阿拉善左APCUPS電源

時(shí)間：2018-07-02作者：北京金業(yè)順達(dá)科技有限公司瀏覽：67

阿拉善左APCUPS電源


APCUPS電源廠商在配置蓄電池時(shí)，所選用的設(shè)計(jì)容量是完全滿(mǎn)足甚至**過(guò)負(fù)載不停電供電的功率容量和供電時(shí)間要求的，但是在APC UPS電源投入運(yùn)行后，用戶(hù)常常發(fā)現(xiàn)在市電停電后APCUPS電源不停電供電的實(shí)際時(shí)間遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，造成這種現(xiàn)象的原因，大多數(shù)情況下并不是較初配置時(shí)蓄電池的備用容量不夠，而是蓄電池的容量沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)。造成蓄電池實(shí)際容量降低的原因很多，有電池質(zhì)量問(wèn)題，但更多的是使用和維護(hù)問(wèn)題。


(1)電池容量

APCUPS電源鉛酸蓄電池的較板在制造過(guò)程中，對(duì)生較板進(jìn)行充電化成，便正極板上的鉛變成二氧化鉛，負(fù)極板上的鉛變?yōu)楹＞d狀鉛，但是制造廠商對(duì)較板進(jìn)行化成的時(shí)間有限，不可能將所有的物質(zhì)均轉(zhuǎn)化成活性物質(zhì)，為此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定新電池達(dá)到90%容量為合格，只有在隨后的日常使用中，容量逐漸達(dá)到正常值，安裝兩年后要求達(dá)到**。

電池組的額定容量是在規(guī)定的放電率下得出的，

放電率(1/H)=放電電流(A)/電池額定容量(Ah)

例如，APC UPS電源中所用的小型蓄電池的典型規(guī)格之一是l2V、6Ah/2Ohv，此規(guī)格定義為輸出直流電壓l2V，標(biāo)稱(chēng)容量為6Ah，放電率條件為20hr。具體含意是:把輸出直流電壓l2V的電池組置于以20H恒放電率條件下進(jìn)行放電，一直放到其輸出電壓由l2V降到l0.5V時(shí)，所測(cè)到的總安時(shí)數(shù)應(yīng)為6Ah。

我國(guó)、日本、德國(guó)工業(yè)用電池采用10小時(shí)率(表示為C10)，美國(guó)工業(yè)用電池標(biāo)準(zhǔn)為8小時(shí)率(表示為C8，)。在實(shí)際使用時(shí)，其放電率并不等于標(biāo)準(zhǔn)容量規(guī)定的放電率，當(dāng)實(shí)際放電率大于標(biāo)稱(chēng)容量規(guī)定的放電率時(shí)，其實(shí)際輸出的容量要小于標(biāo)稱(chēng)容量-APCUPS電源官網(wǎng)。

我國(guó)電力、郵電標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，10小時(shí)率電池，當(dāng)采用1小時(shí)率放電時(shí)，其容量為標(biāo)稱(chēng)容量的55%，即0.55C10。日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定2V/10小時(shí)率電池，1小時(shí)率時(shí)容量為0.65C10，6V、12V，10小時(shí)率電池，1小時(shí)率容量為0.6C10。20小時(shí)率電池，10小時(shí)率容量為0.93C20，1小時(shí)率容量為0.56C20-APC UPS電源官網(wǎng)。

蓄電池的壽命有兩種表達(dá)方法:一種為深循環(huán)使用的電池，另一種為浮充使用的"備用電源"電池。深循環(huán)使用的電池以深循環(huán)次數(shù)來(lái)表示其使用壽命，以0.8C10深度充放電循環(huán)使用的電池，其壽命達(dá)到1200次以上，而浮充使用的電池，年限可達(dá)到10~20年。蓄電池只有80%容量時(shí)認(rèn)為壽命終止。

APCUPS電源實(shí)際使用壽命與設(shè)計(jì)使用壽命有很大差別，這主要取決于電池中水的損失情況。在設(shè)計(jì)條件下使用可達(dá)到設(shè)計(jì)壽命，而當(dāng)外部條件如溫度、充電電壓、放電深度等變化**出設(shè)計(jì)要求時(shí)，實(shí)際使用壽命會(huì)大大**設(shè)計(jì)壽命，實(shí)際使用容量也會(huì)**設(shè)計(jì)容量。

(2)放電率對(duì)電池實(shí)際可輸出容量的影響

電池容量C(Ah)等于放電電流(A)與電池電壓達(dá)到下限值的放電時(shí)間(h)的乘積，而放電率(1/h)是實(shí)際放電電流(A)與電池標(biāo)稱(chēng)容量(Ah)的比值。

在APCUPS電源的實(shí)際運(yùn)行中，市電掉電后，要求電池逆變承擔(dān)全部的負(fù)載功率，放電率視后備時(shí)間的不同而有很大差別，例如標(biāo)機(jī)在1Omin左右，維持時(shí)間很短，放電率很大，長(zhǎng)延時(shí)機(jī)可達(dá)4h或8h，放電率很小。所以蓄電池的實(shí)際放電率并非蓄電池規(guī)格定義中的放電率，圖5-1所示的放電曲線(xiàn)反映了不同的放電率對(duì)電池容量的影響。

由圖5-1中曲線(xiàn)可知，屯池的實(shí)際放電電流越小，電池的電壓能維持的穩(wěn)定時(shí)間越長(zhǎng)，反之亦然。例如，對(duì)1OOHR電池組而言，當(dāng)放電電流為5A時(shí)，放電率為0.O5C，其輸出電壓維持在12V以上的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10h以上，當(dāng)電池電壓下降到臨界電壓10.5V時(shí)，放電時(shí)間可達(dá)2Oh，電池釋放的容量基本上是它的標(biāo)稱(chēng)容量。若將放電電流增大至1OOA，放電率為1C，則輸出電壓維持在l2V以上的時(shí)間不到1Omin。當(dāng)電池電壓下降到臨界電壓時(shí)，可維持放電時(shí)間**過(guò)3Omin，實(shí)際放出的容量為58.3.M左右，遠(yuǎn)**標(biāo)稱(chēng)容量1OOAh。

電池組允許的放電臨界電壓值和實(shí)際可供利用的容量(AM都弓電池的放電電流大小有密切的關(guān)系。

蓄電池所允許放電時(shí)間為電池在實(shí)際放電電流下進(jìn)行放電時(shí)，電池電壓從額定值下降到它所允許的臨界電壓時(shí)所用的時(shí)間。

蓄電池可供使用的效率為它在實(shí)際放電電流下所能釋放出的實(shí)際較大容量與它的額定容量的比值。

要注意在不同的放電率情況下，電池端電壓下降的臨界值也在變化，放電率低時(shí)，例如0.01C時(shí)，實(shí)際釋放的容量接近標(biāo)稱(chēng)容量，所允許的電池端電壓下降也高(10.5V)，放電率大時(shí)例如1C，實(shí)際釋放的容量小，但允許的電池端電壓也可以低些(8V)。

過(guò)度的大電流放電工作方式是不利的。在為APC UPS電源配置電池時(shí)，單憑APCUPS電源在電池逆變期間所需要的輸出電流和電池供電時(shí)間來(lái)配置所用電池的標(biāo)稱(chēng)容量是不夠的，還必須根據(jù)電池逆變時(shí)的放電率和所選電池規(guī)格的輸出特性，適當(dāng)增大所配電池容量。


關(guān)于APCUPS電源壽命的不正確說(shuō)法

即使APC UPS電源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(diǎn)對(duì)用戶(hù)很重要，因?yàn)楦鼡Q電池的成本很高(APCUPS電源售價(jià)的30％)。電池故障會(huì)減小系統(tǒng)的可靠性，是非常煩人的事情。

電池溫度影響電池可靠性

溫度對(duì)電池的自然老化過(guò)程有很大影響。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明溫度每上升攝氏5度，電池壽命就下降10％，所以APC UPS電源的設(shè)計(jì)應(yīng)讓電池保持盡可能低的溫度。所有在線(xiàn)式和后備／在線(xiàn)混合式APC UPS電源比后備式或在線(xiàn)互動(dòng)式APC UPS電源運(yùn)行時(shí)發(fā)熱量要大(所以前者要安裝風(fēng)扇)，這也是后備式或在線(xiàn)互動(dòng)式APCUPS電源電池更換周期相對(duì)較長(zhǎng)的一個(gè)重要原因。APCUPS電源電池的溫度降到較低了，所以它能較好地滿(mǎn)足系統(tǒng)可靠性要求。

電池充電器設(shè)計(jì)影響電池可靠性

電池充電器是APCUPS電源非常重要的一部分，電池的充電條件對(duì)電池壽命有很大影響。如果電池一直處于恒壓或“浮充”型電池充電狀態(tài)，則APCUPS電源電池壽命能較大程度提高。事實(shí)上電池充電狀態(tài)的壽命比單純儲(chǔ)存狀態(tài)的壽命長(zhǎng)得多。因?yàn)殡姵爻潆娔苎泳忞姵氐淖匀焕匣^(guò)程，所以APC UPS電源無(wú)論運(yùn)行還是停機(jī)狀態(tài)都應(yīng)讓電池保持充電。

所有APCUPS電源無(wú)論運(yùn)行還是停機(jī)狀態(tài)電池都處在充電狀態(tài)，市場(chǎng)上的很多APCUPS電源沒(méi)有這種功能。雖然這一功能使APCUPS電源成本提高，但如果考慮到更換電池的花費(fèi)，則APCUPS電源總的使用成本降低了。

電池電壓影響電池可靠性

電池是個(gè)單個(gè)的“原電池”組成，每一個(gè)原電池電壓大約2伏，原電池串聯(lián)起來(lái)就形成了電壓較高的電池，一個(gè)12伏的電池由6個(gè)原電池組成，24伏的電池由12個(gè)原電池組成等等。APCUPS電源的電池充電時(shí)，每個(gè)串聯(lián)起來(lái)的原電池都被充電。原電池性能稍微不同就會(huì)導(dǎo)致有些原電池充電電壓比別的原電池高，這部分電池就會(huì)提前老化。只要串聯(lián)起來(lái)的某一個(gè)原電池性能下降，則整個(gè)電池的性能就將同樣下降。試驗(yàn)證明電池壽命和串聯(lián)的原電池?cái)?shù)量有關(guān)，電池電壓越高，老化的就越快。

APC UPS電源容量一定時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能讓電池電壓較低，這樣APCUPS電源電池壽命就越長(zhǎng)，對(duì)于電池電壓一定時(shí)，應(yīng)選擇數(shù)量少電壓高原電池串聯(lián)的電池，不要選擇數(shù)量多電壓低的原電池串聯(lián)的電池。有些廠家APCUPS電源的電池電壓比較高，這是因?yàn)槿萘恳欢〞r(shí)，電壓越高，電流就越小，就可選用較細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)和功率較小的半導(dǎo)體，從而降低APCUPS電源成本。容量1KVA左右的APC UPS電源的電池電壓一般為24￣96V。這種容量等級(jí)的APCUPS電源如Smart-APCUPS電源1250電池電壓選擇了較低的24V。

APCUPS電源較低的電池電壓相對(duì)延長(zhǎng)了電池壽命， APCUPS電源電池壽命為3￣5年，而有些APC官網(wǎng)，  UPS電源的電池典型壽命只有1年！在APCUPS電源十年的使用期里，更換電池的成本比APCUPS電源本身售**出兩倍！雖然這類(lèi)APCUPS電源設(shè)計(jì)比較容易，成本也較低，但“潛在的”更換電池則成本很高。

電池紋波電流影響電池可靠性

理想情況下，為了延長(zhǎng)APCUPS電源電池壽命，應(yīng)讓電池總保持在“浮”充電或恒壓充狀態(tài)。這種狀態(tài)下充滿(mǎn)電的電池會(huì)吸收很小的充電器電流，它稱(chēng)為“浮”或“自放電”電流。盡管電池廠商如此推薦，有些APCUPS電源的設(shè)計(jì)(很多在線(xiàn)式)使電池承受一些額外的小電流，稱(chēng)為紋波電流。紋波電流是當(dāng)電池連續(xù)地向逆變器供電時(shí)產(chǎn)生的，因?yàn)閾?jù)能量守恒原理，逆變器必須有輸入直流電才能產(chǎn)生交流輸出。這樣電池形成了小充放電周期，充放電電流的頻率是APCUPS電源輸出頻率(50或60Hz)的兩倍。

普通后備式、APC在線(xiàn)互動(dòng)式或后備／鐵磁式APC UPS電源不會(huì)有紋波電流，其它設(shè)計(jì)的APCUPS電源會(huì)產(chǎn)生大小不等的紋波電流，這取決于具體的設(shè)計(jì)方法。只要檢查一下APCUPS電源的結(jié)構(gòu)圖就能知道該APCUPS電源能否產(chǎn)生紋波電流。

如果在線(xiàn)式APCUPS電源的電池在充電器和逆變器之間，那么電池就會(huì)有紋波電流，這是普通的“雙變換”APCUPS電源。

如果用截止二極管、繼電器、變換器或整流器把電池與逆變器隔離開(kāi)，那么電池就不會(huì)有紋波電流。當(dāng)然這種設(shè)計(jì)的APCUPS電源不總是一直“在線(xiàn)”，所以這種APCUPS電源被稱(chēng)為“混合后備／在線(xiàn)式”APCUPS電源。

總結(jié)

電池是APCUPS電源系統(tǒng)中較不可靠的部分，但是APCUPS電源設(shè)計(jì)得好壞直接影響到電池的可靠性。讓電池一直保持充電狀態(tài)(即使APCUPS電源停機(jī))能延長(zhǎng)電池的壽命，盡量避免選用電池電壓高的APCUPS電源。有的APCUPS電源設(shè)計(jì)會(huì)使電池產(chǎn)生紋波電流，造成電池不必要的過(guò)熱。大多數(shù)APCUPS電源使用的電池都差不多，但APCUPS電源設(shè)計(jì)不同會(huì)大大影響電池的壽命。

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