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? ? ? ?但在使用UPS供電系統(tǒng)的過程中，人們往往片面地認為閥控式密封鉛酸（VRLA）蓄電池是免維護的，對維護工作不予以重視。正是由于對蓄電池的不合理使用，因此產(chǎn)生了蓄電池的電解液干涸、熱失控、早期容量損失、內(nèi)部短路等問題的出現(xiàn)，進而嚴重影響到供電系統(tǒng)的可靠性。有資料表明，由于蓄電池故障引起UPS主機故障或工作不正常的比例大約為30%～50%。由此可見，加強對UPS電池的正確使用與維護，對延長蓄電池的使用壽命，降低UPS電源系統(tǒng)故障率，起到重要作用。
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1、UPS供電系統(tǒng)的作用及特點
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? ? ? ?1.1UPS供電系統(tǒng)的作用
? ? ? ?在UPS供電系統(tǒng)中，UPS是整個供電系統(tǒng)的核心，它起到兩個作用，一是***向負載供電的不間斷性，二是改善對負載的供電質(zhì)量。對交流通信設備來說，其交流輸入的不間斷性除與UPS設備本身的技術(shù)指標和技術(shù)性能有關(guān)外，還與整個供電系統(tǒng)的方案設計有關(guān)。UPS不間斷電源系統(tǒng)不僅能***對通信設備可靠的連續(xù)供電，而且，其輸出也比較穩(wěn)定，沒有瞬變和諧波，具有明顯的電力保護功能。當在市電斷電時，UPS可以不間斷地向負載繼續(xù)供電；在市電不穩(wěn)定的時候，UPS可以避免負載遭受欠壓、浪涌沖擊等的危害，改善了供電質(zhì)量；當供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，UPS不僅能給負載以保護，而且可起到對過載、短路、電池過放等非正常工作的防護，從而為負載提供了一個穩(wěn)定的工作環(huán)境。
? ? ? ?1.2閥控式密封鉛酸蓄電池的特點
? ? ? ?UPS供電系統(tǒng)中大多采用閥控式密封鉛酸(VRLA)蓄電池，該電池是一種將化學能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置。蓄電池需先用直流電源對其充電，將電能轉(zhuǎn)化為化學能儲存起來，當市電超限或中斷時，再將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄︰PS逆變器工作。
? ? ? ?閥控式密封鉛酸蓄電池的工作原理，基本上沿襲了傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池，它的正極活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2),負極活性物質(zhì)是海綿狀鉛(Pb),電解液是稀硫酸(H2SO4)。
? ? ? ?普通的鉛酸蓄電池在充電過程中存在水分解反應，正極析出氧氣，負極析出氫氣。當正極充電到70%時，開始析出氧氣，負極充電到90%時開始析出氫氣，由于氫、氧氣的析出，如果反應產(chǎn)生的氣體不能重新復合成水，電池就會失水干涸。
? ? ? ?閥控式密封鉛酸蓄電池在結(jié)構(gòu)、材料上作了重要的改進：正極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金或低銻多元合金，負極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金，隔板采用超細玻璃纖維棉(AGM)，并使用緊密裝配和貧液設計，在電池的上蓋中設置了一個單向的安全閥。這種電池結(jié)構(gòu)，由于采用鉛鈣錫鋁四元合金，提高了負極析氫過電位值，從而抑制氫氣的析出。同時，采用特制安全閥使電池保持一定的內(nèi)壓，采用超細玻璃纖維棉(AGM)隔板，利用陰極吸收技術(shù)，通過貧液式設計，在正負極之間和隔板之中預留氣體通道。因此在規(guī)定充電電壓下進行充電時，正極析出的氧(O2)可通過隔板通道傳送到負極板表面，還原為水(H2O)。
? ? ? ?這是閥控式密封鉛蓄電池內(nèi)部氧循環(huán)反應機理，這種充電過程，電解液中的水幾乎不損失，使電池在使用過程中不需加水。
? ? ? ?目前，閥控式密封鉛酸蓄電池有兩類，即分別采用超細玻璃纖維棉(AGM)隔板和硅凝膠二種不同方式來“固定”電解液。它們都是利用陰極吸收原理使電池得以密封的，但給正極析出的氧氣到達負極提供的通道是不同的。對AGM 密封鉛酸蓄電池而言，AGM 隔膜中雖然保持了電池的大部分電解液，但使10%的隔膜孔隙中不進入電解液。正極生成的氧氣就是通過這部分孔隙到達負極而被負極吸收的。對膠體密封鉛酸蓄電池而言，電池內(nèi)的硅凝膠是以SiO2 質(zhì)點作為骨架構(gòu)成的三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它將電解液包含在里邊。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后，骨架要進一步收縮，使凝膠出現(xiàn)裂縫貫穿于正負極板之間，給正極析出的氧氣提供了到達負極的通道。
? ? ? ?由此看出，兩種電池的區(qū)別就在于電解液的“固定”方式和提供氧氣到達負極的通道有所不同，因而兩種電池的性能也各有千秋。
2、蓄電池的配置與選擇
? ? ? ?UPS 之所以能實現(xiàn)不間斷供電，就是因為有了蓄電池。在設計UPS 供電系統(tǒng)時，***先應考慮蓄電池的性能，即蓄電池的額定電壓、額定容量及應由多少節(jié)蓄電池組合等重要部分。
? ? ? ?2.1 額定容量選擇
? ? ? ?蓄電池的容量一般是指在20℃，以20h 放電率放電到1.75v/單體時,蓄電池輸出的功率數(shù)。
? ? ? ?2.1.1 單體電池容量計算公式
? ? ? ?P=（UPS 容量×1000×負載功率因數(shù)）/（逆變效率×電池節(jié)數(shù)）
? ? ? ?其中，P：每節(jié)電池的放電功率；UPS 容量：每臺UPS 的標稱容量，以kVA 計；負載功率因數(shù)：一般取0.8；逆變效率：UPS 逆變器的效率，通常為90%～95%之間；電池節(jié)數(shù)：通常為6 或12 的倍數(shù)。
? ? ? ?2.1.2 查找放電功率數(shù)
? ? ? ?根據(jù) P 值查找對應的各型號電池放電到單體電壓為1.65～1.75V 時放電功率數(shù)。
? ? ? ?2.1.3 確定選用電池組數(shù)
? ? ? ?根據(jù)上述功率數(shù)，對參照原廠提供的放電功率表，確定選用幾組電池。
? ? ? ?2.2 指標選擇
? ? ? ?2.2.1 內(nèi)阻
? ? ? ?要選擇內(nèi)阻小的蓄電池，這樣才能持續(xù)大電流放電，如果內(nèi)阻較大，在充放電過程中功耗加大，使蓄電池發(fā)燙。
? ? ? ?2.2.2 浮充電壓
? ? ? ?在相同溫度下，浮充電壓值高就意味著儲存能量大，質(zhì)量差的蓄電池浮充電壓值一般較低。蓄電池浮充電壓值在不同的溫度時應進行修正。
? ? ? ?2.2.3 大中型UPS 中避免混接
? ? ? ?在大中型UPS 中采用2V 單體系列蓄電池，避免采用小容量組合蓄電池進行混接。