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(biāo)及影響因素，分析了電池管理系統(tǒng)的工作原理及實際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：UPS；蓄電池；性能；管理

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

UPS電源系統(tǒng)是平均無故障時間內(nèi)最短的器件。UPS電源確保了供電的連續(xù)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(fā)，就會造成信號中斷事故，所以需要對UPS蓄電池電池性能進(jìn)行檢測和維護(hù)，目的是為了提高UPS供電的可靠性與穩(wěn)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(hù)手段，于是給UPS蓄電池系統(tǒng)日后正常工作留下隱患。降低或杜絕蓄電池事故發(fā)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(biāo)及影響因素：

目前在UPS不間斷電源廣泛使用密封式兔維護(hù)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(hù)工作中掌握重點。

（1）蓄電池性能指標(biāo)

①蓄電池正、負(fù)極板都由板柵和活性物質(zhì)構(gòu)成，其中負(fù)極板上的活性物質(zhì)為海綿狀鉛（Pb）。放電時，正極板的二氧化鉛逐漸轉(zhuǎn)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(tài)和很小的自放電狀態(tài)。

②電池內(nèi)阻

電池內(nèi)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(guān)。電池內(nèi)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(nèi)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(nèi)阻的準(zhǔn)確監(jiān)測。

③電池容量

電池的容量是指在25℃環(huán)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(huán)境溫度下放電至能再反復(fù)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(xiàn)不斷下降的情況，性能下降的主要原因就是環(huán)境溫度和深度放電。環(huán)境溫度升高后，蓄電池處于過壓充電狀態(tài)，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(guān)參數(shù)的變化，

②檢測方法

傳統(tǒng)的電池檢測方法是通過測量儀表外加負(fù)載的方式進(jìn)行測量。這些檢測方法降低了UPS運行的可靠性。電池的內(nèi)阻是有源元件，電池內(nèi)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(nèi)阻。另一個極其重要的就是應(yīng)當(dāng)測量每個單體電池內(nèi)部的溫度。因為電極柱與電極集電體相聯(lián)，而且電極柱的溫度與電芯內(nèi)部溫度很相近。

（3）提高UPS蓄電池管理技術(shù)的有力措施

①保持適宜的環(huán)境溫度

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

②提升系統(tǒng)功能

UPS蓄電池系統(tǒng)是通過檢測電池的外特性參數(shù)來控制電池內(nèi)部狀態(tài)，同時還可以利用在線智能設(shè)計對蓄電池內(nèi)阻進(jìn)行檢測?？偟膩碚f，電池管理系統(tǒng)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(tǒng)是一個蓄電池管理單元。需要對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并傳送至終端顯示。

③規(guī)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(guān)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(tǒng)。對新購進(jìn)的UPS蓄電池要進(jìn)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(wǎng)絡(luò)的供電穩(wěn)定。

性能優(yōu)良的UPS蓄電池的贏利模式和業(yè)務(wù)模型是相輔相成的，贏利模式?jīng)Q定了網(wǎng)絡(luò)的定位和發(fā)展方向，業(yè)務(wù)模型恢復(fù)時間極短，避免因受電網(wǎng)瞬間斷電的沖擊而發(fā)生損失。

④實現(xiàn)智能化管理

UPS蓄電池的失效會直接表現(xiàn)為內(nèi)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(tǒng)中關(guān)鍵的部門和場合。為了實現(xiàn)全方位的智能化監(jiān)控，利用UPS可以將UPS的監(jiān)控模塊或監(jiān)控單元通過RS232或RS485接口，再通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器將UPS的監(jiān)控模塊或監(jiān)控單元的數(shù)據(jù)直接傳送到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心，進(jìn)而實現(xiàn)了對通信用UPS及電池的集中智能化管理。

要實現(xiàn)UPS的電池智能管理準(zhǔn)確全面地監(jiān)控每一節(jié)電池的容量、后備時間等。尤其是避免電池最低保護(hù)電壓設(shè)置錯誤，需要讓值班人員實時監(jiān)測通信用UPS的運行數(shù)據(jù)。隨著計算機(jī)和高精度儀器設(shè)備的大量使用，現(xiàn)代用電設(shè)備對供電可靠性和供電質(zhì)量提出了越來越高的要求。國內(nèi)現(xiàn)有的UPS電源技術(shù)已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)的要求。因此，首先就是要提高逆變電源運行的可靠性和擴(kuò)大供電容量的重要技術(shù)手段。其次是通過多個模塊并聯(lián)運行擴(kuò)容。模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計減少了人為故障的概率。模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)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(shù)據(jù)檢測與數(shù)據(jù)管理，有效降低了UPS蓄電池的運行風(fēng)險。

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收稿日期：2018-6-3