UPS电池特点及维护及后备时间计算方法

1、九、UPS电池的检查与维护目前用于UPS勺后备电池多为铅酸密封蓄电池，尽管生产厂家不同，但在使用 维护方法上是基本相同的。在此我们针对不同型号UPS的特点，对如何使用好电池， 及如何进行日常的维护提供一些方法，供广大用户参考。（一）、关于铅酸密封电池 1、铅酸密封电池之所以被广泛应用于 UPS中做为后备 能源是因为它有容量大，无气体污染，可大电流放电，无需加液维护，价格低等特 点。2、铅酸密封电池的寿命由于在制造电池时所采用的工艺、配方、构造等方面的不同，电池有5年、10年等不同的标称寿命，其价格差异也很大。寿命长，价格就高。电池的寿命有时会 用周期充放电次数来标明。如 500次，电池使用与充

2、放电次数是互相影响的，因此 我们不能错误的认为，不管电池如何使用，它的寿命总是5年，也不能认为即使前4年中，电池一次也没充放过电，第 5年电池还能满足500次的充放电标准。电池 的容量会随使用年限和充放电次数的增加而下降，这届正常现象。3、电池的技术参数衡量电池特性的指标很多，做为用户只需了解其中最重要的几项即可。1）电池额定电压用于UPS的铅酸电池单体电池额定为 2V, 一只电池通常是由2只、3只或6 只单体电池申联组成。所以一只电池的额定电压会有 4V、6V、12V之分。实际使用 中，使用12V额定电压的电池最多。当你新购入一批电池时，你要首先检查一下它的端电压，对12V额定电压的电池，当

3、测量它的端电压时，你可能会量到它的电压超过12V,有时会达到12.8V左右。用量电压的办法可以初步判断这批电池的出厂时间长短，离出厂时间越短，它的端电压就越高；电池储存时间越长，它的端电压就越低。因为这种电池在出厂 时都是充好电的，由于自身损耗的原因，其端电压会随存储时间延长而降低。这种方法可从一个侧面反映电池自损耗的大小，如果两种电池出厂时间相同，储存条件 相同，量出的电压偏高的电池自耗就小一些。2）电池的充电电压一般用于UPS的电池，其充电电压分 浮充电压和均充电压。浮充电压-指电池可长时间充电的电压，对 12V电池来说，其范围在13.5-13.8 之间，电池充电电压保持在此范围内时，电池

4、既能保持良好 备用状态，自身也不会损坏。均充电压-均衡充电电压或叫强充电压。其数值范围对 12V电池来说应在13.8-14.1V 之间，其作用是在短时间内给电池加较高的电压，使其尽快恢复容量，或通过短时间给电池加较高的电压，使一组电池中的各 个电池分压变得均等。3）额定容量用安培小时为单位（AH）。它是反映电池容量大小的指标，我们常见的用于UPS勺电池有7AH 24AH 36AH 65AH等等。电池的AH数不是简单的安培 X小时的 结果。它是用特殊的放电装置，以恒流放电的方式测出的。如：一只100AH的电池，我们不能理解为此电池用 100安培的电流放电可以持续放电1小时。 而实际上一只100A

5、H的电池假定以100安培的电流放电，当放电到规定的终止电压 时，只能维持二十几分钟。因此，错误理解电池容量可能会导致 UPS®用上的失误。 那么怎样确定电池在不同负载下的后备时间呢，最好是通过查表和通过电池放电曲 线图来估算。我们提供了一组表格供大家练习估算方法（见表1）。4）充电电流电池技术资料中一般不给出具体的充电电流，但作为一个常识，我们应该 了解。通常我们只限定对电池的充电电流上限，一般希望最大充电电流不超过 0.25C。C是指电池的额定容量，如：电池是 100AH时，充电电流最好不超过 25A。对电池充电电流的下限一般不做规定。充电电流小时，要将电池充满电，就要相应延长时间

6、。电池充满后，仍会有很小的电流流进电池，用以补充电池的自耗。5）环境温度对电池的影响用丁 UPS的电池一般环境都比较好，环境温度不会有太热或太冷的情况。但我 们还是要知道，高低温时，电池性能的变化趋势。低温时，对电池的存储有利；低 温可降低电池的自放电损耗。但运行时低温会使电池容量降低，后备时间缩短。高 温则相反，在一定温度范围内，高温会使电池可放出容量增加，但高温会增加电池 的自身损耗，不利丁电池的存储（40 C条件下，电池存储6个月，其容量几乎会全 部损失）。在实际使用中高温是一定要避免的， 因为电池在高温条件下使用时，会形 to-成高温损耗增加进一步升温损耗加大的恶性循环，直至电池膨胀、

7、损坏。我们建议的环境温度是在20C-25C之间。（二）、UPS常见故障及检查、解决办法1、机械损坏电池在搬运、装配过程中易出现机械损伤。一般情况下，电池表面的损伤不会 影响其工作性能。但如果电池壳破裂，有时会有酸液渗出，因酸液是导电的，所以 当酸液接触到金届机架时，会造成直流短路，致使UPS®警，甚至出现人身触电和停机事故。如果不及时发现处理，还会使电池内部因电解液损失变干失效。这种情 况多数可用肉眼直接观察到。发现这种问题后，最好是及时将损伤的电池换以新电 池。如暂时不能更换，在确认其电性能还能维持一段时间时，可以将其流出的电解 液擦干净（注意防酸烧伤），然后用绝缘物品将其垫起，不

8、使酸液接触金届机架，并 尽快考虑更换问题。2、电池内阻升高当我们要检查一只电池好坏时，首先想到的是用表去量其端电压。按一般规律， 如果我们断开充电器测量电池电压，电池如果是好的，其端电压会在12V-13V（对12V 电池来说）之间但有时正常的电池电压不能说明电池是好是坏。我们分析一下原因：电池的等效电路如下：Inu图中r 一电池内阻E- 电动势U- 电池端电压R- 测量表内阻V-显小表通常测量表内阻Rr。而电池内阻r在电池正常时只为毫欧级，R可能是兆欧级 我们测出的显示电压为U= E Rr+R当Rr时，有UE。当电池由丁内部极板损坏或连接断裂时，由丁高阻导电物质将断裂处接通，虽然其接通电阻高达

9、几K或更高，但测量表由丁其更高的输入电阻，会测量不出其内阻的 变化。测量结果给人以电池良好的错误结论。当电池放电时，如下图：R-负载，通常为几欧此时U= E Rr+R由丁电池内阻增大，使得rR,接通回路后，负载R上只有很低的电压，甚至 没有电压，相当丁电池电路开路。这种情况是UP皱用中最忌讳的。因为如果这个隐患不能提前发现， 一但遇到 停电，UP制会因为电池组不能正常放电导致停机。采用对电池加载测量的办法，能准确判断电池组中是否存在此类问题。3、电池组内部个别单元电池短路当我们用表测量一只电池端电压时，有时会发现它的电压只有10V多，对丁 12V 电压的电池来说，恰好是5个单元电池申联后的电压

10、值。其原因是因为电池组内部 某个单元电池短路，如下图：Hi-IHHHiU*>如果这种情况只出现在极个别的电池中，暂时不会对电池的使用造成太大的影 响。但在一组电池中有多个电池出现这种情况，就会造成不利的后果。首先是由丁 电池电压变低，会使电池后备时间大大的缩短。再有，由丁upsM电池的充电电压是包定的，电池的只数变少，会使各电池的充电电压升高，造成电池过充，损坏电 池。这种情况发现后，最好是更换电池，如不能及时更换，希望能临时适当降低UPS 的充电电压，使现存的电池仍保持正确的浮充电压值。等更换电池后再将充电电压 恢复到正常值。4、电池容量下降电池在使用一段时间后，容量会有一定程度的下降

11、，这届正常。假定一组电池， 其寿命为5年，在其寿命结束时，仍应有 30%-40%勺剩余容量。即使其 容量随使用时间按正比变化，每年的容量换失应在 10%£右。如果你在使用中发现 电池后备时间大大的缩短，就应当对电池进行认真的检查，其可能的原因有：1）电池组中有个别电池电压变低，如 3中所述情况。2）电池组中有个别电池内阻升高，表现为在放电过程中其电压下降速度明显高丁同一电池组中其它电池，且在充放电过程中电池温度高丁其它电池。3）电池长时间没有充放过电致使其充放电过程中不能进行充分的化学反映。解决这一问题的方法就是，找出并更换有故障的电池，并定期对电池进行充放电工作。电池经过调整处理后

12、，后备时间会有明显的恢复。4）电池连线接触不良UPS电池多为数十只电池申联使用，电池连线是电池供电系统中重要一环。实际工作中有时会遇到接线不牢，造成停电的事故。因此，UPS®一次起动或更换电池时必须认真检查电池连线，保证可靠的连接。电池在运行一段时 间后，可能会有个别电池在接线柱处出现成堆的白色物质，俗称爬酸。这是 由丁电池在生产过程中接线柱处密封不好，致使酸气露出，在接线柱处凝结 所致。爬出的酸气会腐蚀接线处的螺丝和接线头，使其导电性能变差，影响 电池放电，要及时进行活理和螺丝的紧固。（三）、UPS怎样管理电池1、9315UPS勺电池及电池管理控制9315UPS 的容量分布从30K

13、W625KVA电池配置方式见下表电池只数/组额定电压浮充电压适用机型35只420V473VModel-40,65,130, 200,250,40040只480V540VModel 80,16032只384V432VModel 625卜面对9315的电池管理做简要介绍1） 9315UPS对电池的充电方式9315UPSM电池的充电方式采用限流、包压的充电方式。充电电流可根据电池 大小改变设置，充电电压也可以调整。设定的充电电压值473V(540V)2) 9315的电池自动测试功能9315UPS可设定每个月或每季度对电池进行一次电池测试，对电池测试的结 果会记录进控制程序，并根据新的测试结果显示出电

14、池的可支持时间，电池状态显 示可以用分钟来显示，也可以用白分比显示，可根据用户的喜好来选择。在对电池测试时，UPS的整流器将充电电压降低，让电池以包功率放电，并 记录电池的数据，用以分析电池的状态。UPS 对电池的测试分两级进行，如果用户的负载超过UP%量的25%但小丁 UP%量的50% UPS只能做第一级测试，当负载超过 50%寸，UPS先做第一级测 试再做第二级测试。9315 这种测试方式很安全，用户不必担心万一电池有问题会造成因电池供 不上电而停机的事故。如果用户负载小丁 25% UPSft到达预设的测试时间时，就会因负载不够而 停止测试，会发出报警，并在面板显示 battery tes

15、t failure (load). 遇到UPS 显示这种报警时，用户要明确 UPS是因为负载太小而没有完成电池测试，并非电池 有问题。如果由丁通过测试发现电池有较大的问题，如容量不够致使电压下降太快， UPS也会终尽测试并报警。按UPS®板上的回车键可消除报警音，旋转钥匙开关一次可活除报警。3) 9315UPS电池的使用注意事项9315UPS如能完成对电池的测试，一般情况可以说明电池无大的问题，由 丁电池测试、检查的是电池的整体情况，并不能判断出每只电池的状态。如果有单 只单元电池短路或个别电池容量不足的情况，测试是发现不了的。如遇有电池测试失败报警(非负载不够的原因-)UPS会有相

16、应指示，必须 尽快对电池进行全面检查。检查方法可参考后面的说明。在UP即示面板有运行统计一栏(statistics),其中有关丁本UPSt池使用情况的统计。可帮助用户了解电池放电次数和UPS用电池供电总的时间，对分析电池情况会有所帮助。2、9150、9305(prime)UPS的电池及电池管理控制9150、9305(prime) UPS的容量分布是从 7.5KVA到60KVA电池配置方式见下表:电池只数额定电压涂充电压32只电池192VX2217 VX242只电池252 VX2285 VX248只电池288 VX2324 VX2表3上述三种机型中，电池的连接形式是一样的，每台 UPSB要两组电

17、池，见下图:1-1| 1-1-1UPS1） 9150、9305、prime UPS对电池的充电方式上述三种机型的充电方式采用限流包压的充电方式。对丁15K以下的机器,其充电电压、充电电流可以调整，但最大充电电流一般不超过2.5A。对丁 20KVAW上的机器，电压、电流的调整需专用软件。充电电压的缺省设置是根据电池的实际 配置固定好的，如表（3）所示。充电电流限流值为8A。充电曲线如下图：U充电电压2） 9150、9305、prime UPS的电池自动管理方式上述机型采用自动周期充电方式。具体方法是这样，当UPSFF启并合上电池开关后，UPM始对电池充电，充电2天左右，充电器停止工作，电池处丁不

18、充电 的备用状态。此期间UPS 一直对电池电压进行监测，如果电池电压一直正常，下一 个充电周期将在21天后重新开始。如果停止充电后7天内UPS佥测到电池电压低丁 警戒点（对48只电池的配置是302V），下一个充电周期会提前开始，UPS发出电池 故障报警。如果超过7天电池电压到达警戒点，UPS&会提前开始下一个充电周期， 但不发出报警。充电 2天 备21天下一个充电周期用3） 9150、9305、prime UPS电池的使用注意事项从上述三种机型与9315的电池管理方式的区别来看，它们之间有很大的不同。9315有电池测试功能，在电池测试过程中，电池通过放电来进行对自身性能的检查, 这个过

19、程不但知道了自身状态，乂通过放电活化了电池。而上述三种机型是通过周 期充电过程中对电池的电压进行监测。这个过程中，电池并不放电。这样电池的放 电就需要人为操作。这是需要注意的。（四）、如何检查、维护电池1、发现问题1）肉眼观察电池在运行中即可进行。观察内容：电池表面有无电解液流出的痕迹电池极柱有无严重的爬酸情况接线螺丝有无严重锈蚀接线端有无明显松动电池连线有无磨损、有无与机架短路的可能有无金届异物掉到电池组内电池开关有无跳开电池表面有无严重膨胀2）运行中测量各电池电压检查目的：发现电池组中是否存在充电分压不均的问题，以确定有无故障电池。检查方法：打开电池柜门，在upsM电池进行充电情况下依次测

20、量各个电池的电压并做记录，对怀疑有问题的电池做上标记。故障电池的特征：总的充电电压各个电池的分压=电池只数，这是理想的数值。对丁 12V的电池，测量值在计算出的平均值 也.5V误差以内时，届丁基本正常，性能不好的电池电压往往表现为电压过高或过低，应做标记。故障电池原因判断：低丁平均值1/6、2/6时应怀疑电池内有单元电池短路，高丁平均值 1V以上 时应怀疑电池内阻升高。3）断开电池与UPS问的开关检测各电池电压检查目的：发现电池组中有无电压过低的电池检查方法：断开电池与UPS的开关（如果是多组电池并联时，可断开一组检查。检查完后，将其恢复，再断开另一组检查，以免影响工作），依次测量各电池电 压

21、。故障电池的特征：当断开开关马上测量各电池电压时，电池电压正常值应为13V左右（对12V电池）。电压低丁 12V应视为故障电池并做标记：低丁 12.5V应给予关注。4）电池放电时检查各电池电压检查目的：发现有无容量异常偏低，内阻偏大的电池检查方法：设法使电池放电，放电方法可以有多种：遇有市电供电停电，电池放电时顺便做检查。-人为停市电，让电池放电做检查。对9315UP驹开CB1对 9305、9150、Prime UPS 断开 F1将电池与UPSB离，单独加载检查。在电池放电过程中依次测量各电池电压并做记录。在做测量时注意以下问题：要保证足够的测量时间，电池负载不能太大。-由于电池负载大小不同，

22、正常电池电压值会有区别。-整个测量过程中因测量先后顺序不同，所测正常电压值也会有区别。测量结束后，尽快对电池进行充电。故障电池的特征：电池内阻偏大，容量降低都会反映在端电压上，因此放电过程中其端电压低于其它正常电池2V的应视为有问题电池。低于正常电池 1V的应给予关注。当测量到某块电池在放电时，它的电压极性与其它电池相反，说明它已经由一个能源提供者变成了纯能源消耗者，此电池已经坏了。5）电池的温度检查：检查目的：了解电池是否有异常发热的情况，从而进一步确定发热原因。检查方法：-用手触摸电池侧面-用测温仪测电池表面温度-给温升异常的电池做标记注意事项：注意安全，防止手表等金届物接触电极。-电池在

23、长时间浮充状态和充放电过程中温度有所不同。在充放电时，电池温度会有10° C左右的升高，此届正常现象，充放电结束后，温度恢复 正常。故障电池的特征：在使用条件相同的条件下，电池温度明显高于其它电池，说明其消耗大一只电池某部分温度升高，说明电池中某个单元电池消耗大浮充电时（非充放电过程中）所有电池温度普遍升高时，应怀疑原因是浮充电压过高所致，可适当降低涂充电压。一天后再测温度是否降下。（五）、拆换电池拆换单只电池：1、直流电压的特点：电池中的电是直流电，它不同于我们日常使用的交流电。交流电是以大地做 为参考电位，所以当人站在地上，无意中触摸到一根火线，就会中电。直流电如果 不以大地做参

24、考电位（即将直流电路中某上点按地），人在触摸某一极时不会中电, 但一定要避免人身同时接触直流电路中的两个点。2、拆换电池的操作：提示：在电池拆换过程中，可能会遇到市电突然断电的情况，请您考虑周全。1）断开UPSt电池之间的开关。2）拆下坏电池两个极上的接线，并记住电池正负极的接线方向，避免接新电池时正 负极接错。3）将新电池（最好与原电池同容量）按原位置摆放好，依次接正负极连线。4）核实接线无误后合上UPSf电池间的开关。拆换全部电池：提示：您所更换的电池只数要与原电池相等，电池申接之后总的电压级性要与 原来一致。1）断开UPSt电池之间的开关2）记录旧电池的连接方法或画出实物图，拆下旧电池。

25、3）按原来连接方法，接好所有电池。4）核实电池总的电压单只电池电压 X电池只数。5）在合电池开关前，核实UPSS电电压与电池电压的极性是否正确。如下图：错误电池UPS电池正确6）合上电池开关。（六）、选配电池实例：例1: 一台9315 80KVAUP要配置电池。已知UPS实际负载为40KW后备时间30分钟，如何配电池？方法：先要了解自己所使用的UPS流额定电压是多少，UPS电池放电终止电压是多少。9315 80KVA直流额定电压为480V,电池终止放电电压为420V。计算出每组电池共有多少个单元电池：单元电池个数=额定直流电压 = 480 = 240只22估算出每个单元电池在放电时需要提供多大

26、功率：功率=负载功率 =40000 Q185W单元电池个数 X0.9240X0.9式中0.9为UPS损耗系数（近似值）计算出每个单元电池终止放电电压:终止电压:=UP S终止放电电压=4 2 0=1 . 7 5 V单元电池只数2 4 0查表1得知，大力神心H(MPS12-100)恒功率放电率-在25 C时每单格的瓦精数1W】MPS12-10CS号的电池1.75V30分钟的每单格瓦特数是200W比上述计算的功率 185W略微大一些，可满足条件，所以可以购买大力神型号MPS12-100勺电池40只用丁电池更新。例2: 一台9305 20KVA UPS 所配电池是 MPS12-3狎号电池48只，UPS®际 负载10KW问能后备多长时间？方法：从已知条件中算出每个单元电池需要提供的功率。功率=总功率= 10000 Q 38.6W单元电池个数 X0.948X6X0.9式中6是每只12V电池组的单元电池数当所使用的UPS电池放电下限电压为1.75V/单元电池时，大力神 1