蓄電池在UPS的應(yīng)用和蓄電池的維護

一、電池在UPS供電系統(tǒng)中的作用和意義
　　
　　在UPS供電系統(tǒng)中，蓄電池大多采用免維護蓄電池，蓄電池在UPS供電系統(tǒng)中的主要作用就是儲存電能，一旦市電中斷，由電池放電供給逆變器，由逆變器將電池釋放出的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)檎医涣麟?，維持UPS的電源輸出，確保負載在一定的時間內(nèi)正常用電。
　　
　　在市電正常供電時，電池在整流－充電電路中儲存電能，同時對直流電路起到平滑濾波的作用，并在逆變器發(fā)生過載時，起到緩沖器的作用。
　　
　　而在日常工作中，人們往往片面地認(rèn)為蓄電池是免維護的而不加重視，然而由于對蓄電池的不合理使用，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，進而嚴(yán)重影響到供電系統(tǒng)的可靠性，有資料表明，蓄電池故障而引起UPS主機故障或工作不正常的比例大約為60%，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供電系統(tǒng)故障率，有著越來越重要的意義。
　　

二、蓄電池的工作原理
　　
　　UPS直流電源設(shè)備常用的蓄電池是鉛酸蓄電池，傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池是開口式結(jié)構(gòu)，電池在使用過程中，有氫氣和氧氣以及酸霧逸出，不僅污染環(huán)境還具有危險性，維護時需要加水，加酸，已逐漸被市場淘汰，現(xiàn)在UPS供電系統(tǒng)中蓄電池大多采用閥控式密封鉛酸（VRLA）蓄電池，閥控式鉛酸蓄電池的主要優(yōu)點是在充電時正極板上產(chǎn)生的氧氣，通過再化合反應(yīng)在負極板上還原成水，使用時在規(guī)定浮充壽命期內(nèi)不必加水維護，所以又稱為免維護鉛酸蓄電池，可見，免維護只是與普通蓄電池相比，運行中免去了添加純水或蒸餾水，調(diào)整電解液液面的項目，并非免去一切電池維護工作。
　　
　　閥控式密封鉛酸蓄電池的工作原理，基本上沿襲于傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池，其正極活性物質(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），其電極反應(yīng)方程式如下：PbO2+2H2SO4+Pb≈2PbSO4+2H2O。
　　
三、兩種閥控式密封鉛酸蓄電池比較
　　
　　目前閥控式密封鉛酸蓄電池主要有兩類，即玻璃纖維隔板陰極吸收式密封鉛蓄電池和硅凝膠密封鉛蓄電池（如德國的陽光電池）。
　　
　　兩種電池極板相同：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，并使用緊裝配和貧液設(shè)計，在電池的上蓋中設(shè)置了一個單向的安全閥，由于采用無銻的鉛鈣錫鋁四元合金，提高了負極析氫過電位，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。
　　
　　兩種電池隔板不同：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”硫酸電解液，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，但必須使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)，它將電解液包藏在里邊，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。
　　
　　1.蓄電池的使用注意事項。
　　
　　2.防止過放電。
　　
　　3.蓄電池放電到終止電壓后，繼續(xù)放電稱為過放電，過放電會嚴(yán)重損害蓄電池，對蓄電池的電氣性能及循環(huán)壽命極為不利。
　　
　　4.蓄電池放電到終止電壓時內(nèi)阻較大，電解液濃度非常稀薄特別是極板孔內(nèi)及表面幾乎處于中性，過放電時內(nèi)阻有發(fā)熱傾向，體積膨脹，放電電流較大時，明顯發(fā)熱(甚至出現(xiàn)發(fā)熱變形)，這時硫酸鉛濃度特別大，存在枝晶體短路的可能性增大，況且此時硫酸鉛會結(jié)晶成較大顆粒，即形成不可逆硫酸鹽化，將進一步增大內(nèi)阻，充電恢復(fù)能力很差，甚至無法修復(fù)，蓄電池使用時應(yīng)防止過放電，采取“欠壓保護”是很有效的措施，另外，由于電動車“欠壓保護”是由控制器控制的，但控制器以外的其他一些設(shè)備如電壓表，指示燈等耗電電器是由蓄電池直接供電的，其電源的供給一般不受控制器控制，電動車鎖(開關(guān))一旦合上就開始用電，雖然電流小，但若長時間放電(1-2周)就會出現(xiàn)過放電，因此，不得長時間開啟，不用時應(yīng)立即關(guān)掉。
　　
　　5.防止過充電。
　　
　　6.前面已經(jīng)對過充電進行了闡述，過充電會加大蓄電池的水損失，會加速板柵腐蝕，活性物質(zhì)軟化，會增加蓄電池變形的幾率，應(yīng)盡量避免過充電的發(fā)生，選擇充電器參數(shù)要與蓄電池良好匹配，要充分了解蓄電池在高溫季節(jié)的運行狀況，以及整個使用壽命期間的變化情況，使用時不要將蓄電池置于過熱環(huán)境中，特別是充電時應(yīng)遠離熱源，蓄電池受熱后要采取降溫措施，待蓄電池溫度恢復(fù)正常時方可進行充電，蓄電池的安裝位置應(yīng)盡可能保證良好散熱，發(fā)現(xiàn)過熱時應(yīng)停止充電，應(yīng)對充電器和蓄電池進行檢查，蓄電池放電深度較淺時或環(huán)境溫度偏高時應(yīng)縮短充電時間。