UPS蓄電池管理技術

王琳

摘 要：目前UPS蓄電池的性能狀況并未得到充分重視。本文論述了電池性能指標及影響因素，分析了電池管理系統的工作原理及實際應用。

關鍵詞：UPS；蓄電池；性能；管理

中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）20-0250-01

UPS電源系統是平均無故障時間內最短的器件。UPS電源確保了供電的連續性和安全性，可見提高蓄電池運行安全可靠的必要性和迫切性。如果UPS蓄電池性能得不到開發，就會造成信號中斷事故，所以需要對UPS蓄電池電池性能進行檢測和維護，目的是為了提高UPS供電的可靠性與穩定性。由于目前蓄電池的使用單位由于缺乏必要的測試及維護手段，于是給UPS蓄電池系統日后正常工作留下隱患。降低或杜絕蓄電池事故發生率，是提高UPS蓄電池運行的安全可靠性的重要途徑。

蓄電池性能指標及影響因素：

目前在UPS不間斷電源廣泛使用密封式兔維護蓄電池作為儲存電能的裝置。蓄電池將靠儲存在蓄電池中的能量維持其逆變器的正常工作，要了解蓄電池的工作原理及特點，需要在蓄電池的檢測和維護工作中掌握重點。

（1）蓄電池性能指標

①蓄電池正、負極板都由板柵和活性物質構成，其中負極板上的活性物質為海綿狀鉛（Pb）。放電時，正極板的二氧化鉛逐漸轉化為硫酸鉛。可見氣體流失，就會造成UPS蓄電池，處于浮充狀態和很小的自放電狀態。

②電池內阻

電池內阻由電極村料、隔膜、電解液、接線柱等組成。極化電阻除與電流大小、溫度等因素有關。電池內阻限制了電池電流的增加，降低了電池的工作電壓。在成組使用時，電池內阻使電池組各單體電池的電壓或電流的一致性變壞，因此也必須做到對單體電池內阻的準確監測。

③電池容量

電池的容量是指在25℃環境下，以10h率電流放電至終止電壓所能獲得電量。而放電終止電壓為鉛蓄電池以一定的放電率25℃環境溫度下放電至能再反復充電使用的最低電壓稱為放電終止電壓。為使電池安全運行，大電流放電時終止電壓取值稍低，小電流放電時終止電壓取值稍高。不同的容量，電池的容量越小。

（2）影響蓄電池性能的主要因素

①溫度

UPS蓄電池在使用過程中會出現不斷下降的情況，性能下降的主要原因就是環境溫度和深度放電。環境溫度升高后，蓄電池處于過壓充電狀態，溫度升高會會使蓄電池所提供的有效容量下降。深度放電極易造成電池相關參數的變化，

②檢測方法

傳統的電池檢測方法是通過測量儀表外加負載的方式進行測量。這些檢測方法降低了UPS運行的可靠性。電池的內阻是有源元件，電池內阻的測量方法有交流法和直流法兩種。但所測得的都只是一定使用條件下電池的歐姆內阻。另一個極其重要的就是應當測量每個單體電池內部的溫度。因為電極柱與電極集電體相聯，而且電極柱的溫度與電芯內部溫度很相近。

（3）提高UPS蓄電池管理技術的有力措施

①保持適宜的環境溫度

目前UPS所用的蓄電池一般會導致電池內部化學活性增強，從而促使四周環境溫度升高，這種惡性循環會加速縮短電池的壽命。隨意應當測量定期每個單體電池內部的溫度。因為電極柱與電極集電體相聯，而且電極柱的溫度與電芯內部溫度很相近。

②提升系統功能

UPS蓄電池系統是通過檢測電池的外特性參數來控制電池內部狀態，同時還可以利用在線智能設計對蓄電池內阻進行檢測。總的來說，電池管理系統一般將前端采集電路、均衡電路以及分立器件組成。電池管理系統是一個蓄電池管理單元。需要對各項數據進行分析處理，并傳送至終端顯示。

③規范UPS蓄電池性能的檢測方法

測試UPS蓄電池有助于滿足端電壓和容量的要求，但UPS蓄電池瞬間輸出大電流的特性只有在關閉市電情況下才能測試，一般將整個蓄電池組脫離有線電視電源系統。對新購進的UPS蓄電池要進行容量檢測。采用最新專利材料可以減輕勞動強度，有利于提高整個有線電視網絡的供電穩定。

性能優良的UPS蓄電池的贏利模式和業務模型是相輔相成的，贏利模式決定了網絡的定位和發展方向，業務模型恢復時間極短，避免因受電網瞬間斷電的沖擊而發生損失。

④實現智能化管理

UPS蓄電池的失效會直接表現為內阻增大、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。用UPS蓄電池是系統中關鍵的部門和場合。為了實現全方位的智能化監控，利用UPS可以將UPS的監控模塊或監控單元通過RS232或RS485接口，再通過協議轉換器將UPS的監控模塊或監控單元的數據直接傳送到網絡監控中心，進而實現了對通信用UPS及電池的集中智能化管理。

要實現UPS的電池智能管理準確全面地監控每一節電池的容量、后備時間等。尤其是避免電池最低保護電壓設置錯誤，需要讓值班人員實時監測通信用UPS的運行數據。隨著計算機和高精度儀器設備的大量使用，現代用電設備對供電可靠性和供電質量提出了越來越高的要求。國內現有的UPS電源技術已經不能滿足系統的要求。因此，首先就是要提高逆變電源運行的可靠性和擴大供電容量的重要技術手段。其次是通過多個模塊并聯運行擴容。模塊化與標準化設計減少了人為故障的概率。模塊化的結構設計是保障高可靠供電的最后一道防線。

總之，UPS蓄電池的管理有助于提高其性能與供電時間，尤其是對供電安全尤為重要。通過對UPS蓄電池的精確數據檢測與數據管理，有效降低了UPS蓄電池的運行風險。

參考文獻

[1]周志敏，周紀海.UPS實用技術：應用與維護[M].北京：人民郵電出版社，2010：112～119.

[2]王其英.新型不停電電源（UPS）的管理使用與維護[M].北京：人民郵電出版社，2013：155～159.

[3]李成章.智能化UPS供電系統原理與維修[M].北京：電子工業出版社，2102：37～41.

[4]張志華.新型不停電電源（UPS）的管理使用與維護[M].北京：人民郵電出版社，2013：346～349.

[5]黃 瀚.智能化UPS供電系統原理與維修[M].北京：電子工業出版社，2013：137～141.

收稿日期：2018-6-3