阿拉善左APCUPS电源

时间：2018-07-02

阿拉善左APCUPS电源

APCUPS电源厂商在配置蓄电池时，所选用的设计容量是完全满足甚至**过负载不停电供电的功率容量和供电时间要求的，但是在APC UPS电源投入运行后，用户常常发现在市电停电后APCUPS电源不停电供电的实际时间远小于设计值，造成这种现象的原因，大多数情况下并不是较初配置时蓄电池的备用容量不够，而是蓄电池的容量没有发挥出来。造成蓄电池实际容量降低的原因很多，有电池质量问题，但更多的是使用和维护问题。

(1)电池容量

APCUPS电源铅酸蓄电池的较板在制造过程中，对生较板进行充电化成，便正极板上的铅变成二氧化铅，负极板上的铅变为海绵状铅，但是制造厂商对较板进行化成的时间有限，不可能将所有的物质均转化成活性物质，为此，国家标准规定新电池达到90%容量为合格，只有在随后的日常使用中，容量逐渐达到正常值，安装两年后要求达到**。

电池组的额定容量是在规定的放电率下得出的，

放电率(1/H)=放电电流(A)/电池额定容量(Ah)

例如，APC UPS电源中所用的小型蓄电池的典型规格之一是l2V、6Ah/2Ohv，此规格定义为输出直流电压l2V，标称容量为6Ah，放电率条件为20hr。具体含意是:把输出直流电压l2V的电池组置于以20H恒放电率条件下进行放电，一直放到其输出电压由l2V降到l0.5V时，所测到的总安时数应为6Ah。

我国、日本、德国工业用电池采用10小时率(表示为C10)，美国工业用电池标准为8小时率(表示为C8，)。在实际使用时，其放电率并不等于标准容量规定的放电率，当实际放电率大于标称容量规定的放电率时，其实际输出的容量要小于标称容量-APCUPS电源官网。

我国电力、邮电标准规定，10小时率电池，当采用1小时率放电时，其容量为标称容量的55%，即0.55C10。日本工业标准规定2V/10小时率电池，1小时率时容量为0.65C10，6V、12V，10小时率电池，1小时率容量为0.6C10。20小时率电池，10小时率容量为0.93C20，1小时率容量为0.56C20-APC UPS电源官网。

蓄电池的寿命有两种表达方法:一种为深循环使用的电池，另一种为浮充使用的"备用电源"电池。深循环使用的电池以深循环次数来表示其使用寿命，以0.8C10深度充放电循环使用的电池，其寿命达到1200次以上，而浮充使用的电池，年限可达到10~20年。蓄电池只有80%容量时认为寿命终止。

APCUPS电源实际使用寿命与设计使用寿命有很大差别，这主要取决于电池中水的损失情况。在设计条件下使用可达到设计寿命，而当外部条件如温度、充电电压、放电深度等变化**出设计要求时，实际使用寿命会大大低于设计寿命，实际使用容量也会低于设计容量。

(2)放电率对电池实际可输出容量的影响

电池容量C(Ah)等于放电电流(A)与电池电压达到下限值的放电时间(h)的乘积，而放电率(1/h)是实际放电电流(A)与电池标称容量(Ah)的比值。

在APCUPS电源的实际运行中，市电掉电后，要求电池逆变承担全部的负载功率，放电率视后备时间的不同而有很大差别，例如标机在1Omin左右，维持时间很短，放电率很大，长延时机可达4h或8h，放电率很小。所以蓄电池的实际放电率并非蓄电池规格定义中的放电率，图5-1所示的放电曲线反映了不同的放电率对电池容量的影响。

由图5-1中曲线可知，屯池的实际放电电流越小，电池的电压能维持的稳定时间越长，反之亦然。例如，对1OOHR电池组而言，当放电电流为5A时，放电率为0.O5C，其输出电压维持在12V以上的时间长达10h以上，当电池电压下降到临界电压10.5V时，放电时间可达2Oh，电池释放的容量基本上是它的标称容量。若将放电电流增大至1OOA，放电率为1C，则输出电压维持在l2V以上的时间不到1Omin。当电池电压下降到临界电压时，可维持放电时间**过3Omin，实际放出的容量为58.3.M左右，远低于标称容量1OOAh。

电池组允许的放电临界电压值和实际可供利用的容量(AM都弓电池的放电电流大小有密切的关系。

蓄电池所允许放电时间为电池在实际放电电流下进行放电时，电池电压从额定值下降到它所允许的临界电压时所用的时间。

蓄电池可供使用的效率为它在实际放电电流下所能释放出的实际较大容量与它的额定容量的比值。

要注意在不同的放电率情况下，电池端电压下降的临界值也在变化，放电率低时，例如0.01C时，实际释放的容量接近标称容量，所允许的电池端电压下降也高(10.5V)，放电率大时例如1C，实际释放的容量小，但允许的电池端电压也可以低些(8V)。

过度的大电流放电工作方式是不利的。在为APC UPS电源配置电池时，单凭APCUPS电源在电池逆变期间所需要的输出电流和电池供电时间来配置所用电池的标称容量是不够的，还必须根据电池逆变时的放电率和所选电池规格的输出特性，适当增大所配电池容量。

关于APCUPS电源寿命的不正确说法

即使APC UPS电源使用的是同样的电池技术，不同厂家的电池寿命大不一样，这一点对用户很重要，因为更换电池的成本很高(APCUPS电源售价的30％)。电池故障会减小系统的可靠性，是非常烦人的事情。

电池温度影响电池可靠性

温度对电池的自然老化过程有很大影响。详细的实验数据表明温度每上升摄氏5度，电池寿命就下降10％，所以APC UPS电源的设计应让电池保持尽可能低的温度。所有在线式和后备／在线混合式APC UPS电源比后备式或在线互动式APC UPS电源运行时发热量要大(所以前者要安装风扇)，这也是后备式或在线互动式APCUPS电源电池更换周期相对较长的一个重要原因。APCUPS电源电池的温度降到较低了，所以它能更好地满足系统可靠性要求。

电池充电器设计影响电池可靠性

电池充电器是APCUPS电源非常重要的一部分，电池的充电条件对电池寿命有很大影响。如果电池一直处于恒压或“浮充”型电池充电状态，则APCUPS电源电池寿命能较大程度提高。事实上电池充电状态的寿命比单纯储存状态的寿命长得多。因为电池充电能延缓电池的自然老化过程，所以APC UPS电源无论运行还是停机状态都应让电池保持充电。

所有APCUPS电源无论运行还是停机状态电池都处在充电状态，市场上的很多APCUPS电源没有这种功能。虽然这一功能使APCUPS电源成本提高，但如果考虑到更换电池的花费，则APCUPS电源总的使用成本降低了。

电池电压影响电池可靠性

电池是个单个的“原电池”组成，每一个原电池电压大约2伏，原电池串联起来就形成了电压较高的电池，一个12伏的电池由6个原电池组成，24伏的电池由12个原电池组成等等。APCUPS电源的电池充电时，每个串联起来的原电池都被充电。原电池性能稍微不同就会导致有些原电池充电电压比别的原电池高，这部分电池就会提前老化。只要串联起来的某一个原电池性能下降，则整个电池的性能就将同样下降。试验证明电池寿命和串联的原电池数量有关，电池电压越高，老化的就越快。

APC UPS电源容量一定时，设计时应尽可能让电池电压较低，这样APCUPS电源电池寿命就越长，对于电池电压一定时，应选择数量少电压高原电池串联的电池，不要选择数量多电压低的原电池串联的电池。有些厂家APCUPS电源的电池电压比较高，这是因为容量一定时，电压越高，电流就越小，就可选用较细的导线和功率较小的半导体，从而降低APCUPS电源成本。容量1KVA左右的APC UPS电源的电池电压一般为24￣96V。这种容量等级的APCUPS电源如Smart-APCUPS电源1250电池电压选择了较低的24V。

APCUPS电源较低的电池电压相对延长了电池寿命， APCUPS电源电池寿命为3￣5年，而有些APC官网， UPS电源的电池典型寿命只有1年！在APCUPS电源十年的使用期里，更换电池的成本比APCUPS电源本身售**出两倍！虽然这类APCUPS电源设计比较容易，成本也较低，但“潜在的”更换电池则成本很高。

电池纹波电流影响电池可靠性

理想情况下，为了延长APCUPS电源电池寿命，应让电池总保持在“浮”充电或恒压充状态。这种状态下充满电的电池会吸收很小的充电器电流，它称为“浮”或“自放电”电流。尽管电池厂商如此推荐，有些APCUPS电源的设计(很多在线式)使电池承受一些额外的小电流，称为纹波电流。纹波电流是当电池连续地向逆变器供电时产生的，因为据能量守恒原理，逆变器必须有输入直流电才能产生交流输出。这样电池形成了小充放电周期，充放电电流的频率是APCUPS电源输出频率(50或60Hz)的两倍。

普通后备式、APC在线互动式或后备／铁磁式APC UPS电源不会有纹波电流，其它设计的APCUPS电源会产生大小不等的纹波电流，这取决于具体的设计方法。只要检查一下APCUPS电源的结构图就能知道该APCUPS电源能否产生纹波电流。

如果在线式APCUPS电源的电池在充电器和逆变器之间，那么电池就会有纹波电流，这是普通的“双变换”APCUPS电源。

如果用截止二极管、继电器、变换器或整流器把电池与逆变器隔离开，那么电池就不会有纹波电流。当然这种设计的APCUPS电源不总是一直“在线”，所以这种APCUPS电源被称为“混合后备／在线式”APCUPS电源。

总结

电池是APCUPS电源系统中较不可靠的部分，但是APCUPS电源设计得好坏直接影响到电池的可靠性。让电池一直保持充电状态(即使APCUPS电源停机)能延长电池的寿命，尽量避免选用电池电压高的APCUPS电源。有的APCUPS电源设计会使电池产生纹波电流，造成电池不必要的过热。大多数APCUPS电源使用的电池都差不多，但APCUPS电源设计不同会大大影响电池的寿命。

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