一切电池维护工作。
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*活性物质是二氧化铅（PbO2），负*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：
PbO2+2H2SO4+Pb≈2PbSO4+2H2O。
两种阀控式密封铅酸蓄电池比较
目前阀控式密封铅酸蓄电池主要有两类，即玻璃纤维隔板阴极吸收式密封铅蓄电池和硅凝胶密封铅蓄电池（如德国的阳光电池）。
两种电池*板相同：正*板栅采用铅钙锡铝四元合金或低锑多元合金，负*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*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。
两种电池隔板不同：即分别采用*细玻璃纤维棉（AGM）隔板和硅凝胶二种不同方式来“固定”硫酸电解液，它们都是利用阴极吸收原理使电池得以密封的，但给正*析出的氧气到达负*提供的通道是不同的，对AGM密封铅酸蓄电池而言，AGM隔膜中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*生成的氧气就是通过这部分孔隙到达负*而被负*吸收的，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，它将电解液包藏在里边，电池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*板之间，给正*析出的氧气提供了到达负*的通道。
1.蓄电池的使用注意事项。
2.防止过放电。
3.蓄电池放电到终止电压后，继续放电称为过放电，过放电会严重损害蓄电池，对蓄电池的电气性能及循环寿命*为不利。
4.蓄电池放电到终止电压时内阻较大，电解液浓度非常稀薄特别是*板孔内及表面几乎处于中性，过放电时内阻有发热倾向，体积膨胀，放电电流较大时，明显发热(甚至出现发热变形)，这时硫酸铅浓度特别大，存在枝晶体短路的可能性增大，况且此时硫酸铅会结晶成较大颗粒，即形成不可逆硫酸盐化，将进一步增大内阻，充电恢复能力很差，甚至无法修复，蓄电池使用时应防止过放电，采取“欠压保护”是很有效的措施，另外，由于电动车“欠压保护”是由控制器控制的，但控制器以外的其他一些设备如电压表，指示灯等耗电电器是由蓄电池直接供电的，其电源的供给一般不受控制器控制，电动车锁(开关)一旦合上就开始用电，虽然电流小，但若长时间放电(1-2周)就会出现过放电，因此，不得长时间开启，不用时应立即关掉。
5.防止过充电。
6.前面已经对过充电进行了阐述，过充电会加大蓄电池的水损失，会加速板栅腐蚀，活性物质软化，会增加蓄电池变形的几率，应尽量避免过充电的发生，选择充电器参数要与蓄电池良好匹配，要充分了解蓄电池在高温季节的运行状况，以及整个使用寿命期间的变化情况，使用时不要将蓄电池置于过热环境中，特别是充电时应远离热源，蓄电池受热后要采取降温措施，待蓄电池温度恢复正常时方可进行充电，蓄电池的安装位置应尽可能保证良好散热，发现过热时应停止充电，应对充电器和蓄电池进行检查，蓄电池放电深度较浅时或环境温度偏高时应缩短充电时间。

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